CN216883962U - 一种桁架机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桁架机器人。它包括主体框架部分、X轴运动部分和Z轴运动部分；主体框架部分，由立柱和横梁组成；X轴运动部分，包括X轴滑块安装板、X轴直线导轨、X轴滑块、X轴齿轮、X轴齿条、X轴拖链及导槽和X轴伺服电机及减速机；X轴滑块能够随着X轴齿条做左右直线运动；Z轴运动部分，包括Z轴横梁、Z轴齿轮、Z轴齿条、Z轴滑块安装板、Z轴直线导轨、Z轴滑块、夹具固定板、Z轴电机连接板、Z轴拖链及固定板、X轴连接板和Z轴伺服电机及减速机；Z轴横梁与Z轴滑块固定连接，能够随着Z轴滑块做上下直线运动。该桁架机器人，通过伺服电机的控制，同样可以达到关节机器人的各种功能,且结构简单，操作简单,性价比高。

Description

一种桁架机器人

技术领域

本实用新型属于机加工技术领域，涉及一种用于完成机加工、注塑行业的上下料任务的桁架机器人。

背景技术

现有市场上，用于完成机加工、注塑行业的上下料任务的机器人，大都是关节机器人，其存在的问题是：价格高，导致投资成本较高；生产前需做大量准备工作，如编程和模拟等；都会花费大量的人力和财力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、性价比高的桁架机器人。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型一种桁架机器人，包括主体框架部分、X轴运动部分和Z轴运动部分；

主体框架部分，由立柱和横梁组成；横梁由两根立柱支撑；

X轴运动部分，包括X轴滑块安装板、X轴直线导轨、X轴滑块、X轴齿轮、X轴齿条、X轴拖链及导槽和X轴伺服电机及减速机；X轴直线导轨、X轴齿条和X轴拖链及导槽均固定安装在横梁上面；X轴滑块与X轴直线导轨滑动相连；X轴滑块安装板固定安装在X轴滑块上面；X轴伺服电机及减速机装配在X轴滑块安装板上；X轴齿轮安装在X轴伺服电机及减速机的输出轴上；X轴齿轮与X轴齿条啮合连接；X轴拖链位于导槽中；X轴滑块能够随着X轴齿条做左右直线运动；

Z轴运动部分，包括Z轴横梁、Z轴齿轮、Z轴齿条、Z轴滑块安装板、Z轴直线导轨、Z轴滑块、夹具固定板、Z轴电机连接板、Z轴拖链及固定板、X轴连接板和Z轴伺服电机及减速机；Z轴滑块安装板分别与X轴连接板、Z轴电机连接板相连；Z轴滑块安装板上固定安装有Z轴滑块；Z轴伺服电机及减速机安装在Z轴电机连接板上；Z轴齿条、Z轴直线导轨均固定安装在Z轴横梁上；Z轴滑块与Z轴直线导轨滑动相连，能够在Z轴直线导轨上滑动；Z轴横梁与Z轴滑块固定连接，能够随着Z轴滑块做上下直线运动；Z轴齿轮安装在Z轴伺服电机及减速机的减速机输出轴上，与Z轴齿条啮合连接；夹具固定板固定安装在Z轴横梁的下端面上；

X轴连接板与X轴滑块安装板固定连接，将Z轴运动部件与X轴运动部件连接在一起。

进一步地，支柱数量为两根，根据宽度安装在两侧地面，用膨胀螺丝固定在地面上；横梁安装在两根立柱上面，用高强度螺栓与立柱连接在一起。

进一步地，X轴直线导轨的数量为两根，X轴直线导轨平行固定于主体框架的横梁上，一根X轴直线导轨上安装两个X轴滑块，X轴滑块的总数量为四个；X轴滑块固定于X轴滑块安装板的平面上；两根X轴直线导轨平行放置，X轴滑块之间的间距根据平行设置的X轴直线导轨之间的间距匹配设置；X轴齿轮和X轴齿条的数量各一件，X轴齿条安装在两根X轴直线导轨之间的中间位置，固定于主体框架的横梁上；X轴齿轮安装在X轴伺服电机及减速机的的减速机输出轴上；X轴拖链及导槽固定在主体框架的横梁上，X轴拖链及导槽包括X轴拖链和导槽，X轴拖链位于导槽中；X轴拖链的一端(首端)固定在横梁上，其中部弯折后，另一端(尾端)与X轴滑块安装板相连；X轴伺服电机及减速机安装在X轴滑块安装板上，其输出轴上装有X轴齿轮，X轴齿轮与X轴齿条啮合连接。

