[发明专利]一种四自由度直角坐标机器人

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明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。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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；

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。

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。