一种直线电机驱动的刷浆机器人的制作方法

本实用新型涉及并联机器人，具体涉及直线电机驱动的并联机器人。

背景技术：

并联机器人以高速度、高精度的完成各种形状类型的小产品的拾取和放置动作。广泛应用在电子、医药、食品等工业领域中。与串联构型相比,并联构型具有刚度好、动态性能好(运动惯量小)，而且无累计误差，精度高、高速和高加速度等特点,非常适合生产线上的高速拾放动作，现已被广泛应用于食品、药品、日化、电子等行业的抓取、列整、贴标等工作中。众多研究机构和制造企业都看好其在制造领域的应用前景。

目前国内食品行业饼类，特别是月饼类的刷浆，全部是人工操作，工人劳动强度大，烘烤房环境温度高，由于工艺及一般并联机器人使用的减速器、滚珠丝杆成本较高，且易损坏，对机器人的稳定性影响很大，防护也存在一定难度等原因限止一直未能自动化。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种直线电机驱动的刷浆机器人，该刷浆机器人能够自动高效的刷浆，而且重量轻，维护方便，易于防护。

本实用新型实现上述目的的技术方案为：

一种直线电机驱动的刷浆机器人，包括固定架、直线电机、平行支链以及动平台；所述固定架包括顶盖和底座，所述直线电机的定子的两端分别连接在固定架的顶盖和底座上，所述直线电机的动子座上连接所述平行支链，所述平行支链的另一端铰接在所述动平台上；本刷浆机器人至少包括两个直线电机以及至少两个平行支链；所述直线电机纵向连接在所述固定架上；

所述动平台包括旋转电机、支架、气缸以及刷子，所述旋转电机纵向固定在所述支架上，所述支架上开设有圆孔且所述旋转电机的电机轴穿过该圆孔，所述气缸通过固定件连接在所述旋转电机的电机轴上，所述刷子铰接在所述电机轴上，并且所述气缸的顶杆铰接在所述刷子的中部，所述电机轴、气缸、固定件以及刷子构成一连杆机构；在所述支架上还设置有套接所述平行支链的套管结构；

所述平行支链包括至少两个连接器、至少一个拉紧器以及两根连接杆，所述连接器的两端分别连接在两根所述连接杆上，两根所述连接杆相互平行，所述拉紧器的两端分别铰接在两根所述连接杆上；任一所述连接器连接在所述动子座上；

本刷浆机器人还包括控制柜，所述旋转电机、所述气缸、所述直线电机均电连接所述控制柜。

所述连接器包括套筒、球头轴和铰接在球头轴两端的球碗；所述球头轴套接在所述套筒上，所述球头轴两侧螺纹连接有锁螺母且该两个锁螺母分别抵接在所述套筒的两端，所述套筒紧固在所述动子座上，在所述球头轴两侧还螺纹连接有并螺母；所述球碗包括碗体和油封，该油封的缩口套接在所述球头轴上。

所述拉紧器包括销、外壳、挡台、内导柱、螺栓以及弹簧，在所述拉紧器的两端分别设置有第一连接耳和第二连接耳，第一连接耳固定在所述挡台上，第二连接耳螺纹连接在所述外壳的内壁上；所述弹簧套接在所述内导柱上，并且所述弹簧一端抵接在所述内导柱的底部圆环凸起上，另一端抵接在所述外壳内；所述螺栓的螺杆贯穿所述挡台并与所述内导柱螺纹连接，所述螺栓的螺头抵接在所述挡台上；所述外壳为一圆柱体结构并且内部为空腔，其左端面开设有提供内导柱往复的圆柱形通孔，所述内导柱为圆柱体结构。

在两根所述连接杆上连接有两个所述拉紧器。

本刷浆机器人上设置有三个直线电机和三个平行支链，三个所述直线电机纵向设置在所述固定架上。

优选地，俯视本刷浆机器人，三个所述平行支链之间两两夹角均为120°。

所述油封为橡胶密封圈，并在所述油封的缩口处形成有梳齿密封结构。

所述刷子为毛刷。

所述固定架的所述底座上设置有传送带。

所述支架为正六边形结构。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

本实用新型可替代人工给月饼、等饼类食品刷浆，把工人从劳动强度大，烘烤房温度高的环境解放出来。直线电机驱动并联机器人与传统的高速电机连接减速器和滚珠丝杆(或同步带)驱动的机构相比，机器人受冲击力小，结构较简单，用在食品行业易于防护。省去减速器和滚珠丝杆不但减少了易损件，而且提高了机器人可靠性，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为动平台立体结构示意图；

图4为本实用新型移除固定架的俯视图；

图5为平行支链局部结构侧视图；

图6为平行支链B-B面半剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例：

参照图1，一种直线电机驱动的刷浆机器人，包括固定架1、直线电机2、平行支链3以及动平台4；所述固定架1包括顶盖12和底座11，所述直线电机2的定子21的两端分别连接在固定架1的顶盖12和底座11上，所述直线电机2的动子座22上连接所述平行支链3，所述平行支链3的另一端铰接在所述动平台4上；本刷浆机器人至少包括两个直线电机2以及至少两个平行支链3；所述直线电机2纵向连接在所述固定架1上；