进一步地，Z轴齿条的数量为一根，安装在Z轴横梁的正面；Z轴直线导轨的数量为两根，分别安装在Z轴横梁的两侧面；Z轴齿轮的数量为一个，安装在Z轴伺服电机及减速机的减速机输出轴上，与Z轴齿条啮合连接；Z轴滑块固定在Z轴滑块安装板上；一根Z轴直线导轨上安装两个Z轴滑块，Z轴滑块的数量为四个，两两平行设置在Z轴横梁两侧的Z轴直线导轨上；X轴连接板上面装配有两块平行的Z轴滑块安装板；X轴连接板与两块Z轴滑块安装板的一端固定连接，Z轴电机连接板与两块Z轴滑块安装板的另一端固定连接；一块Z轴滑块安装板上固定安装有两个Z轴滑块；Z轴拖链的一端(首端)通过固定板装配在Z轴横梁的上端面上，其突出于Z轴横梁，其中部弯折后，另一端(尾端)与Z轴电机连接板固定连接；夹具固定板固定安装在Z轴横梁的下端面上，夹具固定板上固定安装有夹具。

本实用新型的桁架机器人的工作原理：通过X轴伺服电机的运行，来控制物体横向运动的行程；通过Z轴伺服电机的运行，来控制物体上下运动的行程，从而实现物体的自动化搬运过程。

本实用新型的桁架机器人的工作过程：

1、根据物体的位置，X轴伺服电机运行，通过X轴齿轮及齿条，带动Z轴运动部件运行，到达物体上方位置时停止。

2、然后Z轴伺服电机运行，通过Z轴齿轮及齿条，带动Z轴横梁上下运动，到达物体表面后停止。

3、然后通过安装在夹具固定板12上的夹具，将物体夹住。

4、Z轴伺服电机再反向运行，带着物体提升到一定的高度。

5、X轴伺服电机再反向运行，带着物体运行到目标设置的上方。

6、Z轴伺服电机带着物体向下运动，到达目标设置后，夹具释放物体。

7、以上一个循环完成一个节拍。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的桁架机器人，通过伺服电机的控制，同样可以达到关节机器人的各种功能。且结构简单，成本低，运行平稳。

本实用新型的桁架机器人，其优点是：整体机构强度高、刚性好、承载能力强；安装调整要求低，相比于复杂的关节机器人，设计便于理解、操作简单、维护方便；性价比高，其造价成本更低。

附图说明

图1是本实用新型一种桁架机器人的立体结构示意图；

图2是本实用新型的桁架机器人的主视结构示意图；

图3是本实用新型的桁架机器人的侧视结构示意图；

图4是本实用新型的桁架机器人的俯视图构示意图；

图5是本实用新型的桁架机器人的分解结构示意图；

图6是本实用新型中的主体框架的结构示意图；

图7是本实用新型中的X轴运动部件的立体结构示意图；

图8是本实用新型中的X轴运动部件的主视结构示意图；

图9是本实用新型中的X轴运动部件的侧视结构示意图；

图10是本实用新型中的X轴运动部件的俯视结构示意图；

图11是本实用新型中的Z轴运动部件的立体结构示意图；

图12是本实用新型中的Z轴运动部件的主视结构示意图；

图13是本实用新型中的Z轴运动部件的侧视结构示意图；

图14是本实用新型中的Z轴运动部件的俯视结构示意图。

图中：1、立柱 2、横梁 3、X轴滑块安装板 4、X轴直线导轨及滑块 4a、X轴滑块 5、X轴齿轮及齿条 6、X轴拖链及导槽 7、X轴伺服电机及减速机 8、Z轴横梁 9、Z轴齿轮及齿条10、Z轴滑块安装板 11、Z轴直线导轨及滑块 12、夹具固定板 13、Z轴电机连接板 14、Z轴拖链及固定板 15、X轴连接板 16、Z轴伺服电机及减速机。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例

