CN208005680U - 一种四轴写字机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动写字机领域，特别涉及一种四轴写字机械手，包括竖直位移组件、第一旋转臂、第二旋转臂和旋转笔头组件，竖直位移组件包括底座、支撑柱和旋转柱，支撑柱的底部固定插设在底座上，旋转柱的底部可转动的插设在底座上，支撑柱和旋转柱的顶部通过连接板连接，底座上固定安装有第一电机，第一电机的输出轴与旋转柱的底部传动连接，第一旋转臂的一端固定套设在旋转柱上，第二旋转臂的一端与第一旋转臂远离旋转柱的一端通过第二电机可转动的连接，旋转笔头组件通过第三电机与第二旋转臂可转动的连接，本实用新型的一种四轴写字机械手，相较于传统写字机能够灵活的适应不同大小的纸张，同时多轴旋转运动使得整个装置的灵活程度更高。

Description

一种四轴写字机械手

技术领域

本实用新型涉及自动写字机领域，特别涉及一种四轴写字机械手。

背景技术

自动写字机除了轻松帮人完成文件，就连笔触和字体大小也能自由变化，很方便，电脑族很少用笔，写出来的字也越来越丑，更别提那些写错字和用法错误，甚至连笔画搞不清楚，而自动写字机不管是履历表、红包或者结案报告都能胜任，非常适合各种正式场合。

目前的自动写字机的工作平面多为XY平面，即笔头被固定夹持住，通过移动方向相互垂直的两个电动滑杆控制笔头的移动从而完成字体的书写，通常这种自动写字机所匹配的纸张大小为固定的尺寸，如果纸张偏小，则写的字会落在纸张外面，从而影响书写效果，并且传统的两轴或者三轴运动的自动写字机也相对笨拙不灵活。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种四轴写字机械手。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种四轴写字机械手，包括竖直位移组件、第一旋转臂、第二旋转臂和旋转笔头组件，第一旋转臂和第二旋转臂均水平设置，竖直位移组件包括均竖直设置的底座、支撑柱和旋转柱，支撑柱的底部固定插设在底座上，旋转柱的底部可转动的插设在底座上，支撑柱和旋转柱的顶部通过一个连接板连接，底座上固定安装有第一电机，第一电机的输出轴与旋转柱的底部传动连接，第一旋转臂的一端固定套设在旋转柱上，第二旋转臂的一端与第一旋转臂远离旋转柱的一端通过第二电机可转动的连接，旋转笔头组件设置在第二旋转臂远离第一旋转臂的一端，旋转笔头组件通过第三电机与第二旋转臂可转动的连接。

优选的，所述底座包括上支撑板、下支撑板和竖直支撑板，上支撑板和下支撑板均水平设置并在竖直方向上间隔排列，上支撑板的长度小于下支撑板的长度，竖直支撑板的上下两端分别与上支撑板和下支撑板同一侧的边缘处固定连接，支撑柱和旋转柱均设置在下支撑板的顶部并且位于上支撑板远离竖直支撑板的一侧，第一电机固定安装在上支撑板的底部。

优选的，所述第一电机的输出轴竖直向下并且其输出轴上固定设置有一个第一主动齿轮，旋转柱的底部固定套设有一个第一从动齿轮，第一主动齿轮和第一从动齿轮通过第一同步带传动连接。

优选的，所述第二旋转臂位于第一旋转臂的上方，第二电机设置在第二旋转臂的顶部并且其输出轴竖直向上，第一旋转臂的端部与第二旋转臂的端部通过竖直设置的固定轴连接，固定轴的底部固定插设与第一旋转臂上，第二旋转臂的端部可转动的套设于固定轴上，固定轴的顶部固定套设有第二从动齿轮，第二电机的输出轴固定连接有第二主动齿轮，第二主动齿轮和第二从动齿轮通过第二同步带传动连接。

优选的，所述第三电机水平设置在第二旋转臂顶部远离第二电机的一端，第三电机的输出轴上固定连接有第三主动齿轮，第二旋转臂的顶部开设有一个容纳槽，容纳槽内设置有第三从动齿轮，第三主动齿轮和第三从动齿轮通过第三同步带传动连接，旋转笔头组件通过旋转轴与第三从动齿轮连接，旋转轴可转动的插设于第二旋转臂远离第二电机的一端，旋转轴、第三主动齿轮和第三从动齿轮的轴线均平行于第二旋转臂的长度方向。