参照图2和图3，所述动平台4包括旋转电机41、支架45、气缸43以及刷子44，所述旋转电机41纵向固定在所述支架45上，所述支架45上开设有圆孔且所述旋转电机41的电机轴穿过该圆孔，所述气缸43通过固定件42连接在所述旋转电机41的电机轴上，所述刷子44铰接在所述电机轴上，并且所述气缸43的顶杆铰接在所述刷子44的中部，所述电机轴、气缸43、固定件42以及刷子44构成一连杆机构；在所述支架45上还设置有套接所述平行支链3的套管结构；

参照图4，所述平行支链3包括至少两个连接器31、至少一个拉紧器32以及两根连接杆33，所述连接器31的两端分别连接在两根所述连接杆33上，两根所述连接杆33相互平行，所述拉紧器32的两端分别铰接在两根所述连接杆33上；任一所述连接器31连接在所述动子座22上；

本刷浆机器人还包括控制柜(图中未示出)，所述旋转电机41、所述气缸43、所述直线电机2均电连接所述控制柜。

如图5和图6，所述连接器31包括套筒311、球头轴312和铰接在球头轴312两端的球碗；所述球头轴312套接在所述套筒311上，所述球头轴312两侧螺纹连接有锁螺母315且该两个锁螺母315分别抵接在所述套筒311的两端，所述套筒311紧固在所述动子座22上，在所述球头轴312两侧还螺纹连接有并螺母316；所述球碗包括碗体313和油封314，该油封314的缩口套接在所述球头轴312上。如图6，球碗与连接杆粘接固定在一起。碗体底部的腔体内存储油脂，此处所述底部是指球头轴与球碗铰接的端部，球碗与球头轴构成球副。油封为橡胶材料，油封的一端以自身的弹性与球头轴连接，该连接处有沟槽，此沟槽用于防止油脂泄漏，球头轴与碗体有金属卡位固定连接。

如图6，所述拉紧器32包括销321、外壳322、挡台326、内导柱323、螺栓324以及弹簧325，在所述拉紧器32的两端分别设置有第一连接耳327和第二连接耳328，第一连接耳327固定在所述挡台326上，第二连接耳328螺纹连接在所述外壳322的内壁上；所述弹簧325套接在所述内导柱323上，并且所述弹簧325一端抵接在所述内导柱323的底部圆环凸起上，另一端抵接在所述外壳322内；所述螺栓324的螺杆贯穿所述挡台326并与所述内导柱323螺纹连接，所述螺栓324的螺头抵接在所述挡台326上；所述外壳322为一圆柱体结构并且内部为空腔，其左端面开设有提供内导柱323往复的圆柱形通孔，所述内导柱323为圆柱体结构。

如图6，拉紧器能保证平行支链在高速运动的时候，连接杆不易松动。当平行支链高速移动的过程中，两根连接杆之间会产生一定的受力不均，这时候，通过拉紧器的轴向往中间的拉紧力，将两根连接杆牢固的连接起来；同时，两根连接杆提供给拉紧器的第一连接耳和第二连接耳两个相反的作用力，并使得弹簧受到了一定的压缩，弹簧受压缩后会因为形变而提供轴向的一个向两侧的力，如图6，弹簧提供的力驱使第一连接耳327有向右的趋势，而第二连接耳有向左的趋势，从而拉紧两根连接杆。拉紧器自身在运动中可以摆动，对球碗与球头轴构成的球副施加预紧力，形成零间隙接触及磨耗补偿，提高运行精度。

在两根所述连接杆33上连接有两个所述拉紧器32。

如图1，优选地，本刷浆机器人上设置有三个直线电机2和三个平行支链3，三个所述直线电机2纵向设置在所述固定架1上。如图4，俯视本刷浆机器人，三个所述平行支链3之间两两夹角均为120°。

所述油封314为橡胶密封圈，并在所述油封314的缩口处形成有梳齿密封结构。

所述刷子44为毛刷。

所述固定架1的所述底座11上设置有传送带(图中未示出)。

所述支架45为正六边形结构。

本实用新型的工作原理：

如图1，控制柜控制着三个直线电机的运动，可同时控制三个直线电机的动子座同时升降，也可以单独控制其中一个或两个直线电机的动子座的运动。如图2和3，动平台自身在控制柜的控制下，可以控股毛刷的旋转和摆动。旋转电机的电机轴的转动，带动毛刷绕着电机轴的轴线旋转，通常，电机轴的旋转角度为90°，这样就能实现毛刷的90°旋转，调整毛刷的方向。另外，控制柜控制气缸的动作，气缸通过顶杆推动毛刷的摆动，实现毛刷的摆动刷的动作。因此，毛刷一方面可以沿着一个方向摆动的往复刷，另一方面可以沿着不同方向地往复刷。

此外，每一批月饼是并行排列的多行多列，呈井字型或菱形的排布方式，控制柜能自动调整三个直线电机的动子座的高度，来实现调整动平台处于横向的不同位置。从而毛刷刷完一列之后，通过调整动子座的高度，来调整动平台到下一列的位置，再通过旋转电机和气缸的配合，完成另一列的刷浆作业。

本实用新型采用的直线电机驱动的方式，减少了机器人的结构，而且由于直线电机易于维护，防护简单，这样不仅减轻了设备的重量，还节约成本，养护方便。由于食品行业的卫生要求，对于清洁的需求也较高，这样的易于防护的装置能满足上述需求；此外，在连接杆的连接器与动子座的连接处采用特殊的密封结构，在满足球头轴活动的灵活性的同时，保证了防尘，养护方便。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。