一种正四棱柱键槽切割机器人

本发明涉及一种机器人，特别公开了一种正四棱柱键槽切割机器人，属于机器人 技术领域。

针对一些正四棱柱上面需要切割键槽，目前一些切割方法会在切割过程中会出现 大量切割不合格的正四棱柱键槽，严重影响了整体的合格率，同时在切割过程中需要大量 人工，增加了生成本，因此急需一种可以自动切割正四棱柱的机器人。

针对上述问题，本发明提供了一种正四棱柱键槽切割机器人，通过两个第二液压 缸来控制两个四棱柱挡板的位置进而控制四棱柱存放槽下面凹槽的掉落四棱柱的频率，使 四棱柱掉落更准确，同时节约了人工，节省了成本；通过切割部分的四棱柱固定壳来存放四 棱柱，通过第二步进电机、第三步进电机和第四步进电机协调工作使钻头完成对四棱柱切 割键槽工作，通过四棱柱抓取部分取下切割好的四棱柱，使切割工作实现自动化。

本发明所使用的技术方案是： 一种正四棱柱键槽切割机器人，包括底座、四棱柱 抓取部分、四棱柱存放部分、切割部分、四个行走部分和二十一个圆柱形滚珠，其特征在于： 所述的四棱柱抓取部分的第一舵机下面安装在底座的四棱柱抓取部分固定座上，所述的四 棱柱存放部分底面的两个支撑块安装在底座的四棱柱存放部分固定座上面；所述的切割部 分的第二滑块滑动安装在第二导轨里，第一滑块滑动安装在第一导轨里；所述的行走部分 的第二舵机底面安装在底座的第二舵机固定座里，所述的二十一个圆柱形滚珠分别转动安 装在二十一个圆柱形滚珠凹槽里；

所述的底座包括底板，底板是一个长方形的板子，在其上面中间位置设有三角形圆柱 形滚珠固定座，在三角形圆柱形滚珠固定座的斜面上设有二十一个呈线性排列的圆柱形滚 珠凹槽，在三角形圆柱形滚珠固定座左右两个侧面的下面位置各设有一个第二导轨；在底 板上面设有两个第一齿条，其位置在三角形圆柱形滚珠固定座左右两侧；在底板上面的左 右两侧各设有一个挡板，其位置在两个第一齿条外侧；在挡板内侧上面的位置设有一个第 一导轨，在挡板上面的前侧位置设有一个四棱柱存放部分固定座；在底板上面的后侧靠右 的位置设有一个四棱柱抓取部分固定座；在底板下面四个角处各设有一个第二舵机固定 座，在第二舵机固定座上设有行走部分，行走部分包括第二舵机、轮子座、轮子轴、轮子、第 五步进电机、第五步进电机固定板，所述的第二舵机竖直向下放置，其底面固定安装在第二 舵机固定座里面，其电机轴与轮子座上面固定连接；所述的轮子固定安装在轮子轴上面，轮 子轴转动安装在轮子座上面的孔里；所述的第五步进电机固定板内侧固定安装在轮子座外 侧面，所述的第五步进电机水平放置，其侧面固定安装在第五步进电机固定板下面，其电机 轴通过联轴器与轮子轴固定连接；

所述的四棱柱抓取部分包括第一舵机、第二齿条固定座、第二齿条、第二齿轮、第一步 进电机、第一步进电机座支撑板、第一步进电机座、四棱柱固定框、第一液压缸、四棱柱固定 头、第三滑块，所述的第一舵机竖直向上放置，其底面固定安装在四棱柱抓取部分固定座里 面，其电机轴与第二齿条固定座下面固定连接；所述的第二齿条下面固定安装在第二齿条 固定座上面，在第二齿条后面设有第三导轨，所述的第三滑块滑动安装在第三导轨里，第三 滑块的一侧固定安装在第一步进电机座的侧面；所述的第一步进电机水平放置，其侧面固 定安装在第一步进电机座的凹槽里，其电机轴与第二齿轮固定连接，第二齿轮与第二齿条 相互啮合；所述的第一液压缸缸体后端与第一步进电机座的凹槽固定连接，其活塞杆端部 与四棱柱固定头固定连接，所述的四棱柱固定头滑动安装在四棱柱固定框上面的孔里；所 述的第一步进电机座支撑板一侧与第一步进电机座的侧面固定连接，另一侧与四棱柱固定 框侧面固定连接；

