CN212193154U - 一种轻型高刚性龙门桁架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻型高刚性龙门桁架，包括：横梁固定组和X轴移动组，横梁固定组包括支撑立柱和两根支撑横梁，两根支撑横梁平行设置，支撑立柱设置于支撑横梁底部，两根支撑横梁之间设置有X轴支撑梁，每条支撑横梁顶部均设置有相互平行的横移导轨和横移齿条，横移导轨上滑动连接有横移滑块，X轴支撑梁的两端均连接有滑块安装板，滑块安装板包括相互垂直的横板和竖板，竖板与X轴支撑梁连接，横板与横移滑块连接，横板连接于竖板顶部以下位置，横板上还设置有横移驱动电机，横移驱动电机的输出轴穿过横板朝向支撑横梁并连接有驱动齿轮，横移驱动齿轮与横移齿条啮合。本实用新型具有减轻重量，节约成本，提高刚性的优点。

Description

一种轻型高刚性龙门桁架

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种轻型高刚性龙门桁架。

背景技术

重载桁架机器人是一种具备高负载能力的直角坐标机器人。重载桁架机器人由横梁固定组、XYZ轴移动组、伺服电机驱动器，齿轮齿条传动和导轨以及自动控制系统构成。由于重载桁架机器人具有载荷大、易操作等优点，是目前工厂实现重型材料自动化搬运的主要设备。

目前，公开号为CN107322578A的中国专利公开了一种桁架机器人，包括相互垂直设置的纵向滑动直线导轨、横向滑动直线导轨、竖向滑动直线导轨和夹具安装板；所述纵向滑动直线导轨、横向滑动直线导轨和竖向滑动直线导轨均包括导轨组件、滑块组件和用于驱动所述滑块组件相对于导轨组件往复滑动的同步带驱动装置；所述导轨组件包括导轨座和沿纵向设置于所述导轨座的滑轨；所述滑块组件包括滑块安装板和设置于所述滑块安装板上用于与所述滑轨滑动配合的滑块；所述驱动装置包括设置于所述滑块安装板上的减速机、传动连接于所述减速机输出轴上的同步带轮和沿纵向设置于所述导轨座上并与所述同步带轮配合的同步带。

该桁架机器人的滑块连接在滑块安装板的顶部，导致在满足相同工作空间条件下其桁架高度过高，增加了整个机构的重量，浪费了材料，提高了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轻型高刚性龙门桁架，其具有大幅度降低了桁架的高度，减轻了整个机构的重量，节省了材料，节约了成本的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轻型高刚性龙门桁架，包括：横梁固定组和X轴移动组，所述横梁固定组包括支撑立柱和两根支撑横梁，所述两根支撑横梁平行设置，所述支撑立柱设置于支撑横梁底部用于支撑固定支撑横梁，所述两根支撑横梁之间设置有X轴支撑梁，所述X轴支撑梁上设置有沿X轴支撑梁的长度方向做水平直线运动的Y轴移动组，所述Y轴移动组上设置有沿竖直方向做直线运动的Z轴移动组，

所述每条支撑横梁顶部均设置有相互平行的横移导轨和横移齿条，所述横移导轨和横移齿条沿所述支撑横梁的长度方向设置，所述横移导轨上滑动连接有横移滑块，所述X轴支撑梁的两端均连接有滑块安装板，所述滑块安装板包括相互垂直的横板和竖板，所述竖板与X轴支撑梁连接，所述横板与横移滑块连接，所述横板连接于所述竖板顶部以下位置，所述横板上还设置有横移驱动电机，所述横移驱动电机的输出轴穿过横板朝向支撑横梁并连接有驱动齿轮，所述横移驱动齿轮与横移齿条啮合。

