CN207432208U - 一种多功能机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功能机器人，其特征在于，包括支梁，用于提供支撑；X轴横梁，所述X轴横梁安装在所述支梁上；Y轴横梁，所述Y轴横梁的一端与所述X轴横梁实现滑动配合，并与所述X轴横梁呈垂直设置；滚动花键装置，所述滚动花键装置的花键齿轮套在花键轴上并与花键杆啮合，花键杆与花键齿轮实现上下移动配合，滑座套设在花键齿轮两端的轴承座上，并与所述Y轴横梁实现滑动配合；驱动装置，用于驱动所述Y轴横梁和所述滚动花键装置。本实用新型通过设置花键齿轮与花键杆配合，具有传动精确、结构简单、寿命长、承受载荷大的特点。

Description

一种多功能机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体而言，涉及一种多功能机器人。

背景技术

直角坐标机器人具有较高的运动精度及可靠性，能够实现自动控制，被广泛应用于工业生产中，完成如焊接、搬运、装配、贴标等一系列的工作。三轴直角坐标机器人作为最基本和应用最广泛的三轴机器人模式，在工业生产的各个领域占据着庞大的市场份额，随着工业化进一步推进，三轴直角坐标机器人将迎来更大幅度的发展和应用。传统的机器人多采用将拼接组装的单轴机器人进一步通过拼接组装的方式，组装过程缺乏有效控制，多采用齿轮齿条等传动部件传动，传动系统精度低、承载力差、寿命低、结构复杂，使得组装好的机器人运行精度低，运行寿命短，承载能力差，占地面积大，不能满足高精度、长寿命、高载荷的要求。

由以上分析可知，传统机器人存在以下不足：

1、传统机器人采用齿轮、齿条等作为传动部件，机器人承载能力差，运行精度低，部件容易损坏，机器人寿命低；

2、传统机器人结构复杂，运行时需要较大的空间，很难在狭小空间作业。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多功能机器人，能有效解决传统机器人承载能力差、寿命短、精度低的问题，同时还能解决传统机器人结构复杂的问题。

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种多功能机器人，技术方案如下：

一种多功能机器人，包括支梁，所述支梁包括左支梁和右支梁，用于提供支撑；X轴横梁，所述X轴横梁两端分别固定在所述左支梁和所述右支梁上，用于提供安装空间；Y轴横梁，所述Y轴横梁的一端与所述X轴横梁实现滑动配合，所述Y轴横梁与所述X轴横梁呈垂直设置；滚动花键装置，所述滚动花键装置包括滑座、花键轴、花键杆、花键齿轮；所述花键齿轮套在所述花键轴上并与所述花键杆啮合；所述花键杆与所述花键齿轮实现上下移动配合；所述滑座套设在所述花键齿轮两端的轴承座上，所述滑座与所述Y轴横梁实现滑动配合；所述花键杆分别与所述X轴横梁、所述Y轴横梁垂直；驱动装置，所述驱动装置安装在所述X轴横梁和所述Y轴横梁上，用于驱动所述Y轴横梁和所述滚动花键装置。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：所述X轴横梁包括两条平行设置的第一直线导轨，所述第一直线导轨与所述X轴横梁平行，用于为所述Y轴横梁提供滑动导向。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：所述Y轴横梁包括第二直线导轨，所述第二直线导轨与所述Y轴横梁平行，用于为所述滚动花键装置提供滑动导向。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：所述花键齿轮两端的轴承座上压装有深沟球轴承，所述花键齿轮通过所述深沟球轴承与所述滑座活动连接，所述花键轴转动带动所述花键齿轮发生转动，用以提供与所述花键齿轮啮合的所述花键杆的上下移动。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：所述驱动装置包括X轴驱动组件，所述X轴驱动组件包括第一电机组件、第一同步带、X轴压板、第一从动带轮组件，所述第一电机组件和所述第一从动带轮组件安装在所述X轴横梁上，所述第一同步带套在所述第一电机组件和所述第一从动带轮组件上，所述X轴压板安装在所述Y轴横梁上，并与所述第一同步带固定连接；Z轴驱动组件，所述Z轴驱动组件包括第二电机组件、第二同步带、第二从动带轮组件，所述第二电机组件安装在所述Y轴横梁上，所述第二从动带轮组件安装在所述花键轴上，所述第二同步带套在所述第二电机组件和所述第二从动带轮组件上；Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件包括第三电机组件、第三同步带、带轮组、第四同步带、第三从动带轮组件、Y轴压板，所述第三电机组件、带轮组、第三从动带轮组件安装在所述Y轴横梁上，所述第三同步带套在所述第三电机组件和所述带轮组上，所述第四同步带套在所述带轮组和所述第三从动带轮组件上，所述Y轴压板安装在所述滑座上，并与所述第四同步带固定连接。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：还包括X轴光电组件，所述X轴光电组件安装在所述X轴横梁上，用于检测所述Y轴横梁的位置信息；Z轴光电组件，所述Z轴光电组件安装在所述Y轴横梁上，用于检测所述花键杆的位置信息；Y轴光电组件，所述Y轴光电组件安装在所述Y轴横梁上，用于检测所述滚动花键装置的位置信息。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：还包括X轴第一限位块、X轴第二限位块、Y轴第一限位块、Y轴第二限位块，所述X轴第一限位块和X轴第二限位块分别设置在所述X轴横梁两端，用于限定所述Y轴横梁的位移；所述Y轴第一限位块和Y轴第二限位块分别设置在所述Y轴横梁两端，用于限定所述滑座的位移。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：还包括X轴原点感应器，所述X轴原点感应器安装在所述X轴横梁上，用于标定所述Y轴横梁的原点位置；Y轴原点感应器，所述Y轴原点感应器安装在所述滑座上，用于标定所述滑座的原点位置；Z轴原点感应器，所述Z轴原点感应器安装在所述花键杆上，用于标定所述花键杆的原点位置。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：还包括三轴转接板，所述三轴转接板包括中央处理器，用于处理感应信号；控制器，用于控制所述Y轴横梁和所述滚动花键装置的运动；存储器，用于存储编程信息；启闭开关，用于控制线路的通断。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：还包括排线压板，所述排线压板安装在所述X轴横梁上，用于提供线路固定。

