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H型并联机器人的制作方法

xiaoxiao2020-06-27  4

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H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H型并联机器人,包括机架、工作台、X向组件、Y向组件和Z向组件;两个X向组件对称布置有工作台的左右两侧,每个X向组件包括X向导轨和X向滑块组件;Y向组件包括Y向导轨和Y向滑块组件;Z向组件包括执行部件,以及气缸或电缸;每个X向导轨的前端安装有一个驱动电机和一个主动同步带轮,每个X向导轨的后端安装有一个从动同步带轮,在X向滑块组件与Y向导轨连接处的前后两侧各设置有一个惰轮;在X向组件和Y向组件构成的H形框架上套装有H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Y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】 H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H型并联机器人,包括机架(I),固设在所述机架(I)上方的工作台(2),关键在于:在所述工作台(2)的上方设置有两个X向组件(3)、一个Y向组件(4)和一个Z向组件(5);两个X向组件(3)对称布置在工作台(2)的左右两侧,每个X向组件(3)包括X向导轨(31)和X向滑块组件(32),所述X向导轨(31)固设在工作台(2)上,X向滑块组件(32)与X向导轨(31)滑动连接;所述Y向组件(4)包括Y向导轨(41)和Y向滑块组件(42),所述Y向导轨(41)的两端分别与对应侧的X向滑块组件(32)垂直相连,所述Y向滑块组件(42)与Y向导轨(41)滑动连接;所述Z向组件(5)包括执行部件(51),以及气缸(52)或电缸,所述气缸(52)或电缸安装在Y向滑块(42)上,气缸(52)或电缸驱动执行部件(51)在Z向运动;
[0005]每个X向导轨(31)的前端安装有一个驱动电机(6)和一个主动同步带轮,每个X向导轨(31)的后端安装有一个从动同步带轮,在X向滑块组件(32)与Y向导轨(41)连接处的前后两侧各设置有一个惰轮;在所述X向组件⑶和Y向组件⑷构成的H形框架上套装有H形的同步带(10),在所述X向滑块组件(32)上固设有与同步带(10)啮合的同步带锁紧块(13),所述驱动电机(6)驱动主动同步带轮转动,主动同步带轮通过同步带(10)带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件(51)在X向及Y向运动。
[0006]作为上述方案的优选,所述X向滑块组件(32)由X向滑块(32a)、X向溜板(32b)和两个L形转接板(32c)组成,所述X向滑块(32a)与X向导轨(31)通过燕尾槽滑动连接,X向溜板(32b)固设在X向滑块(32a)上方,用于与Y向导轨(41)相连,两个L形转接板(32c)分别位于X向滑块组件(32)与Y向导轨(41)连接处的前后两侧,所述惰轮安装在对应的L形转接板(32c)内侧。通过优化X向滑块组件,降低了制造难度,惰轮和L形转接板共同作用,方便同步带在该转角位置处滑动顺畅,X向滑块组件与X向导轨通过燕尾槽滑动连接,保证滑动的可靠性。
[0007]同时,所述Y向滑块组件(42)由Y向滑块(42a)和Y向溜板(42b)组成,所述Y向滑块(42a)与Y向导轨(41)通过燕尾槽滑动连接,所述Y向溜板(42b)固设在Y向滑块(42a)的前侧或后侧,所述气缸(52)安装在Y向溜板(42b)上。通过优化Y向滑块组件,降低了制造难度,并保证了 Y向滑块与Y向导轨滑动的可靠性。
[0008]所述执行部件(51)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。
[0009]进一步,其中一个X向导轨(31)的下方安装有X向拖链(71),Y向导轨(41)的上方安装有Y向拖链(72),X向拖链(71)的前端向上折弯180°后与Y向拖链(72)的其中一端相接,Y向拖链(72)的另一端向上折弯180°后与气缸(52)的位置对应,X向拖链(71)和Y向拖链(72)共同构成一个管线线槽(7)。通过设置管线线槽,用于H型并联机器人中的管线通过,设计巧妙、布置合理,占用空间小,制造成本低。
[0010]工作过程及原理如下:H型并联机器人的同步带呈H型,刚好套在两个X向导轨和一个Y向导轨构成的H形框架上,其中Y向导轨是随着X向滑块组件一起滑动的,Y向滑块组件与Y向导轨滑动连接。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Y向运动。
