十字型并联机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种十字型并联机器人，包括立柱、X向组件、Y向组件、Z向组件、驱动电机、主动同步带轮和从动同步带轮，X向组件包括X向导轨和X向溜板，X向导轨的左右两端分别与对应侧的立柱固连在一起；Z向组件包括Z向导轨和Z向滑块，Z向滑块固连在X向溜板上；Y向组件包括执行部件，以及气缸或电缸，气缸或电缸安装在Z向导轨的下端，气缸或电缸驱动执行部件在Y向运动，在X向导轨和Z向导轨构成的十字形框架上套装有十字形的同步带，驱动电机驱动主动同步带轮转动，主动同步带轮通过同步带带动从动同步带轮转动，最终带动执行部件在X向及Z向运动。结构简单、制造成本低，结构刚度好、位置精确度高，是一款真正的绿色节能机器人。
【专利说明】 十字型并联机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业用机器人【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着工业自动化水平的不断提高，机器人被广泛地应用于工业生产的各个领域。机器人大致分为并联机器人、关节机器人和串联机器人三大类，其执行部件要实现X向、Y向和Z向运动，需要分别匹配不同的动力进行驱动。运动过程中，每个轴的动力或电机自身的重量将叠加到运动负载上，造成动力消耗。并且，现有工业机器人在结构上存在的主要问题是:整体结构刚度不够，执行部分的位置精确度难控制，结构复杂，制造成本高。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对上述技术问题进行改进，拟提供一种结构简单、制造成本低，结构刚度好、位置精确度高，绿色节能的并联机器人。
[0004]为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种十字型并联机器人，包括左右间隔布置的两立柱(I)，关键在于:还包括X向组件(2)、Y向组件(3)和Z向组件
(4);所述X向组件(2)包括X向导轨(21)和X向溜板(22)，X向导轨(21)的左右两端分别与对应侧的立柱⑴固连在一起，X向溜板(22)与X向导轨(21)滑动连接；所述Z向组件⑷包括Z向导轨(41)和Z向滑块(42)，所述Z向滑块(42)固连在X向溜板(22)上，Z向滑块(42)与Z向导轨(41)滑动连接，Z向导轨(41)垂直于X向导轨(21);所述Y向组件(3)包括执行部件(31)，以及气缸(32)或电缸，所述气缸(32)或电缸安装在Z向导轨(41)的下端，气缸(32)或电缸驱动执行部件(31)在Y向运动；
(0005)所述X向导轨(21)的左右两端各安装有一个驱动电机(5)和一个主动同步带轮
(6)，所述Z向导轨(41)的上下两端各安装有一个从动同步带轮(7)，在Z向导轨(41)与X向导轨(21)交叉的四个角位置处各设置有一个惰轮(8)，且四个惰轮(8)均安装在X向溜板(22)上；在所述X向导轨(21)和Z向导轨(41)构成的十字形框架上套装有十字形的同步带(10)，在所述Z向导轨(41)上固设有与同步带(10)啮合的同步带锁紧块(9)，所述驱动电机(5)驱动主动同步带轮(6)转动,主动同步带轮(6)通过同步带(10)带动从动同步带轮(7)转动，最终带动执行部件(31)在X向及Z向运动。
[0006]作为上述方案的优选，所述立柱⑴的上方设置有与X向导轨(21)延伸方向一致的拖链(11)，拖链(11)的正上方设置有拖链箱(12)，拖链(11)的一端向上折弯180°后与拖链箱(12)接通，拖链箱(12)通过安装支架(13)与X向溜板(22)固连在一起，通过X向溜板(22)带动拖链箱(12)及拖链(11) 一起在X向移动，在拖链(11)的下方设置有拖链线槽(15)，所述拖链线槽(15)固设在立柱(I)上方为拖链(11)的移动导向。通过设置拖链和拖链箱，用于十字型并联机器人中的管线通过，且拖链和拖链箱随X向溜板一起移动，从而保护管线，避免运动过程中的管线干涉，并增加拖链线槽为拖链的移动导向。