如上述的多功能机器人，进一步优选为：所述花键杆下端设有安装孔，用于外接动作部件。

分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型提供的多功能机器人采用花键杆作为运动承载部件，可以增强本实用新型承载能力和延长本实用新型的使用寿命，本实用新型采用花键齿轮与花键杆配合、采用花键齿轮与花键轴配合的方式，可以使本实用新型的结构简单，运动精度高，大大精简了纵向运动机构的体积；即本实用新型具有承载力强、寿命长、精度高、结构简单、适用范围广的特点。

2、本实用新型提供的多功能机器人通过设置多个电机分别对运动进行控制，各部件在空间内能同时完成各个运动，从而使得本实用新型具有动作灵活的特点。

3、本实用新型提供的多功能机器人设有限位装置、原点感应装置及完善的检测控制装置，运行精确可靠，通过在花键杆下端设置安装孔，可以外接多种动作部件，完成各种不同工作，使得本实用新型具有运行可靠、功能多样的特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的多功能机器人的结构示意图。

图2为本实用新型提供的X轴横梁示意图。

图3为本实用新型提供的Y轴横梁的内部示意图。

图4为本实用新型提供的Z轴驱动组件示意图。

图5为本实用新型提供的Y轴驱动组件的分布示意图。

图6为本实用新型提供的Y轴横梁仰视图。

图7为本实用新型提供的滚动花键装置示意图。

图8为本实用新型提供的滚动花键装置内部示意图。

图中：1-X轴横梁；2-左支梁；3-Y轴横梁；4-滚动花键装置；5-右支梁；6-X轴第一限位块；7-X轴原点感应器；8-第一直线导轨；9-排线压板；10-X轴第二限位块；11-第一从动带轮组件；12-第一同步带；13-X轴光电组件；14-第一电机组件；15-三轴转接板；16-X轴压板；17-第一滑块；18-第三电机组件；19-第二电机组件；20-Z轴光电组件；21-第二同步带；22-花键轴；23-第二从动带轮组件；24-Y轴光电组件；25-第三同步带；26-带轮组；27-第三从动带轮组件；28-第四同步带；29-Y轴第一限位块；30-滑座；31-花键杆；32-Y轴原点感应器；33-深沟球轴承；34-Y轴第二限位块；35-第二滑块；36-Y轴压板；37-第二直线导轨；38-花键齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图6和图8所示，本实用新型提供了一种多功能机器人，主要包括支梁，包括左支梁2和右支梁5，用于提供支撑；X轴横梁1，X轴横梁1的两端分别固定在左支梁2和右支梁5上，用于提供安装空间；Y轴横梁3，Y轴横梁3的一端与X轴横梁1实现滑动配合，Y轴横梁3与X轴横梁1呈垂直设置；滚动花键装置4，滚动花键装置4包括滑座30、花键轴22、花键杆31、花键齿轮38；花键齿轮38套在花键轴22上并与花键杆31啮合；花键杆31与花键齿轮38实现上下移动配合；滑座30套设在花键齿轮38两端的轴承座上，滑座30与Y轴横梁3实现滑动配合；花键杆31分别与X轴横梁1、Y轴横梁3垂直；驱动装置，驱动装置安装在X轴横梁1和Y轴横梁3上，用于驱动Y轴横梁3和滚动花键装置4。

