本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種龍門式多軸三維機器人。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的龍門機床，一般都是可以在三個方向(X軸、Y軸、Z軸)上進(jìn)行移動，從而實現(xiàn)空間上的加工和操作；但由于該類龍門機床是三個方向直線移動的，故它的精度和位置分辨率不高，運動精度低，并且控制軌跡算法相對復(fù)雜，無法勝任大空間的精準(zhǔn)作業(yè)。

現(xiàn)有的多軸機器人需要多個電機帶動，每個電機驅(qū)動一個軸轉(zhuǎn)動，且電機都是安裝在自身軸上或者與其連接的上一軸上，故對于最頂端的小軸來說，就很難達(dá)到高的精確度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種精準(zhǔn)性高，能勝任大空間作業(yè)的龍門式多軸三維機器人。

為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種龍門式多軸三維機器人，特點是包括龍門機床以及三軸機械手，所述龍門機床包括有兩個立柱和一個設(shè)置在兩個立柱之間的橫梁，所述橫梁上設(shè)有可沿橫梁長度方向移動的豎板；所述三軸機械手包括有座體、與座體連接的第一轉(zhuǎn)座、與第一轉(zhuǎn)座連接的第二轉(zhuǎn)臂以及與第二轉(zhuǎn)臂連接的末端執(zhí)行器，所述座體上設(shè)有中空轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)座與所述中空轉(zhuǎn)軸相連接，所述第一轉(zhuǎn)座上設(shè)有第二伺服電機以及第三伺服電機；所述座體可上下移動地安裝在所述豎板上，所述第一轉(zhuǎn)座固接在座體上，所述第二電機通過傳動件與第二轉(zhuǎn)臂相連接，所述第三電機通過傳動件與末端執(zhí)行器相連接，所述第二電機和第三電機的連接線伸入到所述中空轉(zhuǎn)軸內(nèi)。

優(yōu)選地，所述豎板的后端面設(shè)有橫向滑槽，所述橫梁的前端凸設(shè)有橫向滑軌，通過橫向滑軌與橫向滑槽相配合而實現(xiàn)豎板沿滑軌移動。

優(yōu)選地，所述座體的后端連接有滑板，所述滑板的后端面兩側(cè)設(shè)有豎向滑槽，所述豎板的前端面對應(yīng)設(shè)有豎向滑軌；所述滑板的后端面中間螺孔，所述豎板的頂部安裝有電機，所述電機朝下的電機軸連接有螺桿，所述螺桿與螺孔相配合。

優(yōu)選地，所述座體的中部為軸腔，所述中空轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地安裝在所述軸腔中；所述座體的前端設(shè)有電機座，所述電機座上安裝有第一電機，所述第一電機與中空轉(zhuǎn)軸的安裝方向相同，所述中空轉(zhuǎn)軸朝向第一電機的電機軸方向設(shè)有第一轉(zhuǎn)動輪，所述第一轉(zhuǎn)動輪與所述第一電機之間通過傳動件實現(xiàn)動力傳動，所述第一轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動時帶動所述中空轉(zhuǎn)軸和所述第一轉(zhuǎn)座同步轉(zhuǎn)動；所述座體的后端通過螺栓實現(xiàn)與所述滑板相固接。

優(yōu)選地，所述第一轉(zhuǎn)座的上部開有貫穿兩側(cè)的空腔，所述第二電機和第三電機均安裝在所述空腔中，且所述第二電機的電機軸朝向空腔的其中一側(cè)，所述第三電機的電機軸朝向空腔的另一側(cè)；所述第一轉(zhuǎn)座的下部中間凹陷有安裝位，所述第二轉(zhuǎn)臂可轉(zhuǎn)動地連接在所述安裝位處。

優(yōu)選地，所述安裝位的兩側(cè)面分別設(shè)有第二轉(zhuǎn)動輪和第三轉(zhuǎn)動輪，所述第二轉(zhuǎn)動輪通過傳動件與所述第二電機相連接，所述第三轉(zhuǎn)動輪通過傳動件與所述第三電機相連接。

優(yōu)選地，所述第二轉(zhuǎn)動輪的端面朝向安裝位方向凸設(shè)有同軸的連接柱，所述第二轉(zhuǎn)臂上對應(yīng)設(shè)有連接孔，通過連接柱與連接孔相連接而實現(xiàn)所述第二轉(zhuǎn)動輪帶動第二轉(zhuǎn)臂同速轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，所述第三轉(zhuǎn)動輪的端面朝向安裝位方向凸設(shè)有同軸的凸柱，所述第二轉(zhuǎn)臂的內(nèi)部設(shè)有腔體，所述末端執(zhí)行器延設(shè)有轉(zhuǎn)軸伸入到該腔體內(nèi)，所述腔體朝向第三轉(zhuǎn)動輪的側(cè)面開有通孔，所述凸柱穿過通孔伸入到腔體內(nèi)，所述凸柱的端部和所述末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)軸端部設(shè)有一對相互嚙合的斜齒輪。