如图1-图14所示，本实用新型一种桁架机器人，它包括主体框架部分、X轴运动部分和Z轴运动部分；

主体框架部分，由立柱1和横梁2组成；

X轴运动部分，由X轴滑块安装板3、X轴直线导轨及滑块4、X轴齿轮及齿条5、X轴拖链及导槽6、X轴伺服电机及减速机7组成；

Z轴运动部分，由Z轴横梁8、Z轴齿轮及齿条9、Z轴滑块安装板10、Z轴直线导轨及滑块11、夹具固定板12、Z轴电机连接板13、Z轴拖链及固定板14、X轴连接板15、Z轴伺服电机及减速机16组成；

X轴连接板15与X轴滑块安装板3相连，将Z轴运动部件与X轴运动部件连接在一起。

本实用新型的桁架机器人，主要包括以下部件：

立柱1，是固定在地面上的，

装配在立柱1上面的用于固定X轴运动部件的横梁2，

装配在横梁2上面的用于导向行程的X轴直线导轨及滑块4，

装配在横梁2上面的用于直线运动的X轴齿轮及齿条5，

装配在横梁2上面的用于导向线缆的X轴拖链及导槽6，

装配在X轴直线导轨及滑块4的X轴滑块上面的用于连接的X轴滑块安装板3，

装配在X轴滑块安装板3上面的用于控制行程的X轴伺服电机及减速机7；

装配在X轴滑块安装板3上面的用于连接的X轴连接板15，

装配在X轴连接板15上面的用于连接的两块Z轴滑块安装板10，

装配在Z轴滑块安装板10上面的用于导向行程的Z轴直线导轨及滑块11，

装配在Z轴直线导轨及滑块11的Z轴直线导轨上面的用于固定的Z轴横梁8，

装配在Z轴横梁8上面的用于直线运动的Z轴齿轮及齿条9，

装配在Z轴横梁8上面的用于导向线缆的Z轴拖链及固定板14，

装配在Z轴横梁8上面的用于连接夹具的夹具固定板12，

装配在两块Z轴滑块安装板10上面的用于连接Z轴电机的Z轴电机连接板13，

装配在Z轴电机连接板13上面的用于控制行程的Z轴伺服电机及减速机16。

本实用新型的桁架机器人，可分为主体框架部分、X轴运动部分和Z轴运动部件；

主体框架部分，由立柱1和横梁2组成；支柱1数量为两根，根据宽度安装在两侧地面，用膨胀螺丝固定在地面上；横梁2安装在两根立柱1上面，用高强度螺栓与立柱1连接在一起。

X轴运动部分，由X轴滑块安装板3、X轴直线导轨及滑块4、X轴齿轮及齿条5、X轴拖链及导槽6、X轴伺服电机及减速机7组成；其中，X轴直线导轨及滑块4中的X轴直线导轨数量为两个，X轴直线导轨平行固定于主体框架的横梁2上，一根X轴直线导轨上安装两个X轴滑块4a，X轴滑块4a的总数量为四个，X轴滑块4a固定于X轴滑块安装板3的平面上；两根X轴直线导轨平行放置，X轴滑块之间的间距根据平行设置的X轴直线导轨之间的间距匹配设置，X轴滑块与X轴直线导轨滑动相连；X轴齿轮及齿条5的齿轮和齿条的数量各一件，X轴齿条安装在两根X轴直线导轨之间的中间位置，固定于主体框架的横梁2上；X轴齿轮安装在X轴伺服电机及减速机7的输出轴上；X轴拖链及导槽6固定在主体框架的横梁2上，X轴拖链及导槽6包括X轴拖链和导槽，X轴拖链位于导槽中；X轴拖链的一端(首端)固定在横梁2上，其中部弯折后，另一端(尾端)与X轴滑块安装板3相连；X轴伺服电机及减速机7安装在X轴滑块安装板3上，其输出轴上装有X轴齿轮，X轴齿轮与X轴齿条啮合连接；X轴滑块能够随着X轴齿条做左右直线运动。

