全文摘要
本申请公开了一种毛笔耐磨度检测机器人，包括：机架、写字台组件、X轴机构、两个平行的Y轴机构、Z轴机构、毛笔装夹机构以及控制系统；所述写字台组件设于所述机架上；两个平行的Y轴机构设于所述机架的两侧，所述X轴机构滑动架设于两个平行的Y轴机构上，所述Z轴机构滑动设置于所述X轴机构上；所述毛笔装夹机构滑动设置于所述Z轴机构上，用于装夹毛笔；控制系统连接X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构，以分别控制X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构各自的动作。本实用新型提供的毛笔耐磨度检测机器人，可以降低劳动强度，提高检测效率及准确性。
主设计要求
1.一种毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，包括：机架、写字台组件、X轴机构、两个平行的Y轴机构、Z轴机构、毛笔装夹机构以及控制系统；所述写字台组件设于所述机架上；两个平行的Y轴机构设于所述机架的两侧，所述X轴机构滑动架设于两个平行的Y轴机构上，所述Z轴机构滑动设置于所述X轴机构上；所述毛笔装夹机构滑动设置于所述Z轴机构上，用于装夹毛笔；控制系统连接X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构，以分别控制X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构各自的动作。
设计方案
1.一种毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，包括：机架、写字台组件、X轴机构、两个平行的Y轴机构、Z轴机构、毛笔装夹机构以及控制系统；
所述写字台组件设于所述机架上；
两个平行的Y轴机构设于所述机架的两侧，所述X轴机构滑动架设于两个平行的Y轴机构上，所述Z轴机构滑动设置于所述X轴机构上；
所述毛笔装夹机构滑动设置于所述Z轴机构上，用于装夹毛笔；
控制系统连接X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构，以分别控制X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构各自的动作。
2.如权利要求1所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述毛笔装夹机构包括控制部件以及用于夹持毛笔的装夹部，所述控制部件设置于所述Z轴机构上，所述装夹部连接所述控制部件由控制部件控制装夹部转动，所述控制部件连接所述控制系统，用于控制所述装夹部的旋转；所述控制部件为步进电机。
3.如权利要求1所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述X轴机构包括X轴导轨以及X轴驱动器，所述Y轴机构包括Y轴导轨以及Y轴驱动器，所述Z轴机构包括Z轴导轨以及Z轴驱动器；两个Y轴导轨分别安装于所述机架的两侧，所述X轴导轨的两端分别安装于两个Y轴导轨上，所述Z轴导轨安装于X轴导轨上；Y轴驱动器连接所述X轴导轨和Y轴导轨，用于控制X轴导轨沿Y轴导轨的长度方向运动；所述X轴驱动器连接所述X轴导轨和Z轴导轨，用于控制Z轴导轨沿X轴导轨的长度方向运动；所述Z轴驱动器设于所述Z轴导轨上，用于控制所述毛笔装夹机构沿Z轴导轨的长度方向运动。
4.如权利要求3所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述X轴驱动器包括X轴电机以及X轴同步带直线模组，所述X轴同步带直线模组连接Z轴机构，且沿着X轴导轨的长度方向设置，所述X轴电机连接所述X轴同步带直线模组，用于驱动X轴同步带直线模组，从而带动Z轴机构沿着X轴导轨的长度方向运动；所述X轴电机为伺服电机。
