一种四自由度直角坐标机器人制造技术

一种四自由度直角坐标机器人，所述机器人包括Y轴运动模组、X轴运动模组和Z轴运动模组，Y轴运动模组、X轴运动模组和Z轴运动模组相互垂直设置，Z轴带有两个自由度的运动。本发明专利技术的四自由度直角坐标机器人能够实现四个自由度的运动，在Z轴方向通过滚珠丝杠花键模组实现直线运动以及转动，且在Y轴方向和X轴方向上采用步进电机驱动，并通过定位传感器作为检测反馈，提高定位以及运行精度。提高定位以及运行精度。提高定位以及运行精度。

【技术实现步骤摘要】
一种四自由度直角坐标机器人


[0001]本专利技术设计工业机器人领域，尤其涉及一种高精度多功能的四自由度直角坐标机器人。

技术介绍

[0002]工业机器人是集电子、控制、机械、计算机、传感器、以及人工智能大数据等多种学科于一身的针对多关节或多自由度的自动化智能设备，对现代制造业起十分重要的作用。机器人因为有着操作灵活、智能化水平较高的特性所以能满足于现代工业产品多样化的需求，而现在的四自由度直角坐标机器人普遍受自由度个数和运行精度的影响，不能满足于更加复杂的工作环境的要求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种四自由度直角坐标机器人，能够实现空间四个自由度的运动，且增多了四自由度直角坐标机器人的功能样式以及提高了运行定位精度。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种四自由度直角坐标机器人，所述机器人包括Y轴运动模组、X轴运动模组和Z轴运动模组，Y轴运动模组、X轴运动模组和Z轴运动模组相互垂直设置，Z轴带有两个自由度的运动；
[0006]所述Y轴运动模组包括Y轴支撑底座、Y轴步进电机、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴同步带夹板、Y轴同步带、Y轴同步带支撑座、Y轴传动轴，所述Y轴步进电机通过螺栓固定在所述的支撑底座上，所述Y轴滑块契合在所述Y轴导轨上，所述Y轴导轨通过螺栓固定在所述Y轴支撑底座上，所述Y轴同步带夹板固定所述Y轴同步带在所述Y轴滑块上，所述Y轴同步带两端设有与其配合的同步带传动齿轮，所述的同步带传动齿轮通过所述Y轴传动轴与轴承配合支撑在所述Y轴同步带支撑座上，所述Y轴步进电机的转子通过联轴器和所述Y轴传动轴相连带动所述同步带传动齿轮转动，所述同步带传动齿轮带动所述Y轴同步带直线运动，所述Y轴同步带通过所述Y轴同步带夹板带动所述滑块沿着Y轴导轨同步做往复运动；
[0007]所述X轴运动模组包括X轴导轨支撑板、X轴连接架、X轴导轨、X轴滑块、X轴滑块同步带夹板和X轴步进电机，所述X轴步进电机通过螺栓固定在所述的X轴导轨支撑板上，所述X轴滑块契合在所述X轴导轨上，所述X轴导轨通过螺栓固定在所述X轴支撑板上，所述X轴同步带夹板固定所述X轴同步带在所述X轴滑块上，所述X轴同步带两端设有与其配合的同步带传动齿轮，所述同步带齿轮通过所述X轴传动轴与轴承配合支撑在所述X轴同步带支撑板上，所述X轴步进电机的转子通过联轴器和所述X轴传动轴相连带动所述同步带传动齿轮所述同步带齿轮带动所述X轴同步带直线运动，所述X轴同步带通过所述X轴同步带夹板带动所诉滑块沿着X轴导轨同步做往复运动；
[0008]所述Z轴运动模组包括Z轴外箱、Z轴滚珠花键连接板、Z轴滚珠丝杠花键模组、Z轴
伺服电机、Z轴同步带和Z轴电机固定板，所述Z轴外箱固定在所述X轴所述同步带夹板上，所述Z轴滚珠丝杠花键模组的滚珠丝花键通过螺栓固定在所述Z轴滚珠花键连接板上，所述Z轴滚珠丝杠花键模组的滚珠丝杠螺母通过螺栓固定在所述Z轴外箱的上盖上，所述Z轴滚珠丝杠花键模组的丝杠螺母和丝杠花键通过螺栓和所述Z轴同步带轮连接，所述Z轴伺服电机带动所述Z轴同步带转动，所述Z轴同步带带动另一端所述同步带轮转动，所述同步带轮带动所述丝杠和花键转动，所述丝杠和花键带动所述Z轴滚珠丝杠花键模组中的滚珠丝杠实现Z轴上下以及旋转运动。