所述的四棱柱存放部分包括四棱柱存放槽、两个四棱柱助推板、两个助推柱固定板、四 个弹簧、四个助推柱、两个四棱柱挡板、两个第二液压缸，所述的四棱柱存放槽是一个没有 上盖的中空长方体，在其下面的左右两侧各设有一个支撑块，在底面中间部分设有一个长 方形孔，所述的两个第二液压缸缸体底面分别固定安装在四棱柱存放槽前后面，其活塞杆 端部与四棱柱挡板上面的支撑架固定连接，所述的四棱柱挡板滑动安装在四棱柱存放槽上 面的凹槽里；所述的四棱柱助推板滑动安装在四棱柱存放槽里，所述的两个助推柱穿过四 棱柱存放槽侧面上的孔与四棱柱助推板后面固定连接；所述的助推柱固定板侧面与助推柱 的另一侧固定连接，所述的弹簧滑动安装在助推柱上，其位置在助推柱固定板与助推柱中 间；

所述的切割部分包括四棱柱固定壳、两个第二步进电机固定座、两个第二步进电机、两 个第一齿轮、四棱柱支撑座、切割部分底板、两个第三步进电机、两个钻头、两个第三步进电 机底板、四个T形导轨、四个第三步进电机底板支撑板、两个第三步进电机底板支撑座414、 两个丝杆415、两个第四步进电机，所述的四棱柱固定壳是一个中空的长方体，其下面部分 的前后面设有一个完全贯穿的长方形凹槽，在下面部分的左右两面的内侧各设有一个第二 滑块，所述的第二滑块滑动安装在第二导轨里；所述的四棱柱支撑座是一个底面是斜面，上 面是平面的板子，其滑动安装在四棱柱固定壳里面，在四棱柱固定壳左右两面的外侧各设 有一个第二步进电机固定座，所述的第二步进电机水平放置，其底面固定安装在第二步进 电机固定座里，其电机轴与第一齿轮固定连接，所述的第一齿轮与第一齿条相互啮合；所述 的切割部分底板是一个长方形板子，在其左右两侧各设有一个第一滑块，在其中间部分设 有一个长方形孔。所述的切割部分底板中间位置的长方形孔固定安装在四棱柱固定壳上的 凹槽里，所述的第一滑块滑动安装在第一导轨里，在切割部分底板上面的左右两侧各设有 两个第三步进电机底板支撑板，在第三步进电机底板支撑板上面设有两个T形槽，所述的T 形导轨滑动安装在第三步进电机底板支撑板上面的T形槽里；所述的第三步进电机底板与T 形导轨上面固定连接，所述的第三步进电机底板支撑座上面固定安装在第三步进电机底板 下面，在第三步进电机底板支撑座上安装有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和丝杆互相配合；所 述的丝杆一端转动安装在第三步进电机底板支撑板上，另一端与第四步进电机的电机轴通 过联轴器固定连接，所述的第四步进电机水平放置，其侧面固定安装在切割部分底板上面； 所述的第三步进电机水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机底板上面，其电机轴与钻 头固定连接，钻头滑动安装在四棱柱固定壳上面的孔里。

本发明的有益效果：本发明通过两个第二液压缸来控制两个四棱柱挡板的位置进 而控制四棱柱存放槽下面凹槽的掉落四棱柱的频率，使四棱柱掉落更准确，同时节约了人 工，节省了成本；通过在三角形圆柱形滚珠固定座设置圆柱形滚珠凹槽，在圆柱形滚珠凹槽 安装圆柱形滚珠使四棱柱支撑座在上升过程中受到的阻力大大减小，使切割部分在行走过 程更加容易，减少了零件的磨损，节省了开支。

图1、图2、图3为本发明的整体结构示意图。

图4、图5为本发明的底座的结构示意图。

图6、图7为本发明的四棱柱抓取部分的结构示意图。

图8为本发明的四棱柱存放部分的结构示意图。

图9、图10为本发明的旋转圆盘的结构示意图。

图11为本发明的行走部分的结构示意图。

附图标号：1-底座、2-四棱柱抓取部分、3-四棱柱存放部分、4-切割部分、5-行走部 分、6-圆柱形滚珠、101-底板、102-挡板、103-四棱柱存放部分固定座、104-第一导轨、105- 第一齿条、106-三角形圆柱形滚珠固定座、107-圆柱形滚珠凹槽、108-第二导轨、109-四棱 柱抓取部分固定座、110-第二舵机固定座、201-第一舵机、202-第二齿条固定座、203-第二 齿条、204-第二齿轮、205-第三导轨、206-第一步进电机、207-第一步进电机座支撑板、208- 第一步进电机座、209-四棱柱固定框、210-第一液压缸、211-四棱柱固定头、212-第三滑块、 301-四棱柱存放槽、302-四棱柱助推板、303-助推柱固定板、304-弹簧、305-助推柱、306-四 棱柱挡板、307-第二液压缸、401-四棱柱固定壳、402-第二滑块、403-第二步进电机固定座、 404-第二步进电机、405-第一齿轮、406-四棱柱支撑座、407-切割部分底板、408-第一滑块、 409-第三步进电机、410-钻头、411-第三步进电机底板、412-T形导轨、413-第三步进电机底 板支撑板、414-第三步进电机底板支撑座、415-丝杆、416-第四步进电机、501-第二舵机、 502-轮子座、503-轮子轴、504-轮子、505-第五步进电机、506-第五步进电机固定板。