优选的，所述旋转笔头组件包括固定板和笔头，笔头通过卡扣固定安装在固定板上，旋转轴远离第二旋转臂的一端固定插设于固定板的一侧，旋转轴的轴线垂直于固定板所在平面。

优选的，所述第二电机的底部设置有连接块，第二电机通过U型卡框固定在连接块的顶部，连接块与第二旋转臂的顶部固定连接。

优选的，所述固定轴与第二旋转臂的连接处、旋转轴与第二旋转臂的连接处均设置有滚动轴承，滚动轴承包括轴套和若干个滚柱，所有滚柱均设置在轴套内部并且所有滚柱的轴线均平行于轴套的轴线，所有的滚柱沿圆周方向等间距分布在轴套的内圆柱壁上。

有益效果：本实用新型的一种四轴写字机械手，工作时，人为调节第一旋转臂在旋转柱上的高度位置，使笔头触碰纸张表面，第一电机旋转带动第一主动齿轮转动，第一主动齿轮转动通过第一同步带带动第一从动齿轮转动，第一从动齿轮转动从而带动旋转柱转动，旋转柱转动使得第一旋转臂转动，第二电机旋转带动第二主动齿轮转动，第二主动齿轮转动通过第二同步带带动第二从动齿轮转动，第二从动齿轮转动从而带动固定轴转动，固定轴转动使得第二旋转臂转动，第三电机旋转带动第三主动齿轮转动，第三主动齿轮转动通过第三同步带带动第三从动齿轮转动，第三从动齿轮转动通过旋转轴带动旋转笔头组件转动，随着第一旋转臂和第二旋转臂的转动，笔头根据程序设定的运动轨迹在纸张所在平面上进行文字书写，当文字书写完成后，第三电机工作使旋转轴带动笔头转动，最终使笔头抬起并脱离纸张所在平面，本实用新型的一种四轴写字机械手，相较于传统写字机能够灵活的适应不同大小的纸张，同时多轴旋转运动使得整个装置的灵活程度更高。

附图说明

图1所示为本实用新型的立体结构示意图一；

图2所示为本实用新型的立体结构示意图二；

图3所示为本实用新型的结构分解示意图；

图4所示为本实用新型的局部立体结构示意图一；

图5所示为本实用新型的局部结构分解示意图一；

图6所示为本实用新型的局部立体结构示意图二；

图7所示为本实用新型的局部结构分解示意图二；

图8所示为本实用新型的滚动轴承的结构示意图；

附图标记说明：第一旋转臂1，第二旋转臂2，旋转笔头组件3，底座4，支撑柱5，旋转柱6，连接板7，第一电机8，第二电机9，第三电机10，上支撑板11，下支撑板12，竖直支撑板13，第一主动齿轮14，第一从动齿轮15，第一同步带16，固定轴17，第二从动齿轮18，第二主动齿轮19，第三主动齿轮20，容纳槽21，第三从动齿轮22，第三同步带23，旋转轴24，固定板25，笔头26，连接块27，U型卡框28，滚动轴承29，轴套30，滚柱31，第二同步带32。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图8所示的一种四轴写字机械手，包括竖直位移组件、第一旋转臂1、第二旋转臂2和旋转笔头组件3，第一旋转臂1和第二旋转臂2均水平设置，竖直位移组件包括均竖直设置的底座4、支撑柱5和旋转柱6，支撑柱5的底部固定插设在底座4上，旋转柱6的底部可转动的插设在底座4上，支撑柱5和旋转柱6的顶部通过一个连接板7连接，底座4上固定安装有第一电机8，第一电机8的输出轴与旋转柱6的底部传动连接，第一旋转臂1的一端固定套设在旋转柱6上，第二旋转臂2的一端与第一旋转臂1远离旋转柱6的一端通过第二电机9可转动的连接，旋转笔头组件3设置在第二旋转臂2远离第一旋转臂1的一端，旋转笔头组件3通过第三电机10与第二旋转臂2可转动的连接。

所述底座4包括上支撑板11、下支撑板12和竖直支撑板13，上支撑板11和下支撑板12均水平设置并在竖直方向上间隔排列，上支撑板11的长度小于下支撑板12的长度，竖直支撑板13的上下两端分别与上支撑板11和下支撑板12同一侧的边缘处固定连接，支撑柱5和旋转柱6均设置在下支撑板12的顶部并且位于上支撑板11远离竖直支撑板13的一侧，第一电机8固定安装在上支撑板11的底部，第一旋转臂1固定套设在旋转柱6的中部，并且能够人为调节第一旋转臂1在旋转柱6上的高度位置，以使用不同的使用场合。

