一种麦克纳姆轮二维绘线机器人的制作方法

本实用新型涉及一种麦克纳姆轮二维绘线机器人，属于机械工程领域。

背景技术：

二维绘图机器人技术应用的地方受到限制，大多数只能在纸张等软材料上绘图，不能将应用范围扩大到更丰富的材料上，如地面上、瓷砖上等地方。

现有技术中，二维绘图机器人大多数是框架式用机械臂绘图，绘图区域只能是框架内部的区域，绘图大小受到限制，搬移不便。另外其他的绘图区域不固定的机器人不能绘制间断精确的曲线。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种麦克纳姆轮二维绘线机器人，实现多应用场景的精准绘图。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种麦克纳姆轮二维绘线机器人，包括底盘、麦克纳姆轮机构和绘线笔机构；

所述麦克纳姆轮机构包括步进电机支架、步进电机、步进电机法兰盘和麦克纳姆轮，步进电机的壳体通过步进电机支架固定在底盘上，步进电机的输出轴通过步进电机法兰盘驱动麦克纳姆轮转动；

所述绘线笔机构包括舵机支架、舵机、舵机法兰盘、摆杆、绘线笔支架和绘线笔，摆杆的两端分别与舵机法兰盘和绘线笔支架固定，绘线笔安装在绘线笔支架上，舵机的壳体通过舵机支架固定在底盘上，舵机的输出轴通过舵机法兰盘驱动摆杆与绘线笔支架连接的一端上下摆动，进而驱动绘线笔迅速升降固定。

本案将麦克纳姆轮和绘线笔结合在一起构成二维绘线机器人，根据绘线要求，我们可以进行图形建模，生成四个麦克纳姆轮的位移指令，步进电机根据移动指令控制麦克纳姆轮的转向和转速，控制绘线笔按照绘线要求绘线，进而完成图形绘制等工作；舵机带动摆杆在一定角度范围内转动，近而实现摆杆末端的上下摆动，进而实现对绘线笔起落动作的控制，在无需绘图时，通过舵机控制绘线笔抬起，有效保护绘线笔，避免绘线笔磨损或断裂。

优选的，还包括烘干机构，所述烘干机构包括烘干器支架和烘干器，烘干器通过烘干器支架固定在底盘上，烘干器环绕在绘线笔的下部。烘干机构的设计，使得绘线笔出油墨的情况时，能够及时有效地烘干绘制出的线条，避免麦克纳姆轮压过刚绘制完成的线条，影响线条质量；烘干机构的温度要适中，避免对绘制版面(图纸、瓷砖、地面等)、绘线笔等物件造成损伤

优选的，所述绘线笔可以为墨笔、刻刀、钻头、交通涂料喷头等。

优选的，所述麦克纳姆轮机构有四组，分布在底盘的前后两端、左右两侧。

有益效果：本实用新型提供的麦克纳姆轮二维绘线机器人，小巧灵活，很大程度上解决了框架式二维绘图机器人搬运不变的劣势；同时，该麦克纳姆轮二维绘线机器人可以在地面绘画，也可以在瓷砖上用特殊材料绘画，可应用领域非常广泛；另外，该麦克纳姆轮二维绘线机器人的绘线笔优选为墨笔，也可以将墨笔替换成刻刀、金刚石、交通涂料等，用于完成雕刻、切割、绘制标志线等工作。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的仰视结构示意图；

图3为麦克纳姆轮的结构示意图，其中3(a)为左轮，3(b)为右轮；

图4为麦克纳姆轮机构的结构示意图；

图5为绘线笔机构的结构示意图；

图6为烘干机构的结构示意图；

图7为摆杆的结构示意图；

图8为舵机法兰盘的结构示意图；

图9为绘线笔支架的结构示意图；

图10为舵机的结构示意图；

图11为步进电机法兰盘的结构示意图；

图12为步进电机支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1、2所示为一种麦克纳姆轮二维绘线机器人，包括底盘1、四组麦克纳姆轮机构(分布在底盘1的前后两端、左右两侧)、绘线笔机构、烘干机构、控制器14和可充电电源15。

所述麦克纳姆轮机构包括步进电机支架2、步进电机3、步进电机法兰盘4和麦克纳姆轮5，步进电机3的壳体通过步进电机支架2固定在底盘1上，步进电机3的输出轴通过步进电机法兰盘4驱动麦克纳姆轮5转动。

所述绘线笔机构包括舵机支架6、舵机7、舵机法兰盘8、摆杆9、绘线笔支架10和绘线笔11，摆杆9的两端分别与舵机法兰盘8和绘线笔支架10固定，绘线笔11安装在绘线笔支架10上，舵机7的壳体通过舵机支架6固定在底盘1上，舵机7的输出轴通过舵机法兰盘8驱动摆杆9与绘线笔支架10连接的一端上下摆动。所述绘线笔11为墨笔、刻刀、钻头、交通涂料喷头，本例中采用墨笔。

所述烘干机构包括烘干器支架12和烘干器13，烘干器13通过烘干器支架12固定在底盘1上，烘干器13环绕在绘线笔11的下部。

本案中的绘线笔11笔杆采用了圆柱形结构，以便于安装在绘线笔支架10上，为了保证绘线笔11的安装稳定性，设计绘线笔支架10与绘线笔11连接的位置为圆弧形，并且圆弧角度大于180°，最好能够达到200°。

本案的机器人在使用是，首先根据图片在计算机中建模，并生成移动指令，然后输出给控制器14，控制器14启动烘干器13，使周围空气达到一定温度，紧接着控制器14以墨笔为原点建立坐标系，在需要绘制图线的文职驱动舵机7放下墨笔，使墨笔与地面垂直，此时墨笔与地面接触，之后控制器分别驱动四个步进电机3以需要的速度运行，绘制需要方向的图线。在图线间断的位置，即不需要绘制图线的间断点，控制器14驱动舵机7抬起墨笔，使墨笔离开地面。完成绘图时，控制器14发出信号驱动舵机7抬起墨笔，使墨笔离开地面，同时发信号给步进电机3停止工作，发信号给烘干器13停止工作，完成绘图流程。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。