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示，一种正四棱 柱键槽切割机器人，包括底座1、四棱柱抓取部分2、四棱柱存放部分3、切割部分4、四个行走 部分5和二十一个圆柱形滚珠6，其特征在于：所述的四棱柱抓取部分2的第一舵机201下面 安装在底座1的四棱柱抓取部分固定座109上，所述的四棱柱存放部分3底面的两个支撑块 安装在底座1的四棱柱存放部分固定座103上面；所述的切割部分4的第二滑块402滑动安装 在第二导轨108里，第一滑块408滑动安装在第一导轨104里；所述的行走部分5的第二舵机 501底面安装在底座1的第二舵机固定座110里，所述的二十一个圆柱形滚珠6分别转动安装 在二十一个圆柱形滚珠凹槽107里；

所述的底座1包括底板101，底板101是一个长方形的板子，在其上面中间位置设有三角 形圆柱形滚珠固定座106，在三角形圆柱形滚珠固定座106的斜面上设有二十一个呈线性排 列的圆柱形滚珠凹槽107，在三角形圆柱形滚珠固定座106左右两个侧面的下面位置各设有 一个第二导轨108；在底板101上面设有两个第一齿条105，其位置在三角形圆柱形滚珠固定 座106左右两侧；在底板101上面的左右两侧各设有一个挡板102，其位置在两个第一齿条 105外侧；在挡板102内侧上面的位置设有一个第一导轨104，在挡板102上面的前侧位置设 有一个四棱柱存放部分固定座103；在底板101上面的后侧靠右的位置设有一个四棱柱抓取 部分固定座109；在底板101下面四个角处各设有一个第二舵机固定座110，在第二舵机固定 座110上设有行走部分5，行走部分5包括第二舵机501、轮子座502、轮子轴503、轮子504、第 五步进电机505、第五步进电机固定板506，所述的第二舵机501竖直向下放置，其底面固定 安装在第二舵机固定座110里面，其电机轴与轮子座502上面固定连接；所述的轮子504固定 安装在轮子轴503上面，轮子轴503转动安装在轮子座502上面的孔里；所述的第五步进电机 固定板506内侧固定安装在轮子座502外侧面，所述的第五步进电机505水平放置，其侧面固 定安装在第五步进电机固定板506下面，其电机轴通过联轴器与轮子轴503固定连接；

所述的四棱柱抓取部分2包括第一舵机201、第二齿条固定座202、第二齿条203、第二齿 轮204、第一步进电机206、第一步进电机座支撑板207、第一步进电机座208、四棱柱固定框 209、第一液压缸210、四棱柱固定头211、第三滑块212，所述的第一舵机201竖直向上放置， 其底面固定安装在四棱柱抓取部分固定座109里面，其电机轴与第二齿条固定座202下面固 定连接；所述的第二齿条203下面固定安装在第二齿条固定座202上面，在第二齿条203后面 设有第三导轨205，所述的第三滑块212滑动安装在第三导轨205里，第三滑块212的一侧固 定安装在第一步进电机座208的侧面；所述的第一步进电机206水平放置，其侧面固定安装 在第一步进电机座208的凹槽里，其电机轴与第二齿轮204固定连接，第二齿轮204与第二齿 条203相互啮合；所述的第一液压缸210缸体后端与第一步进电机座208的凹槽固定连接，其 活塞杆端部与四棱柱固定头211固定连接，所述的四棱柱固定头211滑动安装在四棱柱固定 框209上面的孔里；所述的第一步进电机座支撑板207一侧与第一步进电机座208的侧面固 定连接，另一侧与四棱柱固定框209侧面固定连接；