5.如权利要求3所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述Y轴驱动器包括Y轴电机以及Y轴同步带直线模组，所述Y轴同步带直线模组连接X轴机构，且沿着Y轴导轨的长度方向设置，所述Y轴电机连接所述Y轴同步带直线模组，用于驱动Y轴同步带直线模组，从而带动X轴机构沿着Y轴导轨的长度方向运动；所述Y轴电机为伺服电机。
6.如权利要求3所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述Z轴驱动器包括Z轴电机以及滚珠丝杆直线模组，所述滚珠丝杆直线模组连接所述毛笔装夹机构，所述Z轴电机连接所述滚珠丝杆直线模组，用于驱动滚珠丝杆直线模组，从而带动毛笔装夹机构沿着Z轴导轨的长度方向运动；所述Z轴电机为伺服电机。
7.如权利要求1所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述写字台组件包括写字板、墨盒以及镇尺，所述写字板通过抽屉滑道可活动地设于所述机架上，所述墨盒设于所述写字板上，所述镇尺与所述写字板相配合用于固定纸张；所述写字板包括免漆板以及毡毯，所述免漆板与所述毡毯自下而上依次设置于所述机架上；毛笔耐磨度检测机器人还包括气缸，所述气缸设于所述机架上，且与所述控制系统连接，所述气缸的活塞与所述写字板连接，用于控制所述写字板的活动。
8.如权利要求1所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，还包括同步轴，所述同步轴连接两个平行的Y轴机构，用于控制两个Y轴机构同步运行。
9.如权利要求1所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述机架上设有控制面板，控制面板连接所述控制系统，通过控制面板输入控制命令控制X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构各自的动作；所述控制系统为PLC控制系统。
10.如权利要求1所述的毛笔耐磨度检测机器人，其特征在于，所述机架上套设有防护罩，所述防护罩设有开口；所述防护罩套由透明材料制成。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及机械自动化工程技术领域，尤其涉及一种毛笔耐磨度检测机器人。
背景技术
毛笔是一种源于中国的传统书写工具，也逐渐成为传统绘画工具。毛笔是古代中国人民在生产实践中发明的。几千年以来，它为创造中华民族光辉灿烂的文化，为促进中华民族与世界各族的文化交流，做出了卓越的贡献。毛笔是中华民族对世界艺术宝库提供的一件珍宝。随着我国经济快速发展，人们物质生活水平普遍改善和提高，越来越多的人关注并重视传统文化，习练软笔书法和中国绘画的人越来越多，毛笔的需求量也不断增长，人们对于毛笔品质的要求也显著提高，相应地，社会对于毛笔品质的检测也提出了更高的要求。
毛笔是用兽毛扎成笔头，再粘结在管状的笔杆上制成的。毛笔耐磨度关乎毛笔书写性能最重要的一项技术质量指标。国家标准对羊毫、狼毫、兼毫等不同品种的毛笔有不同的耐磨度要求，因此，一款毛笔在出厂前都会对其的耐磨度进行检测。目前，对于毛笔耐磨度等技术指标的检测没有一个标准化、规范化的检测手段，常规的检测方法是以人手持毛笔按规定长度写一、二万个“一”字，不仅费时劳力，做一个笔头的耐磨试验需要一天时间，而且持笔的方式、运笔力度可能导致结果的不可信度，导致检测效率较低，准确性不高。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，提出了一种毛笔耐磨度检测机器人，可以降低劳动强度，提高检测效率及准确性。