进一步设置：所述横板连接于所述竖板的底部。

进一步设置：所述竖板的高度大于所述X轴支撑梁的高度。

进一步设置：所述横板的上方设置有加强筋，所述加强筋一边与横板连接，另一边与竖板连接。

进一步设置：所述加强筋包括横向加强筋和纵向加强筋，所述横向加强筋与纵向加强筋相互垂直。

进一步设置：所述Y轴移动组包括Y轴支撑板、纵移导轨和纵移滑块，所述纵移导轨有两条分别位于X轴支撑梁的顶部和底部，所述纵移导轨沿X轴支撑梁的长度方向设置，所述纵移导轨上滑动连接有纵移滑块，所述X轴支撑梁的一个侧面上设置有沿其长度方向设置的纵移齿条，所述Y轴支撑板位于X轴支撑梁设置有纵移齿条的一侧，所述Y轴支撑板上设置有Y轴连接板，所述Y轴连接板与纵移滑块连接，所述Y轴支撑板背离X轴支撑梁的一面上连接有横移驱动电机，所述横移驱动电机的输出轴穿过Y轴支撑板朝向X轴支撑梁并连接有纵移驱动齿轮，所述纵移驱动齿轮与纵移齿条啮合。

进一步设置：所述Z轴移动组包括竖直移动导轨、竖直移动齿条、竖直移动滑块和Z轴支撑柱，所述竖直移动导轨和竖直移动齿条沿Z轴支撑柱的长度方向平行设置于Z轴支撑柱上，所述竖直移动滑块有两块分别固定于Y轴支撑板远离X轴支撑梁的一面的顶部和底部，所述竖直移动导轨和竖直移动滑块滑动连接，所述Y轴支撑板上还连接有竖直驱动电机，所述竖直驱动电机的输出轴朝向竖直移动齿条并连接有竖直驱动齿轮，所述竖直驱动齿轮与竖直移动齿条啮合。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：两根支撑横梁通过支撑立柱安装在地面上，横移驱动电机带动X轴支撑梁沿着横移导轨的长度方向往复移动，X轴支撑梁通过滑块安装板与横移滑块连接，滑块安装板包括横板和竖板，横板与横移滑块连接，且横板连接在竖板顶部的下方，因此在相同的工作空间条件下，横梁固定组的高度可以减少相当于竖板顶部到横板的直线距离的长度，降低了横梁固定组的高度，减少了多根支撑立柱的重量却只增加了竖板超过X轴支撑梁高度部分的重量，大大减轻了整个机构的重量，节省了材料，节约了成本。通过横向加强筋和纵向加强筋的设置，提高了X轴移动组的支撑刚度，有利于提高固有频率，减轻运动引起的振动，提高到位精度。通过X轴移动组、Y轴移动组和Z轴移动组的配合实现了在空间内三个维度方向的任意移动。

附图说明

图1是实施例1的整体结构图；

图2是实施例1中Y轴移动组和Z轴移动组的结构示意图；

图3是实施例1中X轴移动组的结构放大图；

图4是实施例2中X轴移动组的结构放大图；

图5是实施例3中X轴移动组的结构放大图。

图中，1、支撑立柱；2、支撑横梁；3、X轴移动组；4、Y轴移动组；5、Z轴移动组；31、X轴支撑梁；32、横移导轨；33、横移齿条；34、横移滑块；35、竖板；36、横板；37、横移驱动电机；38、横向加强筋；39、纵向加强筋；41、Y轴支撑板；42、纵移导轨；43、纵移齿条；44、纵移驱动电机；45、纵移滑块；51、Z轴支撑柱；52、竖直移动导轨；53、竖直移动齿条；54、竖直驱动电机；55、竖直移动滑块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1和图3所示，一种轻型高刚性龙门桁架，包括：横梁固定组和X轴移动组3，横梁固定组包括六根支撑立柱1和两根支撑横梁2，两根支撑横梁2平行设置，每根支撑横梁2底部焊接有三根支撑立柱1，支撑立柱1沿支撑横梁2的长度方向均匀分布，支撑横梁2通过支撑立柱1固定在地面上，两根支撑横梁2之间设置有X轴支撑梁31，X轴支撑梁31上安装有沿X轴支撑梁31的长度方向做水平直线运动的Y轴移动组4，Y轴移动组4上安装有沿竖直方向做直线运动的Z轴移动组5，Z轴移动组5还用于固定重物。每条支撑横梁2顶部均固定有相互平行的横移导轨32和横移齿条33，横移导轨32和横移齿条33沿支撑横梁2的长度方向设置，横移导轨32上滑动连接有横移滑块34，X轴支撑梁31的两端均安装有滑块安装板，滑块安装板包括相互垂直的横板36和竖板35，竖板35通过螺栓与X轴支撑梁31连接，横板36通过螺栓与横移滑块34连接，横板36焊接在竖板35的中间位置，横板36上通过螺栓固定有横移驱动电机37，横移驱动电机37的输出轴穿过横板36朝向支撑横梁2并连接有驱动齿轮，横移驱动齿轮与横移齿条33啮合。横移驱动电机37运行带动横移驱动齿轮转动，通过横移驱动齿轮与横移齿条33的啮合带动X轴支撑梁31沿着横移导轨32的方向移动，由于横板36焊接在竖板35的中间位置，在满足相同的工作空间条件下，横梁固定组的高度可以减少一定高度，减少的高度为竖板35的顶部到横板36的直线距离长度，大大减轻了整个机构的重量，节省了材料，节约了成本。

