本實(shí)用新型涉及智能機(jī)器人設(shè)備領(lǐng)域,特別是涉及一種高精度智能寫(xiě)字機(jī)器人。
背景技術(shù):
在生活中經(jīng)常會(huì)遇到一些需要重復(fù)書(shū)寫(xiě)的場(chǎng)合,如書(shū)寫(xiě)邀請(qǐng)函、請(qǐng)貼,或者明星簽名等,此時(shí)打印或復(fù)印一般都無(wú)法操作,通過(guò)手寫(xiě)又費(fèi)時(shí)費(fèi)力,因此需要一個(gè)能自動(dòng)寫(xiě)字的裝置來(lái)代替人的書(shū)寫(xiě)。中國(guó)專利局于2015年7月1日公開(kāi)的申請(qǐng)?zhí)枮椤?01510158378.9”的一種寫(xiě)字機(jī)及其書(shū)寫(xiě)方法,寫(xiě)字機(jī)包括機(jī)架及殼體;殼體上設(shè)有輸入接口,殼體底部設(shè)有書(shū)寫(xiě)窗;機(jī)架上設(shè)有書(shū)寫(xiě)機(jī)構(gòu)、位移機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu);書(shū)寫(xiě)機(jī)構(gòu)為安裝有書(shū)寫(xiě)筆,并控制書(shū)寫(xiě)筆完成抬筆落筆狀態(tài)切換的書(shū)寫(xiě)機(jī)構(gòu);位移機(jī)構(gòu)為控制書(shū)寫(xiě)機(jī)構(gòu)形成書(shū)寫(xiě)軌跡的位移機(jī)構(gòu);行走機(jī)構(gòu)為控制寫(xiě)字機(jī)整機(jī)行走以切換待書(shū)寫(xiě)區(qū)域的行走機(jī)構(gòu)。這種裝置只能通過(guò)凸輪控制書(shū)寫(xiě)筆進(jìn)行打點(diǎn)式書(shū)寫(xiě),無(wú)法完全模擬人的書(shū)寫(xiě),另外由于凸輪是硬性抵壓,沒(méi)寫(xiě)幾個(gè)字,書(shū)寫(xiě)筆的筆頭就會(huì)壞掉。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足,為人們提供一種構(gòu)緊湊、性能可靠、動(dòng)作靈敏、運(yùn)動(dòng)位移精度高、壽命長(zhǎng)的寫(xiě)字機(jī)器人,來(lái)代替人進(jìn)行書(shū)寫(xiě)或畫(huà)畫(huà)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:該高精度智能寫(xiě)字機(jī)器人,它包括設(shè)置有書(shū)寫(xiě)區(qū)域的基座,在基座上設(shè)置有控制模塊和Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),在Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上設(shè)置有能沿Y軸移動(dòng)的滑塊,所述的滑塊上安裝有X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),在X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上設(shè)置有能沿X軸移動(dòng)的直線滑塊,所述的直線滑塊上安裝有書(shū)寫(xiě)模塊,Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)能帶動(dòng)書(shū)寫(xiě)模塊在書(shū)寫(xiě)區(qū)域內(nèi)移動(dòng);所述的書(shū)寫(xiě)模塊包括與直線滑塊固定的連接板,所述的連接板上安裝有提落筆裝置,在提落筆裝置的前端設(shè)置有夾持了筆桿的持筆架,提落筆裝置能帶動(dòng)持筆架下移或上升,從而完成落筆或提筆操作,在落筆后驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)就能書(shū)寫(xiě)出連貫的線條或筆畫(huà)。
所述的提落筆裝置包括安裝在連接板上的托架,在托架前側(cè)設(shè)置有能上下移動(dòng)的滑架,所述的持筆架安裝在滑架前端,所述的托架上安裝有帶銜鐵的電磁鐵組件,所述的滑架與銜鐵固定,電磁鐵組件通電能帶動(dòng)滑架和持筆架下移;在托架與滑架之間支承有復(fù)位彈簧,該復(fù)位彈簧對(duì)滑架施加向上的推力。
所述的滑架上固定安裝有至少一根滑軸,該滑軸活動(dòng)穿插于托架上,所述的復(fù)位彈簧套裝在滑軸上。
所述的提落筆裝置包括安裝在連接板上的托架,在托架前側(cè)設(shè)置有能上下移動(dòng)的滑架,所述的持筆架安裝在滑架前端,所述的托架上設(shè)置有豎直的氣缸,所述的滑架與氣缸的活塞桿固定,氣缸工作時(shí),活塞桿能帶動(dòng)滑架和持筆架下移或上移。
