[發明專利]一種四自由度直角坐標機器人

在審

• 申請號: 202011433423.4
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112659110A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 姜偉;林志遠;鄭穎;裘信國;陳達放
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;B25J9/10;B25J9/12
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種四自由度直角坐標機器人，所述機器人包括Y軸運動模組、X軸運動模組和Z軸運動模組，Y軸運動模組、X軸運動模組和Z軸運動模組相互垂直設置，Z軸帶有兩個自由度的運動。本發明的四自由度直角坐標機器人能夠實現四個自由度的運動，在Z軸方向通過滾珠絲杠花鍵模組實現直線運動以及轉動，且在Y軸方向和X軸方向上采用步進電機驅動，并通過定位傳感器作為檢測反饋，提高定位以及運行精度。

技術領域

本發明設計工業機器人領域，尤其涉及一種高精度多功能的四自由度直角坐標機器人。

背景技術

工業機器人是集電子、控制、機械、計算機、傳感器、以及人工智能大數據等多種學科于一身的針對多關節或多自由度的自動化智能設備，對現代制造業起十分重要的作用。機器人因為有著操作靈活、智能化水平較高的特性所以能滿足于現代工業產品多樣化的需求，而現在的四自由度直角坐標機器人普遍受自由度個數和運行精度的影響，不能滿足于更加復雜的工作環境的要求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種四自由度直角坐標機器人，能夠實現空間四個自由度的運動，且增多了四自由度直角坐標機器人的功能樣式以及提高了運行定位精度。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種四自由度直角坐標機器人，所述機器人包括Y軸運動模組、X軸運動模組和Z軸運動模組，Y軸運動模組、X軸運動模組和Z軸運動模組相互垂直設置，Z軸帶有兩個自由度的運動；

所述Y軸運動模組包括Y軸支撐底座、Y軸步進電機、Y軸導軌、Y軸滑塊、Y軸同步帶夾板、Y軸同步帶、Y軸同步帶支撐座、Y軸傳動軸，所述Y軸步進電機通過螺栓固定在所述的支撐底座上，所述Y軸滑塊契合在所述Y軸導軌上，所述Y軸導軌通過螺栓固定在所述Y軸支撐底座上，所述Y軸同步帶夾板固定所述Y軸同步帶在所述Y軸滑塊上，所述Y軸同步帶兩端設有與其配合的同步帶傳動齒輪，所述的同步帶傳動齒輪通過所述Y軸傳動軸與軸承配合支撐在所述Y軸同步帶支撐座上，所述Y軸步進電機的轉子通過聯軸器和所述Y軸傳動軸相連帶動所述同步帶傳動齒輪轉動，所述同步帶傳動齒輪帶動所述Y軸同步帶直線運動，所述Y軸同步帶通過所述Y軸同步帶夾板帶動所述滑塊沿著Y軸導軌同步做往復運動；

所述X軸運動模組包括X軸導軌支撐板、X軸連接架、X軸導軌、X軸滑塊、X軸滑塊同步帶夾板和X軸步進電機，所述X軸步進電機通過螺栓固定在所述的X軸導軌支撐板上，所述X軸滑塊契合在所述X軸導軌上，所述X軸導軌通過螺栓固定在所述X軸支撐板上，所述X軸同步帶夾板固定所述X軸同步帶在所述X軸滑塊上，所述X軸同步帶兩端設有與其配合的同步帶傳動齒輪，所述同步帶齒輪通過所述X軸傳動軸與軸承配合支撐在所述X軸同步帶支撐板上，所述X軸步進電機的轉子通過聯軸器和所述X軸傳動軸相連帶動所述同步帶傳動齒輪所述同步帶齒輪帶動所述X軸同步帶直線運動，所述X軸同步帶通過所述X軸同步帶夾板帶動所訴滑塊沿著X軸導軌同步做往復運動；

所述Z軸運動模組包括Z軸外箱、Z軸滾珠花鍵連接板、Z軸滾珠絲杠花鍵模組、Z軸伺服電機、Z軸同步帶和Z軸電機固定板，所述Z軸外箱固定在所述X軸所述同步帶夾板上，所述Z軸滾珠絲杠花鍵模組的滾珠絲花鍵通過螺栓固定在所述Z軸滾珠花鍵連接板上，所述Z軸滾珠絲杠花鍵模組的滾珠絲杠螺母通過螺栓固定在所述Z軸外箱的上蓋上，所述Z軸滾珠絲杠花鍵模組的絲杠螺母和絲杠花鍵通過螺栓和所述Z軸同步帶輪連接，所述Z軸伺服電機帶動所述Z軸同步帶轉動，所述Z軸同步帶帶動另一端所述同步帶輪轉動，所述同步帶輪帶動所述絲杠和花鍵轉動，所述絲杠和花鍵帶動所述Z軸滾珠絲杠花鍵模組中的滾珠絲杠實現Z軸上下以及旋轉運動。

進一步，所述Y軸運動模組的數量為兩組，分別為第一Y軸運動模組和第二Y軸運動模組，所述第一Y軸運動模組和所述第二Y軸運動模組平行間隔設置。