一种签名机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种签名机器人，包括机架、笔桥、笔座、平移机构和抬笔机构，所述平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，所述抬笔机构用于带动笔座在Z方向上位移，所述平移机构包括动轮、定轮和同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上，抬笔机构安装在笔桥上，笔座安装在抬笔机构上，使用时，向两个定轮分别输入变化的转矩，带动同步带及笔桥形成预设的轨迹，同时抬笔机构按照预设的压感控制书写压力，实现自动化的签名。

A Signature Robot

【技术实现步骤摘要】
一种签名机器人
本专利技术涉及一种机器人，具体涉及一种签名机器人。
技术介绍
使用机器人代替人来完成一些简单重复的工作，一直是本领域技术人员的奋斗目标。对于常见的签名工作，虽已经设计出完全模拟日常手写动作的签名机，采用两条机械臂来前、后、左、右、上、下移动笔尖，存在结构复杂，体积笨重、控制繁琐程序以及成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术中的不足，设计一种全新的签名机器人。为解决上述技术问题而提出的技术方案是，一种签名机器人，包括机架、笔桥、笔座、平移机构和抬笔机构，所述平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，所述抬笔机构用于带动笔座在Z方向上位移；所述平移机构包括四个动轮、四个定轮和一条封闭的同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架的四个角上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上；所述抬笔机构安装在笔桥上，笔座安装在抬笔机构上。具体地，所述平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，所述抬笔机构用于带动笔座在Z方向上位移；具体地，所述平移机构包括四个动轮、四个定轮和一条封闭的同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架的四个角上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上；具体地，所述抬笔机构安装在笔桥上，笔座安装在抬笔机构上。具体地，所述机架是由四条边首尾相接形成的框，定轮布置在框的四个顶角的上方，四个顶角的下方安装有支撑脚，在支撑脚的外部罩设透明壳体，所述机架外部罩设透明壳体，在透明壳体的顶部布置图形用户界面。具体地，定轮包括第一定轮、第二定轮、第三定轮和第四定轮，其中第一定轮由第一电机驱动，所述第二定轮由第二电机驱动。具体地，所述第一电机选用伺服电机或步进电机。具体地，所述第二电机选用伺服电机或步进电机。使用上述签名机器人的自动签名方法，是向两个定轮分别输入不同的扭矩，带动同步带及笔桥形成预设的轨迹，同时抬笔机构按照预设的压感控制书写压力。使用时，第一电机和第二电机输出变化转矩，输出实现等效于XY轴的插补运算，形成签名轨迹；同时抬笔机构对笔座的书写平面之间的压力进行控制。有益效果：本专利技术使用同步带驱动的平移机构和抬笔机构进行书写，仅需三个输入自由度就可以模仿人执笔时复杂的书写动作，简化了控制程序，降低了硬件的成本，具备显著的进步。由于机架机构简单，对运动的钢笔的遮挡可忽略不计，配合透明壳体，可用于示教自动签名笔迹的生成过程。附图说明图1是本专利技术实施例的动作原理图；图2是图1的工作状态简图。具体实施方式实施例：本实施例的签名机器人包括机架、笔桥、笔座、平移机构和抬笔机构。其动作原理如图1所示，图中省略支撑脚，机架与笔桥均为封闭框体结构，平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，抬笔机构用于带动笔座3在Z方向上位移。平移机构包括四个动轮、四个定轮和一条封闭的同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架的四个角上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上；其中第一定轮1和第二定轮2输入不同的扭矩，通过同步带带动笔桥上的笔座3在XY平面坐标系内进行任意方向的移动，同时笔桥与笔座3之间安装抬笔机构，在垂直方向控制笔的升降，在不需要书写的路径下完全抬起，在需要控制笔迹粗细的位置施加不同的压感。为了在书写时达到更好的可视化效果，在机架外部罩设透明罩体，在机架底部设置水平的馈纸机构，也可以将需签名文件制成卷式，依靠滚轮的进给移动纸张到需要签名位置，签名后再进行裁切。H形同步带作为笔座平移的动力来源，笔桥形成Y方向的导轨，同时笔桥与机架之间安装有X方向导轨，导引整个笔桥在X方向平移。定轮包括第一定轮、第二定轮、第三定轮和第四定轮，其中第一定轮和第三定轮位于第一直线上，第二定轮与第四定轮位于第二直线上，所述笔桥连接于第一直线和第二直线之间，其中第一定轮由第一电机驱动，所述第三定轮与第一编码器联接，所述第二定轮由第二电机驱动，所述第四定轮与第二编码器联接。第一直线与第二直线之间具有4~8°的夹角。使用时，如图1的状态是向两个定轮分别输入同向的扭矩，笔桥左右两侧的同步带长度不变，令笔座在笔桥上纵向移动。如图2所示，当向两个定轮输入反向的扭矩时，同步带总长不变，但笔桥右侧的同步带缩短，左侧增长，令整个笔桥向左移动。当同时输入不同大小和方向的扭矩时，笔座同时在平面直角坐标系上按照预设的笔迹移动，同时抬笔机构按照预设的压感控制书写压力另外两个定轮的编码器采集转动角速度，对两个定轮输入扭矩进行反馈控制。该系统还可以用与录入签名书写轨迹，进而完全复制出录入的动作。方法是人手执笔的上部书写，带动笔座及同步带运动，运动过程中由第一、第二编码器采集XY位移数据，抬笔机构采集抬笔数据，直接保存以上数据。书写时直接将上述数据输入平移机构和抬笔机构，自动执行所录入的签名动作。以上实施例中未提及的细节均可由现有技术实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种签名机器人，包括机架、笔桥、笔座、平移机构和抬笔机构，其特征在于：所述平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，所述抬笔机构用于带动笔座在Z方向上位移；所述平移机构包括四个动轮、四个定轮和一条封闭的同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架的四个角上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上；所述抬笔机构安装在笔桥上，笔座安装在抬笔机构上。

【技术特征摘要】
1.一种签名机器人，包括机架、笔桥、笔座、平移机构和抬笔机构，其特征在于：所述平移机构用于带动笔座在三维直角坐标系的XY方向位移，所述抬笔机构用于带动笔座在Z方向上位移；所述平移机构包括四个动轮、四个定轮和一条封闭的同步带，动轮安装在笔桥的四个角上，定轮安装在机架的四个角上，同步带呈H形绕制在动轮与定轮上；所述抬笔机构安装在笔桥上，笔座安装在抬笔机构上。2.根据权利要求1所述的一种签名机器人，其特征在于：所述机架是由四条边首尾相接形成的框，定轮布置在框的四个顶角的上方，四个顶角的下方安装有支撑脚，在支撑脚的外部罩设透明壳体。3.根据权利要求2所述的一种签名机器人，其特征在于：所述壳体的顶部设有图形用户界面。4.根据权利要求1所述的一种签名机器人，其特征在于：定轮包括第一定轮、第二定轮、第三定轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛超，
申请(专利权)人：南京机器人研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32