所述的持筆架后側(cè)設(shè)置有置筆槽,在持筆架的前端設(shè)置有能將筆桿推向置筆槽并固定的螺絲。
所述的滑架上開(kāi)設(shè)有一個(gè)固定孔以及一個(gè)以固定孔為圓心的弧形槽,持筆架通過(guò)螺栓穿插于固定孔及弧形槽固定,使持筆架上的筆桿能固定在45度至90度之間的任意角度。
所述提落筆裝置的側(cè)邊設(shè)置有風(fēng)扇,該風(fēng)扇通過(guò)支架與連接板固定。
所述的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)置在基座兩側(cè)的光軸,所述的滑塊分別安裝在兩側(cè)光軸上,在基座的后側(cè)設(shè)置有帶驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī),在基座的前側(cè)設(shè)置有從動(dòng)輪,驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間設(shè)置有同步帶,所述的滑塊與同步帶的一邊固定。
所述的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括兩端分別與滑塊固定的托板,在托板上設(shè)置有直線光軸,所述的直線滑塊安裝在直線光軸上,在托板的一端安裝有帶直線驅(qū)動(dòng)輪的直線電機(jī),在托板的另一端安裝有直線從動(dòng)輪,在直線驅(qū)動(dòng)輪和直線從動(dòng)輪之間設(shè)置有直線同步帶,所述的直線滑塊與直線同步帶的一邊固定。
所述的控制模塊包括安裝在基座內(nèi)的主控電路板,在基座的后側(cè)安裝有與主控電路板相連的無(wú)線接收裝置。
本實(shí)用新型可以模擬人的寫(xiě)字或畫(huà)畫(huà),通過(guò)手機(jī)、電腦等終端能直接控制,驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及書(shū)寫(xiě)模塊。先在手機(jī)或電腦上安裝相關(guān)程序,在程序中插入需要畫(huà)的圖案或需要寫(xiě)的字,如果是手寫(xiě)字也可以掃描后以圖片形式插入。點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕,主控電路板就能控制電機(jī)、直線電機(jī)、電磁鐵組件、氣缸4-13等,自動(dòng)用筆繪圖或書(shū)寫(xiě),具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、動(dòng)作靈敏、運(yùn)動(dòng)位移精度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),適用于重復(fù)性較高的工作場(chǎng)合,特別是書(shū)寫(xiě)一些邀請(qǐng)函、請(qǐng)貼等,來(lái)代替人的書(shū)寫(xiě)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型基座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型書(shū)寫(xiě)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型書(shū)寫(xiě)模塊另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本實(shí)用新型為一種高精度智能寫(xiě)字機(jī)器人,它包括設(shè)置有書(shū)寫(xiě)區(qū)域1-9的基座1,在基座1上設(shè)置有控制模塊5和Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2,在Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2上設(shè)置有能沿Y軸移動(dòng)的滑塊2-4,所述的滑塊2-4上安裝有X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3,在X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3上設(shè)置有能沿X軸移動(dòng)的直線滑塊3-11,所述的直線滑塊3-11上安裝有書(shū)寫(xiě)模塊4。Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2和X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3能帶動(dòng)書(shū)寫(xiě)模塊4在書(shū)寫(xiě)區(qū)域1-9內(nèi)任意移動(dòng)。