優(yōu)選地，所述第一電機、第二電機和第三電機的電機軸上均套接有小轉(zhuǎn)動輪，所述傳動件對應(yīng)為皮帶。

優(yōu)選地，所述末端執(zhí)行器為切割器或焊接器。

本實用新型的有益效果是：

(1)利用龍門機床的三軸移動，搭配三軸機械手的三維轉(zhuǎn)動，故不再局限直線上的移動，而是可在任一角度和方向上的移動和轉(zhuǎn)動，其工作范圍相對擴大，且計算簡單，實現(xiàn)了該機器人既適合大空間作業(yè)，又能達(dá)到高精度加工。

(2)將控制末端執(zhí)行器的第三電機設(shè)置在第一轉(zhuǎn)座上，從而減輕了末端執(zhí)行器的重量，保證該末端執(zhí)行器動作的靈活性和精準(zhǔn)性。

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型三軸機械手和豎板連接的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型三軸機械手和豎板連接的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型三軸機械手的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型三軸機械手的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實施例的閥芯控制器，包括龍門機床以及三軸機械手，該龍門機床包括有兩個立柱8和一個設(shè)置在兩個立柱8之間的橫梁7，兩個立柱8可分別設(shè)置在軌道上，從而實現(xiàn)兩個立體可在軌道上滑行，從而帶動橫梁7平移；該橫梁7上設(shè)有可沿橫梁7長度方向移動的豎板6，該豎板6與橫梁7的移動方式可采用履帶傳動或螺桿傳動等方式；該實施例的三軸機械手包括有座體4、與座體4連接的第一轉(zhuǎn)座1、與第一轉(zhuǎn)座1連接的第二轉(zhuǎn)臂2以及與第二轉(zhuǎn)臂2連接的末端執(zhí)行器3，該座體4上設(shè)有中空轉(zhuǎn)軸41，第一轉(zhuǎn)座1與中空轉(zhuǎn)軸41相連接，第一轉(zhuǎn)座1上設(shè)有第二伺服電機21以及第三伺服電機31；座體4可上下移動地安裝在所述豎板6上，第一轉(zhuǎn)座1固接在座體4上，第二電機21通過傳動件與第二轉(zhuǎn)臂2相連接，第三電機31通過傳動件與末端執(zhí)行器3相連接，第二電機21和第三電機31的連接線伸入到中空轉(zhuǎn)軸41內(nèi)，故可以將電機的驅(qū)動線、控制線、傳感器線、氣管等收藏到該中空轉(zhuǎn)軸中，既不影響各軸的轉(zhuǎn)動，又可讓各種管線不暴露在外界。

如圖2和圖3所示，該實施例的豎板6的后端面設(shè)有橫向滑槽61，對應(yīng)的 在橫梁7的前端凸設(shè)有橫向滑軌71，通過橫向滑軌71與橫向滑槽61相配合而實現(xiàn)豎板6沿橫向滑軌71移動。該實施例的座體4后端連接有滑板5，該滑板5的后端面兩側(cè)設(shè)有豎向滑槽51，該豎向滑槽51呈兩端寬中間窄的形狀；該豎板6的前端面對應(yīng)設(shè)有豎向滑軌62，該豎向滑軌62的形狀與豎向滑槽51相同，該豎向滑軌62與豎板6一體成型設(shè)計，安裝時將滑板5的豎向滑槽51與豎板6的豎向滑軌62相連接，故滑板5可沿豎向滑軌62上下移動；進(jìn)一步為了實現(xiàn)滑板5上下移動可控，該實施例在滑板5的后端面中間螺孔52，豎板6的頂部設(shè)有電機63，該電機63的電機軸朝下的安裝在豎板6頂部的承托板65上，該電機軸連接有螺桿64，該螺桿64與螺孔52相配合并往下伸出到豎板6靠近底部位置，在豎板6的靠近底部的位置設(shè)有一個支撐座66，該支撐座66上設(shè)有軸承，該螺桿64的末端伸入到該軸承中，故當(dāng)電機63帶動螺桿64轉(zhuǎn)動時，該滑板5實現(xiàn)上下運動。該實施例的三軸機械手與滑板5之間通過螺栓連接固定。