所述第一电机8的输出轴竖直向下并且其输出轴上固定设置有一个第一主动齿轮14，旋转柱6的底部固定套设有一个第一从动齿轮15，第一主动齿轮14和第一从动齿轮15通过第一同步带16传动连接，第一电机8旋转带动第一主动齿轮14转动，第一主动齿轮14转动通过第一同步带16带动第一从动齿轮15转动，第一从动齿轮15转动从而带动旋转柱6转动，旋转柱6转动使得第一旋转臂1转动。

所述第二旋转臂2位于第一旋转臂1的上方，第二电机9设置在第二旋转臂2的顶部并且其输出轴竖直向上，第一旋转臂1的端部与第二旋转臂2的端部通过竖直设置的固定轴17连接，固定轴17的底部固定插设与第一旋转臂1上，第二旋转臂2的端部可转动的套设于固定轴17上，固定轴17的顶部固定套设有第二从动齿轮18，第二电机9的输出轴固定连接有第二主动齿轮19，第二主动齿轮19和第二从动齿轮18通过第二同步带32传动连接，第二电机9旋转带动第二主动齿轮19转动，第二主动齿轮19转动通过第二同步带32带动第二从动齿轮18转动，第二从动齿轮18转动从而带动固定轴17转动，固定轴17转动使得第二旋转臂2转动。

所述第三电机10水平设置在第二旋转臂2顶部远离第二电机9的一端，第三电机10的输出轴上固定连接有第三主动齿轮20，第二旋转臂2的顶部开设有一个容纳槽21，容纳槽21内设置有第三从动齿轮22，第三主动齿轮20和第三从动齿轮22通过第三同步带23传动连接，旋转笔头组件3通过旋转轴24与第三从动齿轮22连接，旋转轴24可转动的插设于第二旋转臂2远离第二电机9的一端，旋转轴24、第三主动齿轮20和第三从动齿轮22的轴线均平行于第二旋转臂2的长度方向，第三电机10旋转带动第三主动齿轮20转动，第三主动齿轮20转动通过第三同步带23带动第三从动齿轮22转动，第三从动齿轮22转动通过旋转轴24带动旋转笔头组件3转动。

所述旋转笔头组件3包括固定板25和笔头26，笔头26通过卡扣固定安装在固定板25上，旋转轴24远离第二旋转臂2的一端固定插设于固定板25的一侧，旋转轴24的轴线垂直于固定板25所在平面，随着第一旋转臂1和第二旋转臂2的转动，笔头26根据程序设定的运动轨迹在纸张所在平面上进行文字书写，当文字书写完成后，第三电机10工作使旋转轴24带动笔头26转动，最终使笔头26抬起并脱离纸张所在平面。

所述第二电机9的底部设置有连接块27，第二电机9通过U型卡框28固定在连接块27的顶部，连接块27与第二旋转臂2的顶部固定连接，U型卡框28固定卡住第二电机9，并通过螺丝将U型卡框28固定在连接块27上，使第二电机9稳固的安装在第二旋转臂2上。

所述固定轴17与第二旋转臂2的连接处、旋转轴24与第二旋转臂2的连接处均设置有滚动轴承29，滚动轴承29包括轴套30和若干个滚柱31，所有滚柱31均设置在轴套30内部并且所有滚柱31的轴线均平行于轴套30的轴线，所有的滚柱31沿圆周方向等间距分布在轴套30的内圆柱壁上，通过滚动轴承29使第一旋转臂1、第二旋转臂2和笔头26的旋转更加顺畅无阻，减小了相互之间的摩擦力，延长了设备的使用寿命。