所述的書(shū)寫(xiě)模塊4包括與直線滑塊3-11固定的連接板4-1,所述的連接板4-1上安裝有提落筆裝置,在提落筆裝置的前端設(shè)置有夾持了筆桿4-11的持筆架4-10,提落筆裝置能帶動(dòng)持筆架4-10下移或上升,從而完成落筆或提筆操作,在落筆后驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2和X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3就能書(shū)寫(xiě)出連貫的線條或筆畫(huà)。畫(huà)完一條線或?qū)懲暌还P后,提落筆裝置帶動(dòng)持筆架4-10上升,完成提筆操作,然后再將驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2和X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3將筆桿4-11移動(dòng)到下一條線或下一筆的起點(diǎn)后落筆,重復(fù)運(yùn)動(dòng)即可模擬人的寫(xiě)字或畫(huà)畫(huà),具有性能可靠、動(dòng)作靈敏、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
如圖2所示,所述基座1包括蓋板1-1,左側(cè)板1-2,右側(cè)板1-3,前側(cè)板1-4,后側(cè)板1-5,底板1-6,轉(zhuǎn)角件1-7,支撐件1-8等組成;所述左側(cè)板1-2兩端與轉(zhuǎn)角件1-7連接;所述右側(cè)板1-3兩端與轉(zhuǎn)角件1-7連接;所述前側(cè)板1-4兩端與轉(zhuǎn)角件1-7連接;所述后側(cè)板1-5兩端與轉(zhuǎn)角件1-7連接;以上所述四個(gè)側(cè)板和轉(zhuǎn)角件1-7形成的圍板與底板1-6用支撐件1-8連接;所述蓋板1-1與圍板用支撐件1-8連接。以上所述連接方式可以是螺絲或鉚接或焊接等固定形式。所述的蓋板1-1和底板1-6中間鏤空形成書(shū)寫(xiě)區(qū)域1-9,使用于可以需要書(shū)寫(xiě)的紙張固定在書(shū)寫(xiě)區(qū)域1-9內(nèi),或者將紙張壓在基座1下。
如圖3所示,所述的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)置在基座1內(nèi)的左基板2-12,右基板2-13,前基板2-8和后基板2-9,所述Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2兩側(cè)結(jié)構(gòu)均對(duì)稱布置。在前基板2-8的兩端設(shè)置有光軸2-6,光軸2-6的后端通過(guò)固定板與左基板2-12或右基板2-13固定,在每側(cè)的光軸2-6上均安裝有滑塊2-4。每側(cè)的光軸2-6設(shè)置有兩根,這樣可以避免滑塊2-4旋轉(zhuǎn)。所述的滑塊2-4內(nèi)設(shè)置有軸承2-5,通過(guò)軸承2-5與光軸2-6套接能大大降低滑塊2-4與光軸2-6之間的摩擦力。在左基板2-12和右基板2-13的后端均有帶驅(qū)動(dòng)輪2-2的電機(jī)2-1,該電機(jī)2-1為伺服電機(jī)。在左基板2-12和右基板2-13的前端設(shè)置有從動(dòng)輪2-10,驅(qū)動(dòng)輪2-2和從動(dòng)輪2-10之間設(shè)置有同步帶2-3,所述的滑塊2-4與同步帶2-3的一邊固定,這樣電機(jī)2-1工作時(shí),通過(guò)同步帶2-3的傳動(dòng),就能帶動(dòng)滑塊2-4沿Y軸方向移動(dòng)。
如圖4所示,所述的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3包括托板3-1,所述的托板3-1的兩端底部設(shè)置有轉(zhuǎn)接板3-2,托板3-1通過(guò)轉(zhuǎn)接板3-2與滑塊2-4固定,因此Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2能帶動(dòng)托板3-1沿Y軸移動(dòng)。所在托板3-1上設(shè)置有左固定框3-3和右固定框3-4,左固定框3-3和右固定框3-4之間設(shè)置有直線光軸3-13,所述的直線滑塊3-11安裝在直線光軸3-13上。所述的直線光軸3-13設(shè)置有兩根,這樣可以避免直線滑塊3-11轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的直線滑塊3-11內(nèi)設(shè)置有直線軸承3-12,通過(guò)直線軸承3-12與直線光軸3-13套接,能大大降低直線滑塊3-11與直線光軸3-13之間的摩擦力。在左固定框3-3內(nèi)安裝有直線電機(jī)3-5,該直線電機(jī)3-5為伺服電機(jī),在直線電機(jī)3-5的輸出軸上安裝有直線驅(qū)動(dòng)輪3-6,在右固定板3-10上安裝有直線從動(dòng)輪3-8,在直線驅(qū)動(dòng)輪3-6和直線從動(dòng)輪3-8之間設(shè)置有直線同步帶3-7,所述的直線滑塊3-11與直線同步帶3-7的一邊固定。這樣直線電機(jī)3-5工作時(shí),通過(guò)直線同步帶3-7的傳動(dòng),就能帶動(dòng)直線滑塊3-11沿X軸方向移動(dòng)。所述的左固定板3-3上安裝有限位開(kāi)關(guān)3-4,直線滑塊3-11能與限位開(kāi)關(guān)3-4相抵,在直線滑塊3-11觸碰限位開(kāi)關(guān)3-4后,直線電機(jī)3-5停止工作。
