H型并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種H型并聯(lián)機(jī)器人，包括機(jī)架、工作臺(tái)、X向組件、Y向組件和Z向組件；兩個(gè)X向組件對稱布置有工作臺(tái)的左右兩側(cè)，每個(gè)X向組件包括X向?qū)к壓蚗向滑塊組件；Y向組件包括Y向?qū)к壓蚘向滑塊組件；Z向組件包括執(zhí)行部件，以及氣缸或電缸；每個(gè)X向?qū)к壍那岸税惭b有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一個(gè)主動(dòng)同步帶輪，每個(gè)X向?qū)к壍暮蠖税惭b有一個(gè)從動(dòng)同步帶輪，在X向滑塊組件與Y向?qū)к夁B接處的前后兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)惰輪；在X向組件和Y向組件構(gòu)成的H形框架上套裝有H形的同步帶，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)同步帶輪通過同步帶帶動(dòng)從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)執(zhí)行部件在X向及Y向運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，結(jié)構(gòu)剛度好、位置精確度高，是一款真正的綠色節(jié)能機(jī)器人。
【專利說明】 H型并聯(lián)機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)用機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，機(jī)器人被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。機(jī)器人大致分為并聯(lián)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)器人和串聯(lián)機(jī)器人三大類，其執(zhí)行部件要實(shí)現(xiàn)X向、Y向和Z向運(yùn)動(dòng)，需要分別匹配不同的動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，每個(gè)軸的動(dòng)力或電機(jī)自身的重量將疊加到運(yùn)動(dòng)負(fù)載上，造成動(dòng)力消耗。并且，現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)上存在的主要問題是:整體結(jié)構(gòu)剛度不夠，執(zhí)行部分的位置精確度難控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對上述技術(shù)問題進(jìn)行改進(jìn)，擬提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，結(jié)構(gòu)剛度好、位置精確度高，綠色節(jié)能的并聯(lián)機(jī)器人。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種H型并聯(lián)機(jī)器人，包括機(jī)架(I)，固設(shè)在所述機(jī)架(I)上方的工作臺(tái)(2)，關(guān)鍵在于:在所述工作臺(tái)(2)的上方設(shè)置有兩個(gè)X向組件(3)、一個(gè)Y向組件(4)和一個(gè)Z向組件(5);兩個(gè)X向組件(3)對稱布置在工作臺(tái)(2)的左右兩側(cè)，每個(gè)X向組件(3)包括X向?qū)к?31)和X向滑塊組件(32)，所述X向?qū)к?31)固設(shè)在工作臺(tái)(2)上，X向滑塊組件(32)與X向?qū)к?31)滑動(dòng)連接；所述Y向組件(4)包括Y向?qū)к?41)和Y向滑塊組件(42)，所述Y向?qū)к?41)的兩端分別與對應(yīng)側(cè)的X向滑塊組件(32)垂直相連，所述Y向滑塊組件(42)與Y向?qū)к?41)滑動(dòng)連接；所述Z向組件(5)包括執(zhí)行部件(51)，以及氣缸(52)或電缸，所述氣缸(52)或電缸安裝在Y向滑塊(42)上，氣缸(52)或電缸驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件(51)在Z向運(yùn)動(dòng)；