[0007]所述执行部件(31)为真空吸盘、气爪或机械手；执行部件可根据具体需要选择不同的执行部件进行安装，以满足各种场合的使用需要。
[0008]进一步，X向导轨(21)与X向溜板(22)，Z向导轨(41)与Z向滑块(42)分别通过燕尾槽滑动连接，保证滑动的可靠性。
[0009]工作过程及原理如下:十字型并联机器人的同步带呈十字型，刚好套在X向导轨和Z向导轨构成的十字形框架上，其中Z向滑块是随着X向溜板一起滑动，Z向滑块与Z向导轨滑动连接，由于Z向滑块与X向溜板是固定在一起，因此Z向滑块在Z向不动，由Z向导轨相对Z向滑块移动，即Z向导轨可上下移动。两个主动同步带轮分别由驱动电机驱动，主动同步带轮通过同步带带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件在X向及Z向运动。
[0010]当两个驱动电机同向(均为顺时针或均为逆时针)转动时，执行部件在X向上运动，当两个驱动电机反向(一个为顺时针，一个为逆时针)转动时，执行部件在Z向上运动，即通过对驱动电机的控制，可以实现执行部件在X向及Z向的高速运动，且运动轨迹复杂多变；执行部件在Y向上运动由气缸或电缸实现，Y向行程由气缸或电缸的行程决定。
[0011]本实用新型的主要特点为:执行部件在X向与Z向上的运动是通过一根十字形同步带、两个驱动电机、两个主动同步带轮、两个从动同步带轮来实现，且驱动电机固定，不会在运动过程中随着X向与Z向的运动而运动；减少了运动负载质量，大大提高了运动速度；同时，同步带套在X向导轨和Z向导轨构成的十字形框架上，增大了结构的刚性，提高了执行部件运动位置的精确度；并且结构简单、设计巧妙、制造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的立体图。
[0013]图2是图1的正视图。
[0014]图3是图2的左视图。
[0015]图4是十字形同步带的结构示意图。
[0016]图5a是两个驱动电机均顺时针转动时，同步带的滑动示意图。
[0017]图5b是两个驱动电机均逆时针转动时，同步带的滑动示意图。
[0018]图6a是左侧的驱动电机顺时针、右侧的驱动电机逆时针转动时，同步带的滑动示意图。
[0019]图6b是左侧的驱动电机逆顺时针、右侧的驱动电机顺时针转动时，同步带的滑动示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0021]结合图1—图3所示，一种十字型并联机器人，由两个立柱1、X向组件2、Y向组件3、Z向组件4、两个驱动电机5、两个主动同步带轮6、两个从动同步带轮7、四个惰轮8、同步带锁紧块9、同步带10、拖链11、拖链箱12、拖链线槽15等组成。
[0022]立柱I共两个，左右间隔布置。X向组件2由X向导轨21和X向溜板22构成，X向导轨21的左右两端分别与对应侧的立柱I固连在一起，立柱2用于支撑X向导轨21，X向溜板22与X向导轨21滑动连接，最好是，X向导轨21与X向溜板22通过燕尾槽滑动连接。
[0023]Z向组件4主要由Z向导轨41和Z向滑块42构成，在Z向导轨41与X向溜板22之间最好设置有Z向导轨安装板43，Z向导轨安装板43与Z向导轨41固连在一起，将Z向导轨41罩住以防尘。Z向滑块42固连在X向溜板22上，Z向滑块42与Z向导轨41滑动连接，最好是，Z向滑块42与Z向导轨41通过燕尾槽滑动连接，Z向导轨41垂直于X向导轨21，Z向导轨41可相对X向导轨21上下滑动。
[0024]Y向组件3由执行部件31和气缸32构成，气缸32安装在Z向导轨41的下端，气缸32驱动执行部件31在Y向运动。气缸32可用电缸替代，执行部件31可以是真空吸盘、气爪或机械手等。
[0025]X向导轨21的左右两端各安装有一个驱动电机5和一个主动同步带轮6，驱动电机5和主动同步带轮6通过电机安装座14固定在立柱I上，且驱动电机5和主动同步带轮6分别位于电机安装座14的前后两侧。Z向导轨41的上下两端各安装有一个从动同步带轮7，在Z向导轨41与X向导轨21交叉的四个角位置处各设置有一个惰轮8，且四个惰轮8均安装在X向溜板22上，随着X向溜板22 —起左右滑动。