具体而言，本实用新型提供的多功能机器人，通过设置由左支梁2和右支梁5架设的X轴横梁1提供了安装空间，Y轴横梁3的一端与X轴横梁1实现滑动配合，滚动花键装置4与Y轴横梁3活动连接。Y轴横梁3可沿X轴横梁1平行滑动，滚动花键装置4的花键齿轮38可沿花键轴22平行滑动，花键轴22带动花键齿轮38转动，能够使与花键齿轮38配合的花键杆31在垂直于X轴横梁1和Y轴横梁3所在平面的方向运动，通过配置驱动装置，能够驱动Y轴横梁3和滚动花键装置4在空间内的运动。本实用新型的花键杆31具有较大的疲劳强度，寿命长，设置花键齿轮38与花键杆31配合，能够传递超额载荷，设置花键齿轮38与花键轴22配合，运行平稳、传动精确，通过设置花键齿轮38、花键杆31和花键轴22传动，占用空间小，结构简单，从而使得本实用新型具有承载力强、寿命长、精度高、结构简单的特点。

为了本实用新型运行平稳、运动精确，如图1、图2和图3所示，在本实用新型中，X轴横梁1包括两条平行设置的第一直线导轨8，第一直线导轨8与X轴横梁1平行，Y轴横梁3上设有第一滑块17，第一滑块17与第一直线导轨8滑动配合，第一直线导轨8用于为Y轴横梁3提供滑动导向。通过设置第一滑块17与第一直线导轨8配合，能够使得Y轴横梁3运动平稳、精确，从而使得本实用新型具有运行平稳、精确的特点。

为了本实用新型导向准确，如图1和图6所示，在本实用新型中，Y轴横梁3包括第二直线导轨37，第二直线导轨37与Y轴横梁3平行，滚动花键装置4上设有第二滑块35，第二滑块35与第二直线导轨37滑动配合，第二直线导轨37用于为滚动花键装置4提供滑动导向。通过设置第二滑块35与第二直线导轨37配合，能够为滚动花键装置4沿Y轴横梁3的平动提供准确导向，从而使得本实用新型具有导向准确的特点。

为了本实用新型运动精确，如图6和图8所示，在本实用新型中，花键齿轮38两端的轴承座上压装有深沟球轴承33，花键齿轮38通过深沟球轴承33与滑座30实现活动连接，花键轴22转动带动花键齿轮38发生转动，从而实现与花键齿轮38啮合的花键杆31上下移动，通过设置深沟球轴承33，能够将花键齿轮38与滑座30精确连接起来，从而使得花键杆31在上下移动时运动更加平稳，动作更加准确，从而使得本实用新型具有运动精确的特点。

为了增强本实用新型的驱动力，并实现多个动作同时驱动，如图1至图6所示，在本实用新型中，驱动装置包括X轴驱动组件，X轴驱动组件包括第一电机组件14、第一同步带12、X轴压板16、第一从动带轮组件11，第一电机组件14和第一从动带轮组件11安装在X轴横梁1上，第一同步带12套在第一电机组件14和第一从动带轮组件11上，X轴压板16安装在Y轴横梁3上，并与第一同步带12固定连接；Z轴驱动组件，Z轴驱动组件包括第二电机组件19、第二同步带21、第二从动带轮组件23，第二电机组件19安装在Y轴横梁3上，第二从动带轮组件23安装在花键轴22上，第二同步带21套在第二电机组件19和第二从动带轮组件23上；Y轴驱动组件，Y轴驱动组件包括第三电机组件18、第三同步带25、带轮组26、第四同步带28、第三从动带轮组件27、Y轴压板36，第三电机组件18、带轮组26、第三从动带轮组件27安装在Y轴横梁3上，第三同步带25套在第三电机组件18和带轮组26上，第四同步带28套在带轮组26和第三从动带轮组件27上，Y轴压板36安装在滑座30上，并与第四同步带28固定连接。本实用新型中Y轴横梁3与X轴压板16固定连接，第一电机组件14带动第一同步带12转动，从而实现X轴压板16带动Y轴横梁3沿X轴横梁1平动；第二从动带轮组件23与花键轴22固定连接，第二电机组件19通过第二同步带21带动第二从动带轮组件23转动，从而实现花键杆31在垂直于X轴横梁1和Y轴横梁3所组成平面的方向上的运动；滑座30与Y轴压板36固定连接，第三电机组件18通过带传动驱动第四同步带28转动，从而使得滚动花键装置4沿Y轴横梁3平动。本实用新型通过设置相对独立的X轴驱动组件、Z轴驱动组件和Y轴驱动组件能够独立地对各运动方向进行驱动，并且第一从动带轮组件11上设有张紧装置，第四从动带轮27的位置可调节，能够满足第一同步带12、第四同步带28对张紧力的需求，从而满足对驱动力的要求，从而使得本实用新型具有动力充足、动作灵活的特点。