[0005]每個(gè)X向?qū)к?31)的前端安裝有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)和一個(gè)主動(dòng)同步帶輪，每個(gè)X向?qū)к?31)的后端安裝有一個(gè)從動(dòng)同步帶輪，在X向滑塊組件(32)與Y向?qū)к?41)連接處的前后兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)惰輪；在所述X向組件⑶和Y向組件⑷構(gòu)成的H形框架上套裝有H形的同步帶(10)，在所述X向滑塊組件(32)上固設(shè)有與同步帶(10)嚙合的同步帶鎖緊塊(13),所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)同步帶輪通過同步帶(10)帶動(dòng)從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)執(zhí)行部件(51)在X向及Y向運(yùn)動(dòng)。
[0006]作為上述方案的優(yōu)選，所述X向滑塊組件(32)由X向滑塊(32a)、X向溜板(32b)和兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接板(32c)組成，所述X向滑塊(32a)與X向?qū)к?31)通過燕尾槽滑動(dòng)連接，X向溜板(32b)固設(shè)在X向滑塊(32a)上方，用于與Y向?qū)к?41)相連，兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接板(32c)分別位于X向滑塊組件(32)與Y向?qū)к?41)連接處的前后兩側(cè)，所述惰輪安裝在對應(yīng)的L形轉(zhuǎn)接板(32c)內(nèi)側(cè)。通過優(yōu)化X向滑塊組件，降低了制造難度，惰輪和L形轉(zhuǎn)接板共同作用，方便同步帶在該轉(zhuǎn)角位置處滑動(dòng)順暢，X向滑塊組件與X向?qū)к壨ㄟ^燕尾槽滑動(dòng)連接，保證滑動(dòng)的可靠性。
[0007]同時(shí)，所述Y向滑塊組件(42)由Y向滑塊(42a)和Y向溜板(42b)組成，所述Y向滑塊(42a)與Y向?qū)к?41)通過燕尾槽滑動(dòng)連接，所述Y向溜板(42b)固設(shè)在Y向滑塊(42a)的前側(cè)或后側(cè)，所述氣缸(52)安裝在Y向溜板(42b)上。通過優(yōu)化Y向滑塊組件，降低了制造難度，并保證了 Y向滑塊與Y向?qū)к壔瑒?dòng)的可靠性。
[0008]所述執(zhí)行部件(51)為真空吸盤、氣爪或機(jī)械手；執(zhí)行部件可根據(jù)具體需要選擇不同的執(zhí)行部件進(jìn)行安裝，以滿足各種場合的使用需要。
[0009]進(jìn)一步，其中一個(gè)X向?qū)к?31)的下方安裝有X向拖鏈(71)，Y向?qū)к?41)的上方安裝有Y向拖鏈(72)，X向拖鏈(71)的前端向上折彎180°后與Y向拖鏈(72)的其中一端相接，Y向拖鏈(72)的另一端向上折彎180°后與氣缸(52)的位置對應(yīng)，X向拖鏈(71)和Y向拖鏈(72)共同構(gòu)成一個(gè)管線線槽(7)。通過設(shè)置管線線槽，用于H型并聯(lián)機(jī)器人中的管線通過，設(shè)計(jì)巧妙、布置合理，占用空間小，制造成本低。
[0010]工作過程及原理如下:H型并聯(lián)機(jī)器人的同步帶呈H型，剛好套在兩個(gè)X向?qū)к壓鸵粋€(gè)Y向?qū)к墭?gòu)成的H形框架上，其中Y向?qū)к壥请S著X向滑塊組件一起滑動(dòng)的，Y向滑塊組件與Y向?qū)к壔瑒?dòng)連接。兩個(gè)主動(dòng)同步帶輪分別由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)同步帶輪通過同步帶帶動(dòng)從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)執(zhí)行部件在X向及Y向運(yùn)動(dòng)。
[0011]當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同向(均為順時(shí)針或均為逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件在Y向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)反向(一個(gè)為順時(shí)針，一個(gè)為逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件在X向上運(yùn)動(dòng)，即通過對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制，可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行部件在X向及Y向的高速運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜多變；執(zhí)行部件在Z向上運(yùn)動(dòng)由氣缸或電缸實(shí)現(xiàn)，Z向行程由氣缸或電缸的行程決定。