Z轴运动部分，由Z轴横梁8、Z轴齿轮及齿条9、Z轴滑块安装板10、Z轴直线导轨及滑块11、夹具固定板12、Z轴电机连接板13、Z轴拖链及固定板14、X轴连接板15、Z轴伺服电机及减速机16等组成；其中，Z轴齿轮及齿条9中的Z轴齿条、Z轴直线导轨及滑块11中的Z轴直线导轨分别固定在Z轴横梁8上，Z轴齿条安装在Z轴横梁8的正面，Z轴直线导轨安装在Z轴横梁8的两侧面；Z轴齿轮安装在Z轴伺服电机及减速机16的减速机输出轴上，与Z轴齿条啮合连接；Z轴滑块固定在Z轴滑块安装板10上，Z轴滑块数量为四个，两两平行设置在Z轴横梁8两侧的Z轴直线导轨上，Z轴滑块与Z轴直线导轨滑动相连；两块Z轴滑块安装板10分别与X轴连接板15、Z轴电机连接板13相连，这四块板形成一个方形框架，围在Z轴横梁8(方形空心管，内走电缆)的四周外围；Z轴伺服电机及减速机16安装在Z轴电机连接板13上；Z轴拖链及固定板14包括Z轴拖链和固定板；Z轴拖链的一端(首端)通过固定板装配在Z轴横梁的上端面上，突出于Z轴横梁，其中部弯折后，另一端(尾端)与Z轴电机连接板13固定连接；夹具固定板12固定安装在Z轴横梁8的下端面上，夹具固定板12上固定安装有夹具。

X轴连接板15与X轴滑块安装板3相连，将Z轴运动部件与X轴运动部件连接在一起。

X轴连接板与X轴滑块安装板通过螺栓固定连接。X轴滑块与X轴滑块安装板通过螺栓固定连接。X轴连接板与Z轴滑块安装板通过螺钉固定连接。Z轴滑块与Z轴滑块安装板通过螺栓固定连接。

本实用新型的桁架机器人的工作原理：通过X轴伺服电机的运行，来控制物体横向运动的行程；通过Z轴伺服电机的运行，来控制物体上下运动的行程，从而实现物体的自动化搬运过程。

本实用新型的桁架机器人的工作过程：

1、根据物体的位置，X轴伺服电机运行，通过X轴齿轮及齿条，带动Z轴运动部件运行，到达物体上方位置时停止。

2、然后Z轴伺服电机运行，通过Z轴齿轮及齿条，带动Z轴横梁上下运动，到达物体表面后停止。

3、然后通过安装在夹具固定板12上的夹具，将物体夹住。

4、Z轴伺服电机再反向运行，带着物体提升到一定的高度。

5、X轴伺服电机再反向运行，带着物体运行到目标设置的上方。

6、Z轴伺服电机带着物体向下运动，到达目标设置后，夹具释放物体。

7、以上一个循环完成一个节拍。

综上所述，本桁架机器人通过对伺服电机的设置，可以调节X轴、Z轴的行程，保证运送物体的范围，实现自动搬运，从而实现自动化，提高了工作效率。

Claims (8)

1.一种桁架机器人，其特征在于，它包括主体框架部分、X轴运动部分和Z轴运动部分；

主体框架部分，由立柱和横梁组成；横梁由两根立柱支撑；

X轴运动部分，包括X轴滑块安装板、X轴直线导轨、X轴滑块、X轴齿轮、X轴齿条、X轴拖链及导槽和X轴伺服电机及减速机；X轴直线导轨、X轴齿条和X轴拖链及导槽均固定安装在横梁上面；X轴滑块与X轴直线导轨滑动相连；X轴滑块安装板固定安装在X轴滑块上面；X轴伺服电机及减速机装配在X轴滑块安装板上；X轴齿轮安装在X轴伺服电机及减速机的减速机输出轴上；X轴齿轮与X轴齿条啮合连接；X轴拖链位于导槽中；X轴滑块能够随着X轴齿条做左右直线运动；