[0026]在X向导轨21和Z向导轨41构成的十字形框架上套装有十字形的同步带10 (如图4所示)，同步带10自带啮合齿(仅在Z向导轨41的下端对应的一段上示出)，在Z向导轨41上固设有与同步带10啮合的同步带锁紧块9，以防止同步带10打滑，是同步带应用时必要的辅助件。驱动电机5驱动主动同步带轮6转动,主动同步带轮6通过同步带10带动从动同步带轮7转动,最终带动执行部件31在X向及Z向运动。执行部件31可在X向、Y向及Z向上任意移动。
[0027]为顺利布置管线，立柱I的上方设置有与X向导轨21延伸方向一致的拖链11，拖链11的正上方设置有拖链箱12，拖链11的一端向上折弯180°后与拖链箱12接通，拖链箱12通过安装支架13与X向溜板22固连在一起，通过X向溜板22带动拖链箱12、拖链11及安装支架13 —起在X向移动，在拖链11的下方设置有拖链线槽15，拖链线槽15固设在立柱I上方为拖链11的移动导向。拖链线槽15的横截面为U形。拖链箱12及拖链线槽15主要用于管线通过，使管线布置更有条理。
[0028]结合图1、图5a、图5b所示，当两个驱动电机5同向(均为顺时针或均为逆时针)转动时，执行部件31在X向上运动。结合图1、图6a、图6b所示，当两个驱动电机5反向(一个为顺时针，一个为逆时针)转动时，执行部件51在Z向上运动，即通过对驱动电机5的控制，可以实现执行部件31在X向及Z向的高速运动，且运动轨迹复杂多变；执行部件31在Y向上运动由气缸32实现，Y向行程由气缸32的行程决定。
【权利要求】
1.一种十字型并联机器人，包括左右间隔布置的两立柱(1),其特征在于:还包括X向组件⑵3向组件⑶和2向组件⑷；所述X向组件⑵包括X向导轨(21)和X向溜板(22), X向导轨(21)的左右两端分别与对应侧的立柱⑴固连在一起，X向溜板(22)与X向导轨(21)滑动连接；所述2向组件⑷包括2向导轨(41)和2向滑块(42),所述2向滑块(42)固连在X向溜板(22)上，2向滑块(42)与2向导轨(41)滑动连接，2向导轨(41)垂直于X向导轨(21)；所述V向组件⑶包括执行部件(31),以及气缸(32)或电缸，所述气缸(32)或电缸安装在2向导轨(41)的下端，气缸(32)或电缸驱动执行部件(31)在V向运动； 所述X向导轨(21)的左右两端各安装有一个驱动电机(5)和一个主动同步带轮(6),所述2向导轨(41)的上下两端各安装有一个从动同步带轮(7),在2向导轨(41)与X向导轨(21)交叉的四个角位置处各设置有一个惰轮(8),且四个惰轮(8)均安装在X向溜板(22)上；在所述X向导轨(21)和2向导轨(41)构成的十字形框架上套装有十字形的同步带(10),在所述2向导轨(41)上固设有与同步带(10)啮合的同步带锁紧块(9),所述驱动电机(5)驱动主动同步带轮(6)转动,主动同步带轮(6)通过同步带(10)带动从动同步带轮(7)转动，最终带动执行部件(31)在X向及2向运动。
2.按照权利要求1所述的十字型并联机器人，其特征在于:所述立柱(1)的上方设置有与X向导轨(21)延伸方向一致的拖链(11),拖链(11)的正上方设置有拖链箱(12),拖链(11)的一端向上折弯180°后与拖链箱(12)接通，拖链箱(12)通过安装支架(13)与X向溜板(22)固连在一起，通过X向溜板(22)带动拖链箱(12)及拖链(11) 一起在X向移动，在拖链(11)的下方设置有拖链线槽(15),所述拖链线槽(15)固设在立柱(1)上方为拖链(11)的移动导向。
3.按照权利要求1或2所述的十字型并联机器人，其特征在于:所述执行部件(31)为真空吸盘、气爪或机械手。
4.按照权利要求1所述的十字型并联机器人，其特征在于:所述X向导轨(21)与X向溜板(22)，2向导轨(41)与2向滑块(42)分别通过燕尾槽滑动连接。
【文档编号】B25J9/00GK204160474SQ201420552439
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】于今, 杨继东, 杨金华, 杨昌林, 谭承林 申请人:重庆朗正科技有限公司