[0012]本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)為:執(zhí)行部件在X向與Y向上的運(yùn)動(dòng)是通過一根H形同步帶、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、兩個(gè)主動(dòng)同步帶輪、兩個(gè)從動(dòng)同步帶輪來實(shí)現(xiàn)，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定，不會(huì)在運(yùn)動(dòng)過程中隨著X向與Y向的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，減少了運(yùn)動(dòng)負(fù)載質(zhì)量，大大提高了運(yùn)動(dòng)速度；同時(shí)，同步帶套在兩個(gè)X向?qū)к壓鸵粋€(gè)Y向?qū)к墭?gòu)成的H形框架上，增大了結(jié)構(gòu)的剛性，提高了執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)位置的精確度；并且結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)巧妙、制造成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的立體圖。
[0014]圖2是圖1的A向視圖。
[0015]圖3是圖1中X向組件、Y向組件、Z向組件及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等的安裝示意圖。
[0016]圖4是圖4的B部放大圖。
[0017]圖5是圖4的C部放大圖。
[0018]圖6是H形同步帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖7a是兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)均順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同步帶的滑動(dòng)示意圖。
[0020]圖7b是兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)均逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同步帶的滑動(dòng)示意圖。
[0021]圖8a是左側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針、右側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同步帶的滑動(dòng)示意圖。
[0022]圖8b是左側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆順時(shí)針、右側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同步帶的滑動(dòng)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0024]結(jié)合圖1—圖3所示，一種H型并聯(lián)機(jī)器人，主要由機(jī)架1、工作臺(tái)2、兩個(gè)X向組件3、Y向組件4、Ζ向組件5、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、管線線槽7、同步帶10、兩個(gè)主動(dòng)同步帶輪、兩個(gè)從動(dòng)同步帶輪、四個(gè)惰輪等組成，除此之外，還包括電器接線箱8、顯示屏9等。
[0025]工作臺(tái)2固設(shè)在機(jī)架I的上方，兩個(gè)X向組件3、一個(gè)Y向組件4和一個(gè)Z向組件5也設(shè)置在工作臺(tái)2的上方。兩個(gè)X向組件3對稱布置有工作臺(tái)2的左右兩側(cè)。每個(gè)X向組件3由X向?qū)к?1和X向滑塊組件32構(gòu)成，X向?qū)к?1固設(shè)在工作臺(tái)2上，X向滑塊組件32與X向?qū)к?1滑動(dòng)連接。Y向組件4由Y向?qū)к?1和Y向滑塊組件42構(gòu)成，Y向?qū)к?1的兩端分別與對應(yīng)側(cè)的X向滑塊組件32垂直相連，Y向滑塊組件42與Y向?qū)к?1滑動(dòng)連接。Z向組件5由執(zhí)行部件51和氣缸52構(gòu)成，氣缸52安裝在Y向滑塊42上，氣缸52驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件51在Z向運(yùn)動(dòng)。氣缸52可用電缸替代，執(zhí)行部件51為真空吸盤，也可以是氣爪或機(jī)械手等。