如圖5所示,所述的書(shū)寫(xiě)模塊4包括與直線滑塊3-11固定的連接板4-1,所述的連接板4-1上安裝有提落筆裝置,所述的提落筆裝置包括安裝在連接板4-1上的托架4-2,在托架4-2前側(cè)設(shè)置有滑架4-8,所述的滑架4-8上固定安裝有至少一根滑軸4-9,該滑軸4-9活動(dòng)穿插于托架4-2上。本實(shí)用新型在滑架4-8的左右兩側(cè)各設(shè)置了一根滑軸4-9,使滑架4-8能平穩(wěn)上下移動(dòng)。所述的滑架4-8前端安裝有持筆架4-10,所述的持筆架4-10后側(cè)設(shè)置有置筆槽,在持筆架4-10的前端設(shè)置有能將筆桿4-11推向置筆槽并固定的螺絲4-12。因此各式各樣的筆均能固定在持筆架4-10上。所述的滑架4-8上開(kāi)設(shè)有一個(gè)固定孔以及一個(gè)以固定孔為圓心的弧形槽4-7,持筆架4-10通過(guò)螺栓穿插于固定孔及弧形槽4-7固定,使持筆架4-10上的筆桿4-11能固定在45度至90度之間的任意角度。通過(guò)調(diào)節(jié)筆桿4-11的傾角,可以使書(shū)寫(xiě)更為逼真。
所述的托架4-2上安裝有帶銜鐵的電磁鐵組件4-3,所述的滑架4-8與銜鐵固定,電磁鐵組件4-3通電能帶動(dòng)滑架4-8和持筆架4-10下移;在托架4-2與滑架4-8之間支承有復(fù)位彈簧4-4,該復(fù)位彈簧4-4對(duì)滑架4-8施加向上的推力。在電磁鐵組件4-3通電時(shí),銜鐵帶動(dòng)滑架4-8和持筆架4-10下移,完成落筆操作;所述的托架4-2與滑架4-8之間支撐有復(fù)位彈簧4-4,在電磁鐵組件4-3失電時(shí),復(fù)位彈簧4-4帶動(dòng)帶動(dòng)滑架4-8和持筆架4-10上移,完成提筆操作。
所述提落筆裝置的側(cè)邊設(shè)置有風(fēng)扇4-6,該風(fēng)扇4-6通過(guò)支架4-5與連接板4-1固定,用于對(duì)提落筆裝置的散熱。
如圖6所示,所述書(shū)寫(xiě)模塊的另一實(shí)施例,其提落筆裝置同樣包括托架4-2、滑架4-8以及持筆架4-10,在所述的托架4-2上設(shè)置有豎直的氣缸4-13,所述的滑架4-8與氣缸4-13的活塞桿4-14固定,氣缸4-13工作時(shí),活塞桿4-14能帶動(dòng)滑架4-8和持筆架4-10下移或上移?;钊麠U4-14縮進(jìn)時(shí),帶動(dòng)滑架4-8和持筆架4-10下移,完成落筆操作;活塞桿4-14伸出時(shí),帶動(dòng)滑架4-8和持筆架4-10上移,完成提筆操作。
所述控制模塊5包括主控電路板5-1、電源開(kāi)關(guān)5-3,緊急開(kāi)關(guān)5-4,限位開(kāi)關(guān)5-5,主控電路板5-1主要用于控制電機(jī)2-1、直線電機(jī)3-5、電磁鐵組件4-3、氣缸4-13等的動(dòng)作,在基座1的后側(cè)安裝有與主控電路板5-1相連的無(wú)線接收裝置5-2,因此通過(guò)手機(jī)、電腦等終端就能直接控制本裝置。
使用時(shí),先在手機(jī)或電腦上安裝相關(guān)程序,確保程序與高精度智能寫(xiě)字機(jī)器人已連接。連接可以通過(guò)無(wú)線接收裝置5-2也可以通過(guò)數(shù)據(jù)線。在程序中插入需要畫(huà)的圖案或需要寫(xiě)的字,如果是手寫(xiě)字也可以掃描后以圖片形式插入。點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕,高精度智能寫(xiě)字機(jī)器人的主控電路板5-1就能控制電機(jī)2-1、直線電機(jī)3-5、電磁鐵組件4-3、氣缸4-13等,進(jìn)行自動(dòng)用筆繪圖或書(shū)寫(xiě),運(yùn)行中可以點(diǎn)擊“暫?!薄ⅰ巴V埂卑粹o,“暫?!笨梢灾匦聫臅和L幓謴?fù)啟動(dòng),“停止”后只能重新從左下角重新開(kāi)始繪圖或書(shū)寫(xiě)。程序中還設(shè)置有調(diào)整速度,設(shè)置原點(diǎn),回到原點(diǎn)等功能,按動(dòng)對(duì)應(yīng)指令,高精度智能寫(xiě)字機(jī)器人就能按指令操作。