[0009]进一步，所述Y轴运动模组的数量为两组，分别为第一Y轴运动模组和第二Y轴运动模组，所述第一Y轴运动模组和所述第二Y轴运动模组平行间隔设置。
[0010]再进一步，所述X轴运动模组也分为第一X轴运动模组和第二X轴运动模组，所述X轴的第一和所述第二运动模组平行设置，所述第一X轴运动模组和所述第二X轴运动模组的一端架设在所述第一Y轴运动模组的所述Y轴滑块同步带压板模块上，所述第一X轴运动模组和所述第二运动模组的另一端架设在所述第二Y轴运动模组的所述的Y轴滑块同步带压板模块上。所述Y轴运动模组和所述X轴运动模组形成龙门框架结构。
[0011]更进一步，所述Y轴运动模组还包括第一同步带、第二同步带、第一同步带轮、第二同步带轮第三同步带轮和第四同步带轮，通过所述第一同步带和第二同步带实现Y轴向的直线往复运动；
[0012]所述Y轴第一同步轮和所述第二同步带轮尺寸相等，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮设置在所述第一同步带两端，实现1:1的传动比，所述第三同步带轮和所述第四同步带轮的尺寸相等，所述第三同步带轮和所述第四同步带轮设置在所述第二同步带的两端，实现1:1的传动比。
[0013]所述X轴运动模组还包括第一同步带、第二同步带、第一同步带轮、第二同步带轮第三同步带轮和第四同步带轮，通过所述第一同步带和第二同步带实现X轴向的直线往复运动；
[0014]所述X轴第一同步轮和所述第二同步带轮尺寸相等，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮设置在所述第一同步带两端，实现1:1的传动比，所述第三同步带轮和所述第四同步带轮的尺寸相等，所述第三同步带轮和所述第四同步带轮设置在所述第二同步带的两端，实现1:1的传动比。
[0015]所述Y轴第一运动模组和第二运动模组只通过所述Y轴步进电机传动，为实现所述Y轴第一运动模块和Y轴第二运动模块的同步运动，在所述Y轴第一运动模块和Y轴所述第二运动模块之间用一根连接轴连接同步带动。
[0016]所述X轴第一运动模组和第二运动模组只通过所述X轴步进电机传动，为实现所述X轴第一运动模块和X轴第二运动模块的同步运动，在所述X轴第一运动模块和X轴所述第二运动模块之间用一根连接轴连接同步带动。
[0017]所述Z轴运动模块可以实现绕Z轴旋转和Z轴直线方向的的运动，所述Z轴运动模块设有一个外箱，所述外箱具有固定配件以及防尘的作用，所述Z轴运动模块设置有滚珠丝杠花键传动模块，所述Z轴第一伺服电机和所述Z轴第二伺服电机分别通过所述Z轴第一同步带模块和所述第二同步带传动模块带动所述滚珠丝杠花键和所述滚珠丝杠螺母转动，再实现所述滚珠丝杠的上下运动和旋转。
[0018]优选的，所述机器人还包括限位开关；所述X轴直线导轨的两端均设置有所述限位开关，所述Y轴直线导轨的两端均设置有所述限位开关。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术的四自由度直角坐标机器人，该四自由度直角坐标机器人能够实现四个自由度的运动，在Z轴方向通过滚珠丝杠花键模组实现直线运动以及转动，且在Y轴方向和X轴方向上采用步进电机驱动，并通过定位传感器作为检测反馈，提高定位以及运行精度。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的四自由度直角坐标机器人一实施例立体图；
[0021]图2为图1所示四自由度直角坐标机器人的主视图；