[0026]每個(gè)X向?qū)к?1的前端安裝有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)6和一個(gè)主動(dòng)同步帶輪(圖中未示出)，每個(gè)X向?qū)к?1的后端安裝有一個(gè)從動(dòng)同步帶輪(圖中未示出)，在X向滑塊組件32與Y向?qū)к?1連接處的前后兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)惰輪(圖中未示出)；在X向組件3和Y向組件4構(gòu)成的H形框架上套裝有H形的同步帶10 (如圖6)，同步帶10自帶嚙合齒(圖中未示出)，在X向滑塊組件32上固設(shè)有與同步帶10嚙合的同步帶鎖緊塊13，以防止同步帶10打滑，是同步帶應(yīng)用時(shí)必要的輔助件。驅(qū)動(dòng)電機(jī)6驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)同步帶輪通過同步帶10帶動(dòng)從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)執(zhí)行部件51在X向及Y向運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行部件51用于對工作臺(tái)2的工件執(zhí)行動(dòng)作，執(zhí)行部件51可在X向、Y向及Z向上任意移動(dòng)，因此，對工作臺(tái)2上任意位置處的工件執(zhí)行動(dòng)作。
[0027]結(jié)合圖4所示，X向滑塊組件32最好由X向滑塊32a、X向溜板32b和兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接板32c組成。X向滑塊32a與X向?qū)к?1通過燕尾槽滑動(dòng)連接，X向溜板32b固設(shè)在X向滑塊32a上方，X向溜板32b與X向滑塊32a通過螺釘鎖緊在一起，X向溜板32b用于與Y向?qū)к?1相連。兩個(gè)L形轉(zhuǎn)接板32c分別位于X向滑塊組件32與Y向?qū)к?1連接處的前后兩側(cè)，惰輪安裝在對應(yīng)的L形轉(zhuǎn)接板32c內(nèi)側(cè)。
[0028]結(jié)合圖5所示，Y向滑塊組件42最好由Y向滑塊42a和Y向溜板42b組成，Y向滑塊42a與Y向?qū)к?1通過燕尾槽滑動(dòng)連接，Y向溜板42b固設(shè)在Y向滑塊42a的前側(cè)或后偵牝Y向溜板42b與Y向滑塊42a通過螺釘鎖緊在一起。氣缸52安裝在Y向溜板42b上。
[0029]結(jié)合圖1、圖3和圖5所示，為順利布置管線，在工作臺(tái)2上還設(shè)置有管線線槽7。管線線槽?主要由X向拖鏈71和Y向拖鏈72組成，X向拖鏈71、Y向拖鏈72的下方最好各自設(shè)置有一條拖鏈線槽73。X向拖鏈71平行安裝在其中一個(gè)X向?qū)к?1的下方，Y向拖鏈72平行安裝在Y向?qū)к?1的上方，X向拖鏈71的前端向上折彎180°后與Y向拖鏈72的端頭相接，Y向拖鏈72的另一端向上折彎180°后與氣缸52的位置對應(yīng)，X向拖鏈71和Y向拖鏈72共同構(gòu)成一個(gè)管線線槽7。拖鏈線槽73的橫截面為U形。
[0030]如圖1所示，在每個(gè)X向?qū)к?1的上方最好設(shè)置有防護(hù)罩11，防止灰塵或異物進(jìn)入而引起同步帶10卡滯，由于在Y向?qū)к?1的上方設(shè)置有拖鏈線槽73 (如圖3所示)，可以起到防護(hù)罩的作用，因此，不需要另外設(shè)置防護(hù)罩。
[0031]如圖6所示，H型并聯(lián)機(jī)器人的同步帶10呈H型，結(jié)合圖3所示，剛好套在兩個(gè)X向?qū)к?1和一個(gè)Y向?qū)к?1構(gòu)成的H形框架上，其中Y向?qū)к?1是隨著X向滑塊組件32一起滑動(dòng)的，Y向滑塊組件42與Y向?qū)к?1滑動(dòng)連接。兩個(gè)主動(dòng)同步帶輪分別由驅(qū)動(dòng)電機(jī)6驅(qū)動(dòng),主動(dòng)同步帶輪通過同步帶10帶動(dòng)從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),最終帶動(dòng)執(zhí)行部件51在X向及Y向運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行部件51在Z向的運(yùn)動(dòng)由氣缸51驅(qū)動(dòng)。
[0032]結(jié)合圖1、圖3、圖7a、圖7b所示，當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)6同向(均為順時(shí)針或均為逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件51在Y向上運(yùn)動(dòng)。結(jié)合圖1、圖3、圖8a、圖8b所示，當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)6反向(一個(gè)為順時(shí)針,一個(gè)為逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),執(zhí)行部件51在X向上運(yùn)動(dòng)，即通過對驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的控制，可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行部件51在X向及Y向的高速運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜多變；執(zhí)行部件51在Z向上運(yùn)動(dòng)由氣缸52實(shí)現(xiàn)，Z向行程由氣缸52的行程決定。