所述的四棱柱存放部分3包括四棱柱存放槽301、两个四棱柱助推板302、两个助推柱固 定板303、四个弹簧304、四个助推柱305、两个四棱柱挡板306、两个第二液压缸307，所述的 四棱柱存放槽301是一个没有上盖的中空长方体，在其下面的左右两侧各设有一个支撑块， 在底面中间部分设有一个长方形孔，所述的两个第二液压缸307缸体底面分别固定安装在 四棱柱存放槽301前后面，其活塞杆端部与四棱柱挡板306上面的支撑架固定连接，所述的 四棱柱挡板306滑动安装在四棱柱存放槽301上面的凹槽里；所述的四棱柱助推板302滑动 安装在四棱柱存放槽301里，所述的两个助推柱305穿过四棱柱存放槽301侧面上的孔与四 棱柱助推板302后面固定连接；所述的助推柱固定板303侧面与助推柱305的另一侧固定连 接，所述的弹簧304滑动安装在助推柱305上，其位置在助推柱固定板303与助推柱305中间；

所述的切割部分4包括四棱柱固定壳401、两个第二步进电机固定座403、两个第二步进 电机404、两个第一齿轮405、四棱柱支撑座406、切割部分底板407、两个第三步进电机409、 两个钻头410、两个第三步进电机底板411、四个T形导轨412、四个第三步进电机底板支撑板 413、两个第三步进电机底板支撑座414、两个丝杆415、两个第四步进电机416，所述的四棱 柱固定壳401是一个中空的长方体，其下面部分的前后面设有一个完全贯穿的长方形凹槽， 在下面部分的左右两面的内侧各设有一个第二滑块402，所述的第二滑块402滑动安装在第 二导轨108里；所述的四棱柱支撑座406是一个底面是斜面，上面是平面的板子，其滑动安装 在四棱柱固定壳401里面，在四棱柱固定壳401左右两面的外侧各设有一个第二步进电机固 定座403，所述的第二步进电机404水平放置，其底面固定安装在第二步进电机固定座403 里，其电机轴与第一齿轮405固定连接，所述的第一齿轮405与第一齿条105相互啮合；所述 的切割部分底板407是一个长方形板子，在其左右两侧各设有一个第一滑块408，在其中间 部分设有一个长方形孔。所述的切割部分底板407中间位置的长方形孔固定安装在四棱柱 固定壳401上的凹槽里，所述的第一滑块408滑动安装在第一导轨104里，在切割部分底板 407上面的左右两侧各设有两个第三步进电机底板支撑板413，在第三步进电机底板支撑板 413上面设有两个T形槽，所述的T形导轨412滑动安装在第三步进电机底板支撑板413上面 的T形槽里；所述的第三步进电机底板411与T形导轨412上面固定连接，所述的第三步进电 机底板支撑座414上面固定安装在第三步进电机底板411下面，在第三步进电机底板支撑座 414上安装有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和丝杆415互相配合；所述的丝杆415一端转动安装 在第三步进电机底板支撑板413上，另一端与第四步进电机416的电机轴通过联轴器固定连 接，所述的第四步进电机416水平放置，其侧面固定安装在切割部分底板407上面；所述的第 三步进电机409水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机底板411上面，其电机轴与钻头 410固定连接，钻头410滑动安装在四棱柱固定壳401上面的孔里。

本发明工作原理：本发明通过行走部分5使机器人走到合适的位置，通过人工把需 要切割的正四棱柱放到四棱柱存放部分3的四棱柱存放槽301里面，接着切割部分4在第二 步进电机404的带动下运动到四棱柱存放部分3下面，当四棱柱固定壳401的的上端口与四 棱柱存放槽301下面的凹槽重合时，两个第二液压缸307工作使两个四棱柱挡板306分别向 外侧移动，这时四棱柱在弹簧304的推力下从四棱柱存放槽301掉落到四棱柱固定壳401里 面，接着两个第二液压缸307工作使两个四棱柱挡板306向内侧移动，使四棱柱存放槽301下 面的凹槽关闭，同时四棱柱在第二步进电机404带动下向前移动；在移动过程中四棱柱支撑 座406随着三角形圆柱形滚珠固定座106的斜面向上移动，同时带动四棱柱向上移动；这时 通过第四步进电机416工作带动丝杆415顺时针转动，进而带动第三步进电机底板411向前 移动，带动第三步进电机409向前移动，同时第三步进电机409工作带动钻头410转动使钻头 410在四棱柱上面切割键槽；当完成切割时第四步进电机416工作带动丝杆415转动逆时针 旋转带动第三步进电机底板411向后移动，进而带动第三步进电机409和钻头410向后移动， 使钻头410退出键槽；接着在第一舵机201和第一步进电机206协调工作使四棱柱固定框209 套住四棱柱，接着第一液压缸210工作使四棱柱固定头211顶住四棱柱，然后通过第一舵机 201和第一步进电机206协调工作将四棱柱切割部分4取出，放下工作台。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、

“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发 明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是 指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能 理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解 为指示或暗示相对重要性。