一种单一动力输入带直边多边形的外周仿形机器人

本发明涉及仿形生产加工技术，具体涉及一种一种单一动力输入带直边多边形的 外周仿形机器人，属于仿形加工生产技术领域。

在产品的机械加工过程中，仿形加工作为一种快速成型的加工方式，用拥有其安 全可靠、使用方便、耐受能力强等优点。但是传统设备中，对于带直边的多边形仿形工作，通 常是用两个甚至多个不同方向的动力源进行联合运动仿形，这需要利用控制系统进行联动 联合控制，使用过程中多有不便。

基于以上原因，生产中需要使用一种简单可靠的仿形装置，在单一动力输入情况 下实现对带直边多边形的外周进行运动的仿形工作。

针对上述问题，本发明提供一种一种单一动力输入带直边多边形的外周仿形机器 人，通过设置一个与仿形齿相啮合的驱动齿轮的转动而实现整套机构的仿形动作。

本发明采取的技术方案为一种单一动力输入带直边多边形的外周仿形机器人，包 括L形机架、横向滑轨总成、纵向滑轨总成、横向滑块、纵向滑块、仿形齿；所述的两个纵 向滑轨总成上下平行的安装在L形机架左侧的立面内侧，在两个纵向滑轨总成上分别滑动 安装有一个纵向滑块，两个纵向滑块上还固定安装有旋转支架安装板；所述的旋转支架安 装板右侧面上设有安装旋转支架的水平平台，在水平平台上开设有竖直方向的安装通孔， 所述的旋转支架为T形结构，其上部为一个矩形安装平面，下部为一个与安装平面刚性连接 的旋转轴，旋转支架通过旋转轴转动安装在旋转支架安装板右侧水平平台上开设的安装通 孔中；所述的旋转支架下部的旋转轴上还固定安装有仿形齿。

所述的两个横向滑轨总成横向平行布置固定安装在L形机架上平面右侧，在两个 横向滑轨总成上分别滑动安装有一个横向滑块，两个横向滑块上还固定安装有安装板；所 述的仿形齿与横移气缸座之间还设有仿形支杆，仿形支杆右端固定安装在安装板下表 面并处于两个横移滑块中间位置，仿形支杆左端固定安装有T形的仿形滚轮座；所述的仿形 滚轮座上设有两个竖直的仿形滚轮轴，两个仿形滚轮轴沿仿形支杆轴线所在竖直平面对称 布置，两个仿形滚轮轴上还分别安装有一个仿形滚轮；所述的两个仿形滚轮与仿形齿 下表面上设置的仿形环槽侧面滚动接触；所述的仿形支杆左侧滑动安装有电机座，电机座 左侧设置有电机安装板；所述的电机安装板上固定安装有伺服电机，在伺服电机输出轴轴 端上还固定安装有驱动齿轮；所述的额电机安装座与仿形支杆右端设置安装凸台之间还设 置有定位弹簧；所述的驱动齿轮在定位弹簧的作用下与仿形齿外圆周上布置的齿形时 刻保持啮合。

所述的安装板上表面中心位置还固定安装有笔架座，笔架座上固定安装有悬臂式 笔架；所述的笔架左端设有固定孔，在固定空中竖直安装有笔；所述的笔的笔尖与旋转支架 上部的矩形安装平面接触，从而在伺服电机带动本发明装置运动时，笔在旋转支架上部的 矩形安装平面上绘出所仿形的形状。

进一步的，所述的仿形齿的中心位置设置有与旋转支架的旋转轴相配合的D 形轴孔。

进一步的，所述的L形机架上表面还固定安装有仿形滚轮座滑槽，所述的仿形滚轮 座可在仿形滚轮座滑槽中左右滑动。

进一步的，所述的仿形支杆左侧上部设置有平键槽。

进一步的，所述的电机座在电机安装板一侧的内孔上固定安装有平键，平键在仿 形支杆上的平键槽内自由滑动。

进一步的，所述的仿形齿下部的仿形环槽各处宽度相同，且仿形环槽宽度比 仿形滚轮直径大0.1mm~0.3mm。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）采用仿形滚和仿 形滚轮等机构配合动作，同时将动力输入端设在仿形齿圆周运动上，保证了在驱动轮 转动过程中笔可绘出所仿形的形状，使控制更加简单可靠；（2）将原动力设在与仿形滚轮相 对固定的器件上来驱动仿形齿动作，使得在单一动力输入情况下，实现针对带直边多 边形的仿形。