本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型提供一种毛笔耐磨度检测机器人，机架、写字台组件、X轴机构、两个平行的Y轴机构、Z轴机构、毛笔装夹机构以及控制系统；所述写字台组件设于所述机架上；两个平行的Y轴机构设于所述机架的两侧，所述X轴机构滑动架设于两个平行的Y轴机构上，所述Z轴机构滑动设置于所述X轴机构上；所述毛笔装夹机构滑动设置于所述Z轴机构上，用于装夹毛笔；控制系统连接X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构，以分别控制X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构各自的动作。
于本实用新型一实施例中，所述毛笔装夹机构包括控制部件以及用于夹持毛笔的装夹部，所述控制部件设置于所述Z轴机构上，所述装夹部连接所述控制部件由控制部件控制装夹部转动，所述控制部件连接所述控制系统，用于控制所述装夹部的旋转；所述控制部件为步进电机。
于本实用新型一实施例中，所述X轴机构包括X轴导轨以及X轴驱动器，所述Y轴机构包括Y轴导轨以及Y轴驱动器，所述Z轴机构包括Z轴导轨以及Z轴驱动器；两个Y轴导轨分别安装于所述机架的两侧，所述X轴导轨的两端分别安装于两个Y轴导轨上，所述Z轴导轨安装于X轴导轨上；Y轴驱动器连接所述X轴导轨和Y轴导轨，用于控制X轴导轨沿Y轴导轨的长度方向运动；所述X轴驱动器连接所述X轴导轨和Z轴导轨，用于控制Z轴导轨沿X轴导轨的长度方向运动；所述Z轴驱动器设于所述Z轴导轨上，用于控制所述毛笔装夹机构沿Z轴导轨的长度方向运动。
于本实用新型一实施例中，所述X轴驱动器包括X轴电机以及X轴同步带直线模组，所述X轴同步带直线模组连接Z轴机构，且沿着X轴导轨的长度方向设置，所述X轴电机连接所述X轴同步带直线模组，用于驱动X轴同步带直线模组，从而带动Z轴机构沿着X轴导轨的长度方向运动；所述X轴电机为伺服电机。
于本实用新型一实施例中，所述Y轴驱动器包括Y轴电机以及Y轴同步带直线模组，所述Y轴同步带直线模组连接X轴机构，且沿着Y轴导轨的长度方向设置，所述Y轴电机连接所述Y轴同步带直线模组，用于驱动Y轴同步带直线模组，从而带动X轴机构沿着Y轴导轨的长度方向运动；所述Y轴电机为伺服电机。
于本实用新型一实施例中，所述Z轴驱动器包括Z轴电机以及滚珠丝杆直线模组，所述滚珠丝杆直线模组连接所述毛笔装夹机构，所述Z轴电机连接所述滚珠丝杆直线模组，用于驱动滚珠丝杆直线模组，从而带动毛笔装夹机构沿着Z轴导轨的长度方向运动；所述Z轴电机为伺服电机。
于本实用新型一实施例中，所述写字台组件包括写字板、墨盒以及镇尺，所述写字板通过抽屉滑道可活动地设于所述机架上，所述墨盒设于所述写字板上，所述镇尺与所述写字板相配合用于固定纸张；所述写字板包括免漆板以及毡毯，所述免漆板与所述毡毯自下而上依次设置于所述机架上；毛笔耐磨度检测机器人还包括气缸，所述气缸设于所述机架上，且与所述控制系统连接，所述气缸的活塞与所述写字板连接，用于控制所述写字板的活动。
于本实用新型一实施例中，所述毛笔耐磨度检测机器人还包括同步轴，所述同步轴连接两个平行的Y轴机构，用于控制两个Y轴机构同步运行。
于本实用新型一实施例中，所述机架上设有控制面板，控制面板连接所述控制系统，通过控制面板输入控制命令控制X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及毛笔装夹机构各自的动作；所述控制系统为PLC控制系统。