Z轴运动部分，包括Z轴横梁、Z轴齿轮、Z轴齿条、Z轴滑块安装板、Z轴直线导轨、Z轴滑块、夹具固定板、Z轴电机连接板、Z轴拖链及固定板、X轴连接板和Z轴伺服电机及减速机；Z轴滑块安装板分别与X轴连接板、Z轴电机连接板相连；Z轴滑块安装板上固定安装有Z轴滑块；Z轴伺服电机及减速机安装在Z轴电机连接板上；Z轴齿条、Z轴直线导轨均固定安装在Z轴横梁上；Z轴滑块与Z轴直线导轨滑动相连，能够在Z轴直线导轨上滑动；Z轴横梁与Z轴滑块固定连接，能够随着Z轴滑块做上下直线运动；Z轴齿轮安装在Z轴伺服电机及减速机的减速机输出轴上，与Z轴齿条啮合连接；夹具固定板固定安装在Z轴横梁的下端面上；

X轴连接板与X轴滑块安装板固定连接，将Z轴运动部件与X轴运动部件连接在一起。

2.如权利要求1所述的桁架机器人，其特征在于，支柱数量为两根，根据宽度安装在两侧地面，用膨胀螺丝固定在地面上；横梁安装在两根立柱上面，用高强度螺栓与立柱连接在一起。

3.如权利要求1或2所述的桁架机器人，其特征在于，X轴直线导轨的数量为两根，两根X轴直线导轨平行固定于主体框架的横梁上；一根X轴直线导轨上安装两个X轴滑块，X轴滑块的总数量为四个；X轴滑块固定于X轴滑块安装板的平面上；两根X轴直线导轨平行放置，X轴滑块之间的间距根据平行设置的X轴直线导轨之间的间距匹配设置；X轴齿轮和X轴齿条的数量各一件，X轴齿条安装在两根X轴直线导轨之间的中间位置；X轴拖链的一端固定在横梁上，其中部弯折后，另一端与X轴滑块安装板相连。

4.如权利要求1或2所述的桁架机器人，其特征在于，Z轴齿条的数量为一根，安装在Z轴横梁的正面；Z轴直线导轨的数量为两根，分别安装在Z轴横梁的两侧面；Z轴齿轮的数量为一个，安装在Z轴伺服电机及减速机的减速机输出轴上，与Z轴齿条啮合连接；Z轴滑块固定在Z轴滑块安装板上；一根Z轴直线导轨上安装两个Z轴滑块，Z轴滑块的数量为四个，两两平行设置在Z轴横梁两侧的Z轴直线导轨上；X轴连接板上面装配有两块平行的Z轴滑块安装板；X轴连接板与两块Z轴滑块安装板的一端固定连接，Z轴电机连接板与两块Z轴滑块安装板的另一端固定连接；一块Z轴滑块安装板上固定安装有两个Z轴滑块；Z轴拖链的一端通过固定板装配在Z轴横梁的上端面上，突出于Z轴横梁，其中部弯折后，另一端与Z轴电机连接板固定连接；夹具固定板上固定安装有夹具。

5.如权利要求1或2所述的桁架机器人，其特征在于，X轴连接板与X轴滑块安装板通过螺栓固定连接。

6.如权利要求1或2所述的桁架机器人，其特征在于，X轴滑块与X轴滑块安装板通过螺栓固定连接。

7.如权利要求1或2所述的桁架机器人，其特征在于，X轴连接板与Z轴滑块安装板通过螺钉固定连接。

8.如权利要求1或2所述的桁架机器人，其特征在于，Z轴滑块与Z轴滑块安装板通过螺栓固定连接。

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