二维高速运动机器人的同步带应用

此发明公开一种同步带传动二维高速运动的机器人，有两条平行设置的相同结构的框架，两条平行设置的框架上分别安装有第一直线导轨，之间可移动地连接有移动横梁；在两条框架的相同端各自设置一组具有主动轮的驱动机构，另一端各自设置有一个第二从动轮，在移动横梁上位于分别与两条框架内侧形成的四个直角处各固定连接一个第一从动带轮，主动轮通过同步皮带连接四个第一从动同步轮和两个第二从动带轮；移动横梁上还设置有第二直线导轨，第二直线导轨上可移动地设置有终端作用器连接板，终端作用器连接板的两侧与同步皮带固定连接。本发明自身的运动惯量小，可实现高速运动，结构简单，成本低。可实现一定范围内二维高速平面运动，具有运动平稳，速度高，可达 400m/s 。

  1 ．一种同步带传动二维高速运动机器人，包括有两条平行设置的相同结构的框架 ( 4 ) ，其特征在于，所述的两条平行设置的框架（ 4 ）上分别安装有第一直线导轨（ 5 ) , 两条平行设置的框架（ 4 ）之间还可移动地连接有移动横梁（ 7 ) ；在两条框架（ 4 ）的相同端各自设置一组具有主动轮（ 3 ）的驱动机构（ 12 ) ，在两条框架（ 4 ）的另一端各自设置有一个第二从动轮（ 9 ) ，在移动横梁（ 7 ）上位于分别与两条框架（ 4 ）内侧形成的四个直角处各固定连接一个第一从动轮（ 6 ) ，所述的主动轮（ 3 ）通过同步皮带（ 10 ) 连接四个第一从动轮（ 6 ）和两个第二从动轮（ 9 ) ；所述的移动横梁（ 7 ）上还设置有第二直线导轨（ 11 ) ，所述的第二直线导轨（ 11 ）上可移动地设置有终端作用器连接板（ 8 ) , 所述的终端作用器连接板（ 8 ）的两侧与同步皮带（ 10 ）固定连接。

 2 ．根据权利要求 1 所述的同步带传动二维高速运动机器人，其特征在于，所述的驱动机构（ 12 ）包括有伺服电机（ 1 ）和连接在伺服电机（ 1 ）上的减速器（ 2 ) ，所述的主动轮（ 3 ）与减速器（ 2 ）的传动轴相连。

 3 ．根据权利要求 1 所述的同步带传动二维高速运动机器人，其特征在于，所述的移动横梁（ 7 ）的两端是通过滑块可移动地安装在第一直线导轨（ 5 ）上。

 4 ．根据权利要求 l 所述的同步带传动二维高速运动机器人，其特征在于，所述的终端作用器连接板（ 8 ）是通过滑块可移动地安装在第二直线导轨（ 11 ）上。

 5 ．根据权利要求 1 所述的同步带传动二维高速运动机器人，其特征在于，所述的第一直线导轨（ 5 ）安装在框架（ 4 ）的上侧或下侧。

 6 ．根据权利要求 1 所述的同步带传动二维高速运动机器人，其特征在于，所述的第二从动带轮（ 9 ）可沿框架（ 4 ）纵向移动。

技术领域

本发明涉及一种机器人。特别是涉及一种结构简单，成本低，运动惯性小，可实现二维高速运动的同步带传动二维高速运动机器人。

背景技术

现代工业中，大规模机械化生产必将成为一种主流，机械化生产具有生产质量稳定，可靠等诸多优点。在机械化生产的很多场合，都会用到机器人，同其他机械机构相比，机器人操作的柔性较好，易于实现生产智能化；同人工操作相比，机器人具有质量可靠，运动精确，同时适用于某些特殊场合，例如有毒，有害，高危险作业等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，成本低，运动惯性小，可实现二维高速运动的同步带传动二维高速运动机器人。

本发明所采用的技术方案是：一种同步带传动二维高速运动机器人，包括有两条平行设置的相同结构的框架，所述的两条平行设置的框架上分别安装有第一直线导轨，两条平行设置的框架之间还可移动地连接有移动横梁；在两条框架的相同端各自设置一组具有主动轮的驱动机构，在两条框架的另一端各自设置有一个第二从动轮，在移动横梁上位于分别与两条框架内侧形成的四个直角处各固定连接一个第一从动轮，所述的主动轮通过同步皮带连接四个第一从动同步带轮和两个第二从动同步带轮；所述的移动横梁上还设置有第二直线导轨，所述的第二直线导轨上可移动地设置有终端作用器连接板，所述的终端作用器连接板的两侧与同步皮带固定连接。

所述的驱动机构包括有伺服电机和连接在伺服电机上的减速器，所述的主动轮与减速器的传动轴相连。所述的移动横梁的两端是通过滑块可移动地安装在第一直线导轨上。

所述的终端作用器连接板是通过滑块可移动地安装在第二直线导轨上。

所述的第一直线导轨安装在框架的上侧或下侧。

所述的第二从动轮可沿框架纵向移动。

本发明的同步带传动二维高速运动机器人，系统自身的运动惯量小，可实现高速运动，结构简单，成本低。可实现一定范围内二维高速平面运动，具有运动平稳，速度高，可达 400Inln / s ，等诸多优点。如果同其他终端作业原件配合，可轻易实现工件涂油，点胶，物料拾取等操作。

在实际应用中，一般通过 PLC ，或工业控制计算机的双轴伺服运动控制卡，以要求终端作业原件必须通过特定的轨迹运动，运动轨迹的描述可以通过逐点描述的办法，然后通过运算转换为两个伺服电机的位移量来实现。

如在电梯内门板的生产过程中，需采用粘接作业，将 AB 胶按特定轨迹涂于门板上，如采用人工涂胶，效率低且很难保证涂胶量的均匀。

本实施例是采用本发明的同步带传动二维高速运动机器人，配合英格索兰自动点胶机作为终端作业元件，实现了全自动高速涂胶作业。

如图 2 、图 3 所示，在本实施例中伺服电机使用了三菱伺服电机，配合使用西门子 PLC ，以及 357 多轴伺服控制卡，两条平行设置的框架采用拉制定型型材，配合使用线性滑轨作为导向元件，从而实现了全自动高速涂胶作业。