为了本实用新型便于检测，如图1至图6所示，在本实用新型中，还包括X轴光电组件13，X轴光电组件13安装在X轴横梁1上，用于检测Y轴横梁3的位置信息；Z轴光电组件20，Z轴光电组件20安装在Y轴横梁3上，用于检测花键杆31的位置信息；Y轴光电组件24，Y轴光电组件24安装在Y轴横梁3上，用于检测滚动花键装置4的位置信息。通过设置检测装置，能够实时检测Y轴横梁3和滚动花键装置4的位置信息，从而使得本实用新型具有便于检测的特点。

为了本实用新型运行安全可靠，如图1和图6所示，在本实用新型中，还包括X轴第一限位块6、X轴第二限位块10、Y轴第一限位块29、Y轴第二限位块34，X轴第一限位块6和X轴第二限位块10分别设置在X轴横梁1的两端，用于限定Y轴横梁3的位移；Y轴第一限位块29和Y轴第二限位块34分别设置在Y轴横梁3的两端，用于限定滑座30的位移。通过设置X轴第一限位块6、X轴第二限位块10、Y轴第一限位块29、Y轴第二限位块34，能够减小运行错误对零件的损坏，从而使得本实用新型具有安全可靠的特点。

为了本实用新型运行位置精确，如图1、图2和图6所示，在本实用新型中，还包括X轴原点感应器7，X轴原点感应器7安装在X轴横梁1上，用于标定Y轴横梁3的原点位置；Y轴原点感应器32，Y轴原点感应器32安装在滑座30上，用于标定滑座30的原点位置；Z轴原点感应器，Z轴原点感应器安装在花键杆31上，用于标定花键杆31的原点位置。通过设置X轴原点感应器7和Y轴原点感应器32，能准确标定滚动花键装置4的原点位置，使得本实用新型具有原点位置精确的特点。

为了本实用新型便于控制、功能丰富，如图1和图3所示，在本实用新型中，还包括三轴转接板15，三轴转接板15包括中央处理器，用于处理感应信号；控制器，用于控制Y轴横梁3和滚动花键装置4的运动；存储器，用于存储编程信息；启闭开关，用于控制线路的通断。通过设置三轴转接板15，能够实现对滚动花键装置4运动状态的控制，并且通过存储的编程信息可实现本实用新型的多种应用，从而使得本实用新型具有便于控制、功能丰富的特点。

为了本实用新型结构紧凑，如图1和图2所示，在本实用新型中，还包括排线压板9，排线压板9安装在X轴横梁3上，用于提供线路固定。通过设置排线压板9，便于控制线路的梳理，结构紧凑，能够有效避免线路对运动的干涉，从而使得本实用新型具有结构紧凑的特点。

为了本实用新型通用性强，便于适应各项工作，如图6所示，在本实用新型中，花键杆31下端设有安装孔，用于外接动作部件。通过设置安装孔，便于本实用新型与各种动作部件的配合，从而方便完成多种工作，从而使得本实用新型具有通用性强、适用范围广的特点。

分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型提供的多功能机器人采用花键杆作为运动承载部件，可以增强本实用新型承载能力和延长本实用新型的使用寿命，本实用新型采用花键齿轮与花键杆配合、采用花键齿轮与花键轴配合的方式，可以使本实用新型的结构简单，运动精度高，大大精简了纵向运动机构的体积；即本实用新型具有承载力强、寿命长、精度高、结构简单、适用范围广的特点。