如圖4和圖5所示，該實施例的座體4的中部為軸腔42，該軸腔42的前端開口，該中空轉(zhuǎn)軸41可轉(zhuǎn)動地安裝在軸腔42中；該座體4的前端設(shè)有電機座43，該電機座43為從軸腔42的端部向前延伸出的平臺，該電機座43上安裝有第一電機11，該第一電機11與中空轉(zhuǎn)軸41的安裝方向相同，且該第一電機11的電機軸穿過電機座43伸出到上方，該電機軸上套接有小轉(zhuǎn)動輪92，該實施例的軸腔42頂部中間通孔，該中空轉(zhuǎn)軸41的頂部穿過該通孔伸出到上方，在其伸出端部套接有第一轉(zhuǎn)動輪12，該第一轉(zhuǎn)動輪12為大皮帶輪，電機軸上的小轉(zhuǎn)動輪92為小皮帶輪，該實施例的傳動件為皮帶93，該小皮帶輪和大皮帶輪之間通過皮帶93連接，故第一電機11的電機軸轉(zhuǎn)動時通過皮帶93傳動而帶動中空轉(zhuǎn)軸41轉(zhuǎn)動，該中空轉(zhuǎn)軸41的頂端與第一轉(zhuǎn)座1相連接，故中空轉(zhuǎn)軸41轉(zhuǎn)動時帶動第一轉(zhuǎn)座1同步轉(zhuǎn)動。該實施例的第一轉(zhuǎn)座1的下部開有貫穿兩側(cè)的空腔13，該第二電機21和第三電機31均安裝在空腔13中，在空腔13的兩側(cè)壁設(shè)有凸邊，第二電機21和第三電機31通過螺絲鎖接在凸邊上，且第二電機21的電機軸朝向空腔13的其中一側(cè)，第三電機31的電機軸朝向空腔13的另一側(cè)；該第一轉(zhuǎn)座1的上部中間凹陷有安裝位14，所述第二轉(zhuǎn)臂2可轉(zhuǎn)動地連接在安裝位14中。該安裝位14的兩側(cè)面分別設(shè)有第二轉(zhuǎn)動輪22和第三轉(zhuǎn)動輪32，該第二轉(zhuǎn)動輪22通過傳動件與第二電 機21相連接，第三轉(zhuǎn)動輪32通過傳動件與第三電機31相連接，該第二轉(zhuǎn)動輪22和第三轉(zhuǎn)動輪32也均為大皮帶輪，在第二電機21和第三電機31上也套設(shè)有小轉(zhuǎn)動輪92，該小轉(zhuǎn)動輪92為小皮帶輪，傳動件也同樣為皮帶93。將控制第二轉(zhuǎn)臂2的第二電機21和控制末端執(zhí)行器3的第三電機31均設(shè)置在第一轉(zhuǎn)座1上，從而減輕了末端執(zhí)行器3的重量，保證該末端執(zhí)行器3動作的靈活性和精準(zhǔn)性。

如圖4所示，該實施例的第二轉(zhuǎn)臂2為一個兩段垂直相交形成截面為“T”形的形狀體，該末端執(zhí)行器3連接在第二轉(zhuǎn)臂2的“T”形豎端端部，在第二轉(zhuǎn)臂2的“T”形橫端內(nèi)部設(shè)有腔體25，且在其橫端的端面處設(shè)有通孔24與腔體25相連通，該第二轉(zhuǎn)臂2的“T”形豎端端部也向腔體25內(nèi)設(shè)有軸孔，該末端執(zhí)行器3延設(shè)有轉(zhuǎn)軸34，該轉(zhuǎn)軸34穿過軸孔伸入到腔體25內(nèi)。該第二轉(zhuǎn)臂2的“T”形橫端與該安裝位14相連接，故該第二轉(zhuǎn)臂2可繞“T”形橫端的軸芯轉(zhuǎn)動。該第二轉(zhuǎn)動輪22的端面朝向安裝位14方向凸設(shè)有同軸的連接柱23，該連接柱23的端部設(shè)計成不規(guī)則形狀，對應(yīng)的在第二轉(zhuǎn)臂2的側(cè)面設(shè)有連接孔，該連接孔的形狀與該連接柱23相同，在第一轉(zhuǎn)座1的安裝位的兩側(cè)開有圓孔15，安裝時將第二轉(zhuǎn)輪22的連接柱23穿過第一轉(zhuǎn)座1的圓孔15后與連接孔相連接，從而實現(xiàn)第二電機21的電機軸轉(zhuǎn)動而帶動第二轉(zhuǎn)臂2轉(zhuǎn)動。該實施例的第三轉(zhuǎn)動輪32的端面朝向安裝位14方向凸設(shè)有同軸的凸柱33，該凸柱33穿過圓孔15伸入到第二轉(zhuǎn)臂2的通孔24中，進(jìn)入到腔體25內(nèi)，在該凸柱33的端部設(shè)有斜齒輪91，對應(yīng)的，在末端執(zhí)行器3的轉(zhuǎn)軸34端部也設(shè)有斜齒輪91，通過兩個斜齒輪91相互嚙合，從而可通過第三電機31的電機軸轉(zhuǎn)動而帶動末端執(zhí)行器3轉(zhuǎn)動。

該實施例的末端執(zhí)行器3可以為切割器，故該龍門機器人可進(jìn)行大范圍的精準(zhǔn)切割；也可以為焊接器，故可進(jìn)行大型設(shè)備或裝置的焊接；還可以為其他的執(zhí)行器。利用龍門機床的三軸移動，搭配三軸機械手的三維轉(zhuǎn)動，故不再局限直線上的移動，而是可在任一角度和方向上的移動和轉(zhuǎn)動，其工作范圍相對擴大，且計算簡單，實現(xiàn)了該機器人既適合大空間作業(yè)，又能達(dá)到高精度加工。

盡管本實用新型是參照具體實施例來描述，但這種描述并不意味著對本實用新型構(gòu)成限制。參照本實用新型的描述，所公開的實施例的其他變 化，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。