于本实用新型一实施例中，所述机架上套设有防护罩，所述防护罩设有开口；所述防护罩套由透明材料制成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的毛笔耐磨度检测机器人，通过机械检测代替人工检测，检测效率高，降低了劳动强度，使用时，将纸张固定在写字台组件上，毛笔固定在毛笔装夹机构上，通过控制系统控制X轴机构、Y轴机构以及Z轴机构，从而控制毛笔在三维空间内的运动，实现书写或者绘画的目的，检测更为标准，准确性高，有效地消除人们对毛笔使用品质评判不确定性的困扰。
附图说明
图1是本实用新型的毛笔耐磨度检测机器人的立体结构示意图；
图2是本实用新型的毛笔耐磨度检测机器人的正视图；
图3是本实用新型的毛笔耐磨度检测机器人的左视图；
图4是本实用新型的毛笔耐磨度检测机器人的俯视图。
图中各附图标记为：1、机架；2、写字台组件；3、X轴机构；4、Y轴机构；5、Z轴机构；6、毛笔装夹机构；7、同步轴；8、控制面板；21、写字板；22、墨盒；23、镇尺；24、气缸；31、X轴导轨；32、X轴驱动器；41、Y轴导轨；42、Y轴驱动器；51、Z轴导轨；52、Z轴驱动器；61、装夹部；62、控制部件；321、X轴电机；322、X轴同步带直线模组；421、Y轴电机；422、Y轴同步带直线模组；521、Z轴电机；522、滚珠丝杆直线模组；211、免漆板；212、毡毯。
具体实施方式
下面结合各附图，通过具体实施例，对本实用新型进行详细、完整的描述。
请参考图1-4所示，本实用新型提供一种毛笔耐磨度检测机器人，包括：机架1、写字台组件2、X轴机构3、两个平行的Y轴机构4、Z轴机构5、毛笔装夹机构6以及控制系统，所述写字台组件2设于所述机架1上；两个平行的Y轴机构4设于所述机架1的两侧，所述X轴机构3滑动架设于两个平行的Y轴机构4上，所述Z轴机构5滑动设置于所述X轴机构3上；所述毛笔装夹机构6滑动设置于所述Z轴机构5上，用于装夹毛笔；控制系统连接X轴机构3、Y轴机构4、Z轴机构5以及毛笔装夹机构6，以分别控制X轴机构3、Y轴机构4、Z轴机构5以及毛笔装夹机构6各自的动作。使用时，将纸张固定在写字台组件2上，毛笔固定在毛笔装夹机构6上，通过控制系统控制X轴机构3、Y轴机构4以及Z轴机构5，从而控制毛笔在三维空间内的运动，实现书写或者绘画的目的，检测更为标准，准确性高，有效地消除人们对毛笔使用品质评判不确定性的困扰。
所述毛笔装夹机构6包括用于夹持毛笔的装夹部61以及控制部件62，所述控制部件62设置于所述Z轴机构5上，所述装夹部61连接所述控制部件62由控制部件62控制装夹部61转动，所述控制部件62连接所述控制系统，用于控制所述装夹部61的旋转；所述控制部件62为步进电机。步进电机可以精确地控制装夹部61的旋转角度和速度，便于提高书写精度。优选地，装夹部61的装夹尺寸可以调节，可夹持不同直径的毛笔，适用范围广。
所述X轴机构3包括X轴导轨31以及X轴驱动器32，所述Y轴机构4包括Y轴导轨41以及Y轴驱动器42，所述Z轴机构5包括Z轴导轨51以及Z轴驱动器52；两个Y轴导轨41分别安装于所述机架1的两侧，所述X轴导轨31的两端分别安装于两个Y轴导轨41上，所述Z轴导轨51安装于X轴导轨31上；Y轴驱动器42连接所述X轴导轨31和Y轴导轨41，用于控制X轴导轨31沿Y轴导轨41的长度方向运动；所述X轴驱动器32连接所述X轴导轨31和Z轴导轨51，用于控制Z轴导轨51沿X轴导轨31的长度方向运动；所述Z轴驱动器52设于所述Z轴导轨51上，用于控制所述毛笔装夹机构6沿Z轴导轨51的长度方向运动。
所述X轴驱动器32包括X轴电机321以及X轴同步带直线模组322，所述X轴同步带直线模组322连接Z轴机构5，且沿着X轴导轨31的长度方向设置，所述X轴电机321连接所述X轴同步带直线模组322，用于驱动X轴同步带直线模组322，从而带动Z轴机构5沿着X轴导轨31的长度方向运动；所述X轴电机321为伺服电机。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小等优点。