[0011]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Y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X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Y向的高速运动,且运动轨迹复杂多变;执行部件在Z向上运动由气缸或电缸实现,Z向行程由气缸或电缸的行程决定。
[0012]本实用新型的主要特点为:执行部件在X向与Y向上的运动是通过一根H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Y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,同步带套在两个X向导轨和一个Y向导轨构成的H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】
[0013]图1是本实用新型的立体图。
[0014]图2是图1的A向视图。
[0015]图3是图1中X向组件、Y向组件、Z向组件及驱动电机等的安装示意图。
[0016]图4是图4的B部放大图。
[0017]图5是图4的C部放大图。
[0018]图6是H形同步带的结构示意图。
[0019]图7a是两个驱动电机均顺时针转动时,同步带的滑动示意图。
[0020]图7b是两个驱动电机均逆时针转动时,同步带的滑动示意图。
[0021]图8a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。
[0022]图8b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】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0024]结合图1—图3所示,一种H型并联机器人,主要由机架1、工作台2、两个X向组件3、Y向组件4、Ζ向组件5、两个驱动电机6、管线线槽7、同步带10、两个主动同步带轮、两个从动同步带轮、四个惰轮等组成,除此之外,还包括电器接线箱8、显示屏9等。
[0025]工作台2固设在机架I的上方,两个X向组件3、一个Y向组件4和一个Z向组件5也设置在工作台2的上方。两个X向组件3对称布置有工作台2的左右两侧。每个X向组件3由X向导轨31和X向滑块组件32构成,X向导轨31固设在工作台2上,X向滑块组件32与X向导轨31滑动连接。Y向组件4由Y向导轨41和Y向滑块组件42构成,Y向导轨41的两端分别与对应侧的X向滑块组件32垂直相连,Y向滑块组件42与Y向导轨41滑动连接。Z向组件5由执行部件51和气缸52构成,气缸52安装在Y向滑块42上,气缸52驱动执行部件51在Z向运动。气缸52可用电缸替代,执行部件51为真空吸盘,也可以是气爪或机械手等。
[0026]每个X向导轨31的前端安装有一个驱动电机6和一个主动同步带轮(图中未示出),每个X向导轨31的后端安装有一个从动同步带轮(图中未示出),在X向滑块组件32与Y向导轨41连接处的前后两侧各设置有一个惰轮(图中未示出);在X向组件3和Y向组件4构成的H形框架上套装有H形的同步带10 (如图6),同步带10自带啮合齿(图中未示出),在X向滑块组件32上固设有与同步带10啮合的同步带锁紧块13,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6驱动主动同步带轮转动,主动同步带轮通过同步带10带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件51在X向及Y向运动。执行部件51用于对工作台2的工件执行动作,执行部件51可在X向、Y向及Z向上任意移动,因此,对工作台2上任意位置处的工件执行动作。
[0027]结合图4所示,X向滑块组件32最好由X向滑块32a、X向溜板32b和两个L形转接板32c组成。X向滑块32a与X向导轨31通过燕尾槽滑动连接,X向溜板32b固设在X向滑块32a上方,X向溜板32b与X向滑块32a通过螺钉锁紧在一起,X向溜板32b用于与Y向导轨41相连。两个L形转接板32c分别位于X向滑块组件32与Y向导轨41连接处的前后两侧,惰轮安装在对应的L形转接板32c内侧。
[0028]结合图5所示,Y向滑块组件42最好由Y向滑块42a和Y向溜板42b组成,Y向滑块42a与Y向导轨41通过燕尾槽滑动连接,Y向溜板42b固设在Y向滑块42a的前侧或后侦牝Y向溜板42b与Y向滑块42a通过螺钉锁紧在一起。气缸52安装在Y向溜板42b上。