2、本实用新型提供的多功能机器人通过设置多个电机分别对运动进行控制，各部件在空间内能同时完成各个运动，从而使得本实用新型具有动作灵活的特点。

3、本实用新型提供的多功能机器人设有限位装置、原点感应装置及完善的检测控制装置，运行精确可靠，通过在花键杆下端设置安装孔，可以外接多种动作部件，完成各种不同工作，使得本实用新型具有运行可靠、功能多样的特点。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种多功能机器人，其特征在于，包括：

支梁，所述支梁包括左支梁和右支梁，用于提供支撑；

X轴横梁，所述X轴横梁两端分别固定在所述左支梁和所述右支梁上，用于提供安装空间；

Y轴横梁，所述Y轴横梁的一端与所述X轴横梁实现滑动配合，所述Y轴横梁与所述X轴横梁呈垂直设置；

滚动花键装置，所述滚动花键装置包括滑座、花键轴、花键杆和花键齿轮；所述花键齿轮套在所述花键轴上并与所述花键杆啮合；所述花键杆与所述花键齿轮实现上下移动配合；所述滑座套设在所述花键齿轮两端的轴承座上，所述滑座与所述Y轴横梁实现滑动配合；所述花键杆分别与所述X轴横梁、所述Y轴横梁垂直；

驱动装置，所述驱动装置安装在所述X轴横梁和所述Y轴横梁上，用于驱动所述Y轴横梁和所述滚动花键装置。

2.根据权利要求1所述的多功能机器人，其特征在于：

所述X轴横梁包括两条平行设置的第一直线导轨，所述第一直线导轨与所述X轴横梁平行，用于为所述Y轴横梁提供滑动导向。

3.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于：

所述Y轴横梁包括第二直线导轨，所述第二直线导轨与所述Y轴横梁平行，用于为所述滚动花键装置提供滑动导向。

4.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于：

所述驱动装置包括：X轴驱动组件，所述X轴驱动组件包括第一电机组件、第一同步带、X轴压板、第一从动带轮组件，所述第一电机组件和所述第一从动带轮组件安装在所述X轴横梁上，所述第一同步带套在所述第一电机组件和所述第一从动带轮组件上，所述X轴压板安装在所述Y轴横梁上，所述X轴压板并与所述第一同步带固定连接；

Z轴驱动组件，所述Z轴驱动组件包括第二电机组件、第二同步带、第二从动带轮组件，所述第二电机组件安装在所述Y轴横梁上，所述第二从动带轮组件安装在所述花键轴上，所述第二同步带套在所述第二电机组件和所述第二从动带轮组件上；

Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件包括第三电机组件、第三同步带、带轮组、第四同步带、第三从动带轮组件、Y轴压板，所述第三电机组件、带轮组、第三从动带轮组件安装在所述Y轴横梁上，所述第三同步带套在所述第三电机组件和所述带轮组上，所述第四同步带套在所述带轮组和所述第三从动带轮组件上，所述Y轴压板安装在所述滑座上，所述Y轴压板并与所述第四同步带固定连接。

5.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于，还包括：

X轴光电组件，所述X轴光电组件安装在所述X轴横梁上，用于检测所述Y轴横梁的位置信息；

Z轴光电组件，所述Z轴光电组件安装在所述Y轴横梁上，用于检测所述花键杆的位置信息；

Y轴光电组件，所述Y轴光电组件安装在所述Y轴横梁上，用于检测所述滚动花键装置的位置信息。

6.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于，还包括：

X轴第一限位块、X轴第二限位块、Y轴第一限位块、Y轴第二限位块，所述X轴第一限位块和X轴第二限位块分别设置在所述X轴横梁两端，用于限定所述Y轴横梁的位移；所述Y轴第一限位块和Y轴第二限位块分别设置在所述Y轴横梁两端，用于限定所述滑座的位移。

7.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于，还包括：

X轴原点感应器，所述X轴原点感应器安装在所述X轴横梁上，用于标定所述Y轴横梁的原点位置；

Y轴原点感应器，所述Y轴原点感应器安装在所述滑座上，用于标定所述滑座的原点位置；

Z轴原点感应器，所述Z轴原点感应器安装在所述花键杆上，用于标定所述花键杆的原点位置。

8.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于，还包括：

三轴转接板，所述三轴转接板包括中央处理器，用于处理感应信号；控制器，用于控制所述Y轴横梁和所述滚动花键装置的运动；存储器，用于存储编程信息；启闭开关，用于控制线路的通断。

9.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于，还包括：

排线压板，所述排线压板安装在所述X轴横梁上，用于提供线路固定。

10.根据权利要求1或2所述的多功能机器人，其特征在于：

所述花键杆下端设有安装孔，用于外接动作部件。