如图2所示，Y轴移动组4包括Y轴支撑板41、纵移导轨42和纵移滑块45，纵移导轨42有两条分别固定在X轴支撑梁31的顶部和底部，纵移导轨42沿X轴支撑梁31的长度方向设置，纵移导轨42上滑动连接有纵移滑块45，X轴支撑梁31的一个侧面上固定有沿其长度方向设置的纵移齿条43，Y轴支撑板41位于X轴支撑梁31设置有纵移齿条43的一侧，Y轴支撑板41上固定连接有Y轴连接板，Y轴连接板与纵移滑块45通过螺栓连接，Y轴支撑板41背离X轴支撑梁31的一面上连接有横移驱动电机37，横移驱动电机37的输出轴穿过Y轴支撑板41朝向X轴支撑梁31并连接有纵移驱动齿轮，纵移驱动齿轮与纵移齿条43啮合。Z轴移动组5包括竖直移动导轨52、竖直移动齿条53、竖直移动滑块55和Z轴支撑柱51，竖直移动导轨52和竖直移动齿条53沿Z轴支撑柱51的长度方向平行设置于Z轴支撑柱51上，竖直移动滑块55有两块分别固定于Y轴支撑板41远离X轴支撑梁31的一面的顶部和底部，竖直移动导轨52和竖直移动滑块55滑动连接，Y轴支撑板41上还通过螺栓连接有竖直驱动电机54，竖直驱动电机54的输出轴朝向竖直移动齿条53并连接有竖直驱动齿轮，竖直驱动齿轮与竖直移动齿条53啮合。通过X轴移动组3、Y轴移动组4和Z轴移动组5的配合实现了在空间内三个维度方向的任意移动。

实施例2：

如图4所示，横板36焊接在竖板35的底部位置，在满足相同的工作空间条件下，横梁固定组的高度可以减少相当于竖板35高度的长度，进一步降低了横梁固定组的高度，减轻了整个机构的重量。

实施例3：

如图5所示，竖板35的高度超过了X轴支撑梁31的高度，此时竖板35高度可根据需要，选取为任意合适的尺寸。在满足相同的工作空间条件下，可以通过改变竖板35的高度，来改变横梁固定组可降低的高度，来满足减轻整个机构重量的目的。横板36的上方设置有加强筋，加强筋一边与横板36焊接固定，另一边与竖板35焊接固定，加强筋包括横向加强筋38和纵向加强筋39，横向加强筋38与纵向加强筋39相互垂直，通过横向加强筋38和纵向加强筋39的配合，提高了X轴移动组3的支撑刚度，有利于提高固有频率，减轻运动引起的振动，提高到位精度。