图1为本发明的实施例一整体装配立体结构示意图。

图2为本发明实施例一隐藏部分零部件后的装配立体结构示意图。

图3为本发明实施例一中仿形滚轮和驱动齿轮与仿形齿配合部分具体结构示 意图。

图4为本发明电机座具体结构示意图。

图5为本发明实施例一中仿形齿具体结构示意图。

图6为本发明仿形轮座和仿形支杆组合后具体结构示意图。

图7为本发明的实施例二整体装配立体结构示意图。

图8为本发明实施例二隐藏部分零部件后的装配立体结构示意图。

图9为本发明实施例二中仿形滚轮和驱动齿轮与仿形齿配合部分具体结构示 意图。

图10为本发明实施例二中仿形齿具体结构示意图。

附图标号：1-L形机架；2-纵向滑轨总成；3-纵向滑块；4-旋转支架安装板；5-旋转 支架；6-笔；7-笔架；8-笔架座；9-安装板；10-横向滑轨总成；11-横向滑块；12-定位弹簧； 13-仿形支杆；14-电机座；15-伺服电机；16-仿形滚轮座；17-驱动齿轮；18-仿形滚轮座滑 槽；19-仿形齿；20-仿形滚轮；1301-平键槽；1401-平键；1402-电机安装板；1601-仿形 滚轮轴；1901-D形轴孔；1902-仿形环槽。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1至图10所示的一种单一动力输入带直边多边形的外周仿形机器人，包括L形 机架1、横向滑轨总成10、纵向滑轨总成2、横向滑块11、纵向滑块3、仿形齿19。两个纵向 滑轨总成2上下平行的安装在L形机架1左侧的立面内侧，在两个纵向滑轨总成2上分别滑动 安装有一个纵向滑块3，两个纵向滑块3上还固定安装有旋转支架安装板4。旋转支架安装板 4右侧面上设有安装旋转支架5的水平平台，在水平平台上开设有竖直方向的安装通孔，旋 转支架5为T形结构，其上部为一个矩形安装平面，下部为一个与安装平面刚性连接的旋转 轴，旋转支架5通过旋转轴转动安装在旋转支架安装板4右侧水平平台上开设的安装通孔 中。旋转支架5下部的旋转轴上还固定安装有仿形齿19。

两个横向滑轨总成10横向平行布置固定安装在L形机架1上平面右侧，在两个横向 滑轨总成10上分别滑动安装有一个横向滑块11，两个横向滑块11上还固定安装有安装板9。 仿形齿19与横移气缸座之间还设有仿形支杆13，仿形支杆13右端固定安装在安装板9 下表面并处于两个横移滑块中间位置，仿形支杆13左端固定安装有T形的仿形滚轮座16。仿 形滚轮座16上设有两个竖直的仿形滚轮20轴1601，两个仿形滚轮20轴1601沿仿形支杆13轴 线所在竖直平面对称布置，两个仿形滚轮20轴1601上还分别安装有一个仿形滚轮20。两个 仿形滚轮20与仿形齿19下表面上设置的仿形环槽1902侧面滚动接触。仿形支杆13左侧 滑动安装有电机座14，电机座14左侧设置有电机安装板91402。电机安装板91402上固定安 装有伺服电机15，在伺服电机15输出轴轴端上还固定安装有驱动齿轮17。额电机安装座与 仿形支杆13右端设置安装凸台之间还设置有定位弹簧12。驱动齿轮17在定位弹簧12的作用 下与仿形齿19外圆周上布置的齿形时刻保持啮合。

安装板9上表面中心位置还固定安装有笔架座8，笔架座8上固定安装有悬臂式笔 架7。笔架7左端设有固定孔，在固定空中竖直安装有笔6。笔6的笔尖与旋转支架5上部的矩 形安装平面接触，从而在伺服电机15带动本发明装置运动时，笔6在旋转支架5上部的矩形 安装平面上绘出所仿形的形状。仿形齿19的中心位置设置有与旋转支架5的旋转轴相 配合的D形轴孔1901。L形机架1上表面还固定安装有仿形滚轮座滑槽18，仿形滚轮座16可在 仿形滚轮座滑槽18中左右滑动。仿形支杆13左侧上部设置有平键槽1301，电机座14在电机 安装板91402一侧的内孔上固定安装有平键1401，平键1401在仿形支杆13上的平键槽1301 内自由滑动。仿形齿19下部的仿形环槽1902各处宽度相同，且仿形环槽1902宽度比仿 形滚轮20直径大0.1mm~0.3mm。

本发明实施例一和实施例二中仿形齿19的形状不同，具体结构如图5和图10 所示。

本发明的具体工作过程如下：首先给伺服电机15上电，使伺服电机15具有输出一 个恒定的转速，此时因驱动齿轮17是与伺服电机15的输出轴固定连接，驱动齿轮17将带动 仿形齿19运动；当仿形滚轮20在仿形齿19上的仿形环槽1902内直线部分运动时， 旋转支架5将沿纵向滑轨总成2轴线做直线运动，此时横向滑块11不动；当至少有一个仿形 滚轮20在仿形齿19上的仿形环槽1902内曲线部分运动时，旋转支架5将做旋转运动，同 时因仿形滚轮座16在固定在L形机架1上的仿形滚轮座滑槽18中只能左右滑动，故此时旋转 支架5在做沿自身轴线转动的动作同时还将沿纵向滑轨总成2轴线往反方向运动，又因此时 仿形齿19转动时形成的凸轮效应，仿形滑槽将推动仿形滚轮20沿左右方向运动，在仿 形滚轮20带动下，横向滑块11将同时沿横向滑轨总成10轴线运动，并且与仿形滚轮20的左 右运动同步；在旋转支架5的自身运动和横向滑块11的横向运动带动笔6左右运动的双重动 作下，笔6将在旋转支架5上表面绘出所仿形的形状。