【權(quán)利要求】
1.一種II型并聯(lián)機(jī)器人，包括機(jī)架(1),固設(shè)在所述機(jī)架(1)上方的工作臺(tái)(2),其特征在于:在所述工作臺(tái)(2)的上方設(shè)置有兩個(gè)X向組件(3)、一個(gè)V向組件(4)和一個(gè)2向組件⑶；兩個(gè)X向組件⑶對稱布置有工作臺(tái)⑵的左右兩側(cè)，每個(gè)X向組件⑶包括X向?qū)к?31)和X向滑塊組件(32),所述X向?qū)к?31)固設(shè)在工作臺(tái)⑵上，X向滑塊組件(32)與X向?qū)к?31)滑動(dòng)連接；所述V向組件⑷包括V向?qū)к?41)和V向滑塊組件(42),所述V向?qū)к?41)的兩端分別與對應(yīng)側(cè)的X向滑塊組件(32)垂直相連，所述V向滑塊組件(42)與V向?qū)к?41)滑動(dòng)連接；所述2向組件(5)包括執(zhí)行部件(51)，以及氣缸(52)或電缸，所述氣缸(52)或電缸安裝在V向滑塊(42)上，氣缸(52)或電缸驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件(51)在2向運(yùn)動(dòng)； 每個(gè)X向?qū)к?31)的前端安裝有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)和一個(gè)主動(dòng)同步帶輪，每個(gè)X向?qū)к?31)的后端安裝有一個(gè)從動(dòng)同步帶輪，在X向滑塊組件(32)與V向?qū)к?41)連接處的前后兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)惰輪；在所述X向組件⑶和X向組件⑷構(gòu)成的形框架上套裝有只形的同步帶(10),在所述X向滑塊組件(32)上固設(shè)有與同步帶(10)嚙合的同步帶鎖緊塊(13),所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)同步帶輪通過同步帶(10)帶動(dòng)從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)執(zhí)行部件(51)在X向及V向運(yùn)動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的型并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述X向滑塊組件(32)由X向滑塊(324 4向溜板(326)和兩個(gè)[形轉(zhuǎn)接板(320)組成，所述X向滑塊(324與X向?qū)к?31)通過燕尾槽滑動(dòng)連接，X向溜板(326)固設(shè)在X向滑塊(32幻上方，用于與V向?qū)к?41)相連，兩個(gè)[形轉(zhuǎn)接板(320分別位于X向滑塊組件(32)與V向?qū)к?41)連接處的前后兩側(cè)，所述惰輪安裝在對應(yīng)的I形轉(zhuǎn)接板(320內(nèi)側(cè)。
3.按照權(quán)利要求1所述的!I型并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述V向滑塊組件(42)由V向滑塊(424和V向溜板(424組成，所述V向滑塊(424與V向?qū)к?41)通過燕尾槽滑動(dòng)連接，所述V向溜板(426)固設(shè)在V向滑塊(424的前側(cè)或后側(cè)，所述氣缸(52)安裝在X向溜板(42)3)上。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的!I型并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述執(zhí)行部件(51)為真空吸盤、氣爪或機(jī)械手。
5.按照權(quán)利要求1所述的!I型并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:其中一個(gè)X向?qū)к?31)的下方安裝有X向拖鏈(71)，V向?qū)к?41)的上方安裝有V向拖鏈(72)，X向拖鏈(71)的前端向上折彎180°后與V向拖鏈(72)的其中一端相接，I向拖鏈(72)的另一端向上折彎180°后與氣缸(52)的位置對應(yīng)，X向拖鏈(71)和V向拖鏈(72)共同構(gòu)成一個(gè)管線線槽⑵。
【文檔編號】B25J9/02GK204160475SQ201420552440
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】于今, 楊繼東, 楊金華, 楊昌林, 王貴川 申請人:重慶朗正科技有限公司