所述Y轴驱动器42包括Y轴电机421以及Y轴同步带直线模组422，所述Y轴同步带直线模组422连接X轴机构3，且沿着Y轴导轨41的长度方向设置，所述Y轴电机421连接所述Y轴同步带直线模组422，用于驱动Y轴同步带直线模组422，从而带动X轴机构3沿着Y轴导轨41的长度方向运动；所述Y轴电机421为伺服电机。
所述Z轴驱动器52包括Z轴电机521以及滚珠丝杆直线模组522，所述滚珠丝杆直线模组522连接所述毛笔装夹机构6，所述Z轴电机521连接所述滚珠丝杆直线模组522，用于驱动滚珠丝杆直线模组522，从而带动毛笔装夹机构6沿着Z轴导轨51的长度方向运动；所述Z轴电机521为伺服电机。滚珠丝杆的丝母间因无间隙，直线运动时精度较高，尤其在频繁换向时无需间隙补偿，滚珠丝杠的丝母间摩擦力很小，转动顺畅。
所述写字台组件2包括写字板21、墨盒22以及镇尺23，所述写字板21通过抽屉滑道可活动地设于所述机架1上，所述墨盒22设于所述写字板21上，所述镇尺23与所述写字板21相配合用于固定纸张；所述写字板21包括免漆板211以及毡毯212，所述免漆板211与所述毡毯212自下而上依次设置于所述机架1上；所述毛笔耐磨度检测机器人还包括气缸24，所述气缸24设于所述机架1上，且与所述控制系统连接，所述气缸24的活塞与所述写字板21连接，用于控制所述写字板21的活动。毡毯212具有一定的吸水性，可以吸收不慎洒落的墨水，保持写字板21的清洁。优选地，免漆板211具有磁性，免漆板211和镇尺213之间通过磁性配合固定纸张，可以随意地拆装，便于更换纸张。当需要更换写字板21时，通过气缸24的活塞带动写字板21运动，使写字板21沿着抽屉滑道往远离机架1的方向运动；更换好写字板21后，气缸24的活塞带动写字板21收回，拆装简单。
所述毛笔耐磨度检测机器人还包括同步轴7，所述同步轴7连接两个平行的Y轴机构4，用于控制两个Y轴机构4同步运行，保证X轴机构3能在Y轴机构4上同步且平稳地滑动。
所述机架1上设有控制面板8，控制面板8连接所述控制系统，通过控制面板8输入控制命令控制X轴机构3、Y轴机构4、Z轴机构5以及毛笔装夹机构6各自的动作，实现人机交互；所述控制系统为PLC控制系统，自动化程度高，不需人工辅助，操作灵活方便，能够实现启动与暂停。
所述机架1上套设有防护罩，所述防护罩设有开口；所述防护罩套由透明材料制成。防护罩可以用于毛笔耐磨度检测机器人的防尘，防止由于灰尘堆积导致的零部件的损坏，同时也可以保护操作者的人身安全，避免人员进入机器人的工作范围。透明材质便于操作者观察机器人的运行情况。
检测时，先将纸张固定在写字板21上，将毛笔装夹在毛笔装夹机构6上，通过控制系统控制毛笔从墨盒22中蘸墨以及舔笔，使毛笔上附着适量的墨水，然后X轴机构3、Y轴机构4以及Z轴机构5控制毛笔在三维空间中运动，控制部件62控制毛笔的旋转角度和书写速度，保证毛笔的书写或者绘画精度，通过走纸与毛笔转圈相结合，使纸张被合理利用，优化资源，降低检测成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920126742.7
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:授权编号:CN209615513U
授权时间:20191112
主分类号:B25J 9/02
专利分类号:B25J9/02;B25J19/00;G01N3/56
范畴分类:40E;
申请人:曹剑
第一申请人:曹剑
申请人地址:242000安徽省宣城市宣州区宣城经济技术开发区科技园B10幢
发明人:曹剑
第一发明人:曹剑
当前权利人:曹剑
代理人:姚宇吉
代理机构:33289
代理机构编号:杭州裕阳联合专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计