工作原理：工作时，人为调节第一旋转臂1在旋转柱6上的高度位置，使笔头26触碰纸张表面，第一电机8旋转带动第一主动齿轮14转动，第一主动齿轮14转动通过第一同步带16带动第一从动齿轮15转动，第一从动齿轮15转动从而带动旋转柱6转动，旋转柱6转动使得第一旋转臂1转动，第二电机9旋转带动第二主动齿轮19转动，第二主动齿轮19转动通过第二同步带32带动第二从动齿轮18转动，第二从动齿轮18转动从而带动固定轴17转动，固定轴17转动使得第二旋转臂2转动，第三电机10旋转带动第三主动齿轮20转动，第三主动齿轮20转动通过第三同步带23带动第三从动齿轮22转动，第三从动齿轮22转动通过旋转轴24带动旋转笔头组件3转动，随着第一旋转臂1和第二旋转臂2的转动，笔头26根据程序设定的运动轨迹在纸张所在平面上进行文字书写，当文字书写完成后，第三电机10工作使旋转轴24带动笔头26转动，最终使笔头26抬起并脱离纸张所在平面。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作出任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种四轴写字机械手，其特征在于：包括竖直位移组件、第一旋转臂（1）、第二旋转臂（2）和旋转笔头组件（3），第一旋转臂（1）和第二旋转臂（2）均水平设置，竖直位移组件包括均竖直设置的底座（4）、支撑柱（5）和旋转柱（6），支撑柱（5）的底部固定插设在底座（4）上，旋转柱（6）的底部可转动的插设在底座（4）上，支撑柱（5）和旋转柱（6）的顶部通过一个连接板（7）连接，底座（4）上固定安装有第一电机（8），第一电机（8）的输出轴与旋转柱（6）的底部传动连接，第一旋转臂（1）的一端固定套设在旋转柱（6）上，第二旋转臂（2）的一端与第一旋转臂（1）远离旋转柱（6）的一端通过第二电机（9）可转动的连接，旋转笔头组件（3）设置在第二旋转臂（2）远离第一旋转臂（1）的一端，旋转笔头组件（3）通过第三电机（10）与第二旋转臂（2）可转动的连接。

2.根据权利要求1所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述底座（4）包括上支撑板（11）、下支撑板（12）和竖直支撑板（13），上支撑板（11）和下支撑板（12）均水平设置并在竖直方向上间隔排列，上支撑板（11）的长度小于下支撑板（12）的长度，竖直支撑板（13）的上下两端分别与上支撑板（11）和下支撑板（12）同一侧的边缘处固定连接，支撑柱（5）和旋转柱（6）均设置在下支撑板（12）的顶部并且位于上支撑板（11）远离竖直支撑板（13）的一侧，第一电机（8）固定安装在上支撑板（11）的底部。

3.根据权利要求2所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述第一电机（8）的输出轴竖直向下并且其输出轴上固定设置有一个第一主动齿轮（14），旋转柱（6）的底部固定套设有一个第一从动齿轮（15），第一主动齿轮（14）和第一从动齿轮（15）通过第一同步带（16）传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述第二旋转臂（2）位于第一旋转臂（1）的上方，第二电机（9）设置在第二旋转臂（2）的顶部并且其输出轴竖直向上，第一旋转臂（1）的端部与第二旋转臂（2）的端部通过竖直设置的固定轴（17）连接，固定轴（17）的底部固定插设与第一旋转臂（1）上，第二旋转臂（2）的端部可转动的套设于固定轴（17）上，固定轴（17）的顶部固定套设有第二从动齿轮（18），第二电机（9）的输出轴固定连接有第二主动齿轮（19），第二主动齿轮（19）和第二从动齿轮（18）通过第二同步带（32）传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述第三电机（10）水平设置在第二旋转臂（2）顶部远离第二电机（9）的一端，第三电机（10）的输出轴上固定连接有第三主动齿轮（20），第二旋转臂（2）的顶部开设有一个容纳槽（21），容纳槽（21）内设置有第三从动齿轮（22），第三主动齿轮（20）和第三从动齿轮（22）通过第三同步带（23）传动连接，旋转笔头组件（3）通过旋转轴（24）与第三从动齿轮（22）连接，旋转轴（24）可转动的插设于第二旋转臂（2）远离第二电机（9）的一端，旋转轴（24）、第三主动齿轮（20）和第三从动齿轮（22）的轴线均平行于第二旋转臂（2）的长度方向。

6.根据权利要求5所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述旋转笔头组件（3）包括固定板（25）和笔头（26），笔头（26）通过卡扣固定安装在固定板（25）上，旋转轴（24）远离第二旋转臂（2）的一端固定插设于固定板（25）的一侧，旋转轴（24）的轴线垂直于固定板（25）所在平面。

7.根据权利要求4所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述第二电机（9）的底部设置有连接块（27），第二电机（9）通过U型卡框（28）固定在连接块（27）的顶部，连接块（27）与第二旋转臂（2）的顶部固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种四轴写字机械手，其特征在于：所述固定轴（17）与第二旋转臂（2）的连接处、旋转轴（24）与第二旋转臂（2）的连接处均设置有滚动轴承（29），滚动轴承（29）包括轴套（30）和若干个滚柱（31），所有滚柱（31）均设置在轴套（30）内部并且所有滚柱（31）的轴线均平行于轴套（30）的轴线，所有的滚柱（31）沿圆周方向等间距分布在轴套（30）的内圆柱壁上。