[发明专利]四轴全电驱土工离心机器人

权利要求书

1.一种四轴全电驱土工离心机器人，包括控制系统、X支架、Y支架和Z支架，所述Y支架位于所述X支架上方，所述Z支架位于所述Y支架的上方，所述X支架、Y支架和Z支架相互轴向垂直，所述X支架上安装有两套X向导轨导向系统，所述Y支架的两端分别与所述两套X向导轨导向系统的X向滑块通过螺钉固定连接，所述Y支架由所述X支架上的X向驱动系统驱动，所述Y支架的两侧分别安装有第一Y向导轨导向系统和第二Y向导轨导向系统，所述Z支架的两侧分别与所述第一Y向导轨导向系统的Y向滑块和所述第二Y向导轨导向系统的Y向滑块通过螺钉固定连接，所述Z支架由所述Y支架上的Y向驱动系统驱动，所述Z支架上安装有两套Z向导轨导向系统，其特征在于：所述四轴全电驱土工离心机器人还包括C支架，所述C支架的两侧分别与所述两套Z向导轨导向系统的Z向滑块通过螺钉固定连接，所述C支架由所述Z支架上的Z向驱动系统驱动，所述C支架上安装有C向驱动电机，所述C向驱动电机的输出轴与上法兰盘通过键连接，所述上法兰盘的下端安装有下法兰盘，所述上法兰盘的下部和所述下法兰盘的上部分别通过圆锥滚子轴承与所述C支架连接，所述下法兰盘的下端与工作工具连接。

2.根据权利要求1所述的四轴全电驱土工离心机器人，其特征在于：所述Z向驱动系统包括Z向驱动电机和Z向丝杠，所述Z向丝杠位于所述两套Z向导轨导向系统的Z向导轨之间且相互平行，所述Z向丝杠上下两端通过圆锥滚子轴承固定在Z支架上，Z向丝杠的上端头与同步带轮连接，所述同步带轮与所述Z向驱动电机输出轴上安装的同步带轮之间通过同步带连接，所述Z向丝杠上设有一个Z向丝杠螺母，所述Z向丝杠螺母与所述C支架通过螺钉固定连接。

3.根据权利要求1所述的四轴全电驱土工离心机器人，其特征在于：所述四轴全电驱土工离心机器人还包括快换工具系统，所述快换工具系统包括工具库支架、气动抓手、待换工具盘和待换工具，所述气动抓手包括主控盘和工作工具盘，所述主控盘安装于所述C支架的下法兰盘的下端，所述工作工具盘吸合于所述主控盘的下端，所述工作工具固定连接于所述工作工具盘的下端，所述待换工具安装于所述待换工具盘的下端，安装有待换工具的待换工具盘通过设置于待换工具下端的锥销固定于所述工具库支架上，所述工具库支架设置于用于安装所述离心机器人的模型箱内。

4.根据权利要求1所述的四轴全电驱土工离心机器人，其特征在于：所述控制系统包括工控机、运动控制器、伺服驱动器、驱动电机、旋转变压器和磁栅传感器，所述磁栅传感器包括X向磁栅传感器、Y向磁栅传感器和Z向磁栅传感器，所述磁栅传感器由磁条和磁头组成，所述X向磁栅传感器的磁条安装于所述X支架上，所述X向磁栅传感器的磁头安装于所述Y支架上，所述Y向磁栅传感器的磁条安装于所述Y支架上，所述Y向磁栅传感器的磁头安装于所述Z支架上，所述Z向磁栅传感器的磁条安装于所述Z支架上，所述Z向磁栅传感器的磁头安装于所述C支架上，每个方向所述磁栅传感器的信号输出端与该方向的驱动电机的伺服驱动器位移信号输入端连接，所述驱动电机的尾部均安装有旋转变压器进行转速检测，所述旋转变压器的信号输出端与对应的所述伺服驱动器的转速信号输入端连接，所述伺服驱动器的控制信号输出端与对应的驱动电机的控制信号输入端连接，所述驱动电机包括所述X向驱动系统的X向驱动电机、所述Y向驱动系统的Y向驱动电机、所述Z向驱动系统的Z向驱动电机和所述C向驱动电机，所述伺服驱动器的有线通讯接口与所述运动控制器的有线通讯接口连接，所述运动控制器的以太网通讯端与所述工控机的以太网通讯端之间采用无线路由器连接。

5.根据权利要求4所述的四轴全电驱土工离心机器人，其特征在于：所述控制系统还包括接近传感器，所述接近传感器包括X向接近传感器、Y向接近传感器和Z向接近传感器，每个所述接近传感器包括一个零位开关和一对限位开关，每对所述限位开关中的两个限位开关分别位于对应支架上的导轨导向系统的导轨的两端且位于所述导轨导向系统的滑块的行程范围内，所述零位开关设置于对应支架上并位于两个所述限位开关之间。

6.根据权利要求1所述的四轴全电驱土工离心机器人，其特征在于：所述X向驱动系统包括X向驱动电机和X向丝杠，所述X向丝杠的一端通过轴承座组件与所述X支架的一端连接，所述X向丝杠的另一端通过轴承座组件与所述X支架的另一端连接后其端头伸入所述X向驱动电机的空心轴内，并通过键与所述X向驱动电机的空心轴连接，所述X向丝杠设有两个X向丝杠螺母，所述X向丝杠螺母与所述Y支架通过螺钉固定连接。