本实用新型的工作原理：横移驱动电机37运行带动横移驱动齿轮转动，通过横移驱动齿轮与横移齿条33的啮合带动X轴支撑梁31沿着横移导轨32的方向往复移动，纵移驱动电机44运行带动纵移驱动齿轮转动，通过纵移驱动齿轮与纵移齿条43的啮合带动Y轴支撑板41沿着X轴支撑梁31的长度方向往复运动，竖直驱动电机54运行带动竖直驱动齿轮转动，通过竖直驱动齿轮与竖直移动齿条53的啮合带动Z轴支撑柱51沿着竖直移动导轨52的长度方向往复运动，通过X轴移动组3、Y轴移动组4和Z轴移动组5的配合实现了重物在空间内三个维度方向的任意移动。将滑块安装板的横板36焊接在竖板35的底部，抬高X轴支撑梁31的高度，在满足相同的工作空间条件下，降低了横梁固定组的高度，减轻了整个机构的重量，节省了材料，节约了成本。通过横向加强筋38和纵向加强筋39的配合，提高了X轴移动组3的支撑刚度，有利于提高固有频率，减轻运动引起的振动，提高到位精度。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，包括：横梁固定组和X轴移动组(3)，所述横梁固定组包括支撑立柱(1)和两根支撑横梁(2)，所述两根支撑横梁(2)平行设置，所述支撑立柱(1)设置于支撑横梁(2)底部用于支撑固定支撑横梁(2)，所述两根支撑横梁(2)之间设置有X轴支撑梁(31)，所述X轴支撑梁(31)上设置有沿X轴支撑梁(31)的长度方向做水平直线运动的Y轴移动组(4)，所述Y轴移动组(4)上设置有沿竖直方向做直线运动的Z轴移动组(5)，

所述每条支撑横梁(2)顶部均设置有相互平行的横移导轨(32)和横移齿条(33)，所述横移导轨(32)和横移齿条(33)沿所述支撑横梁(2)的长度方向设置，所述横移导轨(32)上滑动连接有横移滑块(34)，所述X轴支撑梁(31)的两端均连接有滑块安装板，所述滑块安装板包括相互垂直的横板(36)和竖板(35)，所述竖板(35)与X轴支撑梁(31)连接，所述横板(36)与横移滑块(34)连接，所述横板(36)连接于所述竖板(35)顶部以下位置，所述横板(36)上还设置有横移驱动电机(37)，所述横移驱动电机(37)的输出轴穿过横板(36)朝向支撑横梁(2)并连接有驱动齿轮，所述横移驱动齿轮与横移齿条(33)啮合。

2.根据权利要求1所述的一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，所述横板(36)连接于所述竖板(35)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，所述竖板(35)的高度大于所述X轴支撑梁(31)的高度。

4.根据权利要求3所述的一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，所述横板(36)的上方设置有加强筋，所述加强筋一边与横板(36)连接，另一边与竖板(35)连接。

5.根据权利要求4所述的一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，所述加强筋包括横向加强筋(38)和纵向加强筋(39)，所述横向加强筋(38)与纵向加强筋(39)相互垂直。

6.根据权利要求1所述的一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，所述Y轴移动组(4)包括Y轴支撑板(41)、纵移导轨(42)和纵移滑块(45)，所述纵移导轨(42)有两条分别位于X轴支撑梁(31)的顶部和底部，所述纵移导轨(42)沿X轴支撑梁(31)的长度方向设置，所述纵移导轨(42)上滑动连接有纵移滑块(45)，所述X轴支撑梁(31)的一个侧面上设置有沿其长度方向设置的纵移齿条(43)，所述Y轴支撑板(41)位于X轴支撑梁(31)设置有纵移齿条(43)的一侧，所述Y轴支撑板(41)上设置有Y轴连接板，所述Y轴连接板与纵移滑块(45)连接，所述Y轴支撑板(41)背离X轴支撑梁(31)的一面上连接有横移驱动电机(37)，所述横移驱动电机(37)的输出轴穿过Y轴支撑板(41)朝向X轴支撑梁(31)并连接有纵移驱动齿轮，所述纵移驱动齿轮与纵移齿条(43)啮合。

7.根据权利要求6所述的一种轻型高刚性龙门桁架，其特征在于，所述Z轴移动组(5)包括竖直移动导轨(52)、竖直移动齿条(53)、竖直移动滑块(55)和Z轴支撑柱(51)，所述竖直移动导轨(52)和竖直移动齿条(53)沿Z轴支撑柱(51)的长度方向平行设置于Z轴支撑柱(51)上，所述竖直移动滑块(55)有两块分别固定于Y轴支撑板(41)远离X轴支撑梁(31)的一面的顶部和底部，所述竖直移动导轨(52)和竖直移动滑块(55)滑动连接，所述Y轴支撑板(41)上还连接有竖直驱动电机(54)，所述竖直驱动电机(54)的输出轴朝向竖直移动齿条(53)并连接有竖直驱动齿轮，所述竖直驱动齿轮与竖直移动齿条(53)啮合。

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