[0022]图3为图1所示四自由度直角坐标机器人的俯视图；
[0023]图4为图1所示四自由度直角坐标机器人的侧视图。
[0024]图中：
[0025]Y轴运动模组1：101
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Y轴步进电机、102
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Y轴联轴器、103
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四自由度直角坐标机器人，其特征在于，所述机器人包括Y轴运动模组、X轴运动模组和Z轴运动模组，Y轴运动模组、X轴运动模组和Z轴运动模组相互垂直设置，Z轴带有两个自由度的运动；所述Y轴运动模组包括Y轴支撑底座、Y轴步进电机、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴同步带夹板、Y轴同步带、Y轴同步带支撑座、Y轴传动轴，所述Y轴步进电机通过螺栓固定在所述的支撑底座上，所述Y轴滑块契合在所述Y轴导轨上，所述Y轴导轨通过螺栓固定在所述Y轴支撑底座上，所述Y轴同步带夹板固定所述Y轴同步带在所述Y轴滑块上，所述Y轴同步带两端设有与其配合的同步带传动齿轮，所述的同步带传动齿轮通过所述Y轴传动轴与轴承配合支撑在所述Y轴同步带支撑座上，所述Y轴步进电机的转子通过联轴器和所述Y轴传动轴相连带动所述同步带传动齿轮转动，所述同步带传动齿轮带动所述Y轴同步带直线运动，所述Y轴同步带通过所述Y轴同步带夹板带动所述滑块沿着Y轴导轨同步做往复运动；所述X轴运动模组包括X轴导轨支撑板、X轴连接架、X轴导轨、X轴滑块、X轴滑块同步带夹板和X轴步进电机，所述X轴步进电机通过螺栓固定在所述的X轴导轨支撑板上，所述X轴滑块契合在所述X轴导轨上，所述X轴导轨通过螺栓固定在所述X轴支撑板上，所述X轴同步带夹板固定所述X轴同步带在所述X轴滑块上，所述X轴同步带两端设有与其配合的同步带传动齿轮，所述同步带齿轮通过所述X轴传动轴与轴承配合支撑在所述X轴同步带支撑板上，所述X轴步进电机的转子通过联轴器和所述X轴传动轴相连带动所述同步带传动齿轮所述同步带齿轮带动所述X轴同步带直线运动，所述X轴同步带通过所述X轴同步带夹板带动所诉滑块沿着X轴导轨同步做往复运动；所述Z轴运动模组包括Z轴外箱、Z轴滚珠花键连接板、Z轴滚珠丝杠花键模组、Z轴伺服电机、Z轴同步带和Z轴电机固定板，所述Z轴外箱固定在所述X轴所述同步带夹板上，所述Z轴滚珠丝杠花键模组的滚珠丝花键通过螺栓固定在所述Z轴滚珠花键连接板上，所述Z轴滚珠丝杠花键模组的滚珠丝杠螺母通过螺栓固定在所述Z轴外箱的上盖上，所述Z轴滚珠丝杠花键模组的丝杠螺母和丝杠花键通过螺栓和所述Z轴同步带轮连接，所述Z轴伺服电机带动所述Z轴同步带转动，所述Z轴同步带带动另一端所述同步带轮转动，所述同步带轮带动所述丝杠和花键转动，所述丝杠和花键带动所述Z轴滚珠丝杠花键模组中的滚珠丝杠实现Z轴上下以及旋转运动。2.根据权利要求1所述的四自由度直角坐标机器人，其特征在于，所述Y轴运动模组的数量为两组，分别为第一Y轴运动模组和第二Y轴运动模组，所述第一Y轴运动模组和所述第二Y轴运动模组平行间隔设置。所述X轴运动模组也分为第一X轴运动模组和第二X轴运动模组，所述X轴的第一和所述第二运动模组平行设置，所述第一X轴运动模组和所述第二X...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜伟，林志远，郑颖，裘信国，陈达放，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：