[0029]结合图1、图3和图5所示,为顺利布置管线,在工作台2上还设置有管线线槽7。管线线槽?主要由X向拖链71和Y向拖链72组成,X向拖链71、Y向拖链72的下方最好各自设置有一条拖链线槽73。X向拖链71平行安装在其中一个X向导轨31的下方,Y向拖链72平行安装在Y向导轨41的上方,X向拖链71的前端向上折弯180°后与Y向拖链72的端头相接,Y向拖链72的另一端向上折弯180°后与气缸52的位置对应,X向拖链71和Y向拖链72共同构成一个管线线槽7。拖链线槽73的横截面为U形。
[0030]如图1所示,在每个X向导轨31的上方最好设置有防护罩11,防止灰尘或异物进入而引起同步带10卡滞,由于在Y向导轨41的上方设置有拖链线槽73 (如图3所示),可以起到防护罩的作用,因此,不需要另外设置防护罩。
[0031]如图6所示,H型并联机器人的同步带10呈H型,结合图3所示,刚好套在两个X向导轨31和一个Y向导轨41构成的H形框架上,其中Y向导轨41是随着X向滑块组件32一起滑动的,Y向滑块组件42与Y向导轨41滑动连接。两个主动同步带轮分别由驱动电机6驱动,主动同步带轮通过同步带10带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件51在X向及Y向运动。执行部件51在Z向的运动由气缸51驱动。
[0032]结合图1、图3、图7a、图7b所示,当两个驱动电机6同向(均为顺时针或均为逆时针)转动时,执行部件51在Y向上运动。结合图1、图3、图8a、图8b所示,当两个驱动电机6反向(一个为顺时针,一个为逆时针)转动时,执行部件51在X向上运动,即通过对驱动电机6的控制,可以实现执行部件51在X向及Y向的高速运动,且运动轨迹复杂多变;执行部件51在Z向上运动由气缸52实现,Z向行程由气缸52的行程决定。
【权利要求】
1.一种II型并联机器人,包括机架(1),固设在所述机架(1)上方的工作台(2),其特征在于:在所述工作台(2)的上方设置有两个X向组件(3)、一个V向组件(4)和一个2向组件⑶;两个X向组件⑶对称布置有工作台⑵的左右两侧,每个X向组件⑶包括X向导轨(31)和X向滑块组件(32),所述X向导轨(31)固设在工作台⑵上,X向滑块组件(32)与X向导轨(31)滑动连接;所述V向组件⑷包括V向导轨(41)和V向滑块组件(42),所述V向导轨(41)的两端分别与对应侧的X向滑块组件(32)垂直相连,所述V向滑块组件(42)与V向导轨(41)滑动连接;所述2向组件(5)包括执行部件(51),以及气缸(52)或电缸,所述气缸(52)或电缸安装在V向滑块(42)上,气缸(52)或电缸驱动执行部件(51)在2向运动; 每个X向导轨(31)的前端安装有一个驱动电机(6)和一个主动同步带轮,每个X向导轨(31)的后端安装有一个从动同步带轮,在X向滑块组件(32)与V向导轨(41)连接处的前后两侧各设置有一个惰轮;在所述X向组件⑶和X向组件⑷构成的形框架上套装有只形的同步带(10),在所述X向滑块组件(32)上固设有与同步带(10)啮合的同步带锁紧块(13),所述驱动电机(6)驱动主动同步带轮转动,主动同步带轮通过同步带(10)带动从动同步带轮转动,最终带动执行部件(51)在X向及V向运动。
2.按照权利要求1所述的型并联机器人,其特征在于:所述X向滑块组件(32)由X向滑块(324 4向溜板(326)和两个[形转接板(320)组成,所述X向滑块(324与X向导轨(31)通过燕尾槽滑动连接,X向溜板(326)固设在X向滑块(32幻上方,用于与V向导轨(41)相连,两个[形转接板(320分别位于X向滑块组件(32)与V向导轨(41)连接处的前后两侧,所述惰轮安装在对应的I形转接板(320内侧。
3.按照权利要求1所述的!I型并联机器人,其特征在于:所述V向滑块组件(42)由V向滑块(424和V向溜板(424组成,所述V向滑块(424与V向导轨(41)通过燕尾槽滑动连接,所述V向溜板(426)固设在V向滑块(424的前侧或后侧,所述气缸(52)安装在X向溜板(42)3)上。
4.按照权利要求1-3中任一项所述的!I型并联机器人,其特征在于:所述执行部件(51)为真空吸盘、气爪或机械手。
5.按照权利要求1所述的!I型并联机器人,其特征在于:其中一个X向导轨(31)的下方安装有X向拖链(71),V向导轨(41)的上方安装有V向拖链(72),X向拖链(71)的前端向上折弯180°后与V向拖链(72)的其中一端相接,I向拖链(72)的另一端向上折弯180°后与气缸(52)的位置对应,X向拖链(71)和V向拖链(72)共同构成一个管线线槽⑵。
【文档编号】B25J9/02GK204160475SQ201420552440
【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, 王贵川 申请人:重庆朗正科技有限公司

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