CN206501108U - 一种三轴机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴机器人，包括X向布置的第一机械臂、Y向布置的第二机械臂、第三机械臂和执行末端，第二机械臂能沿着第一机械臂平动，第三机械臂能沿着第二机械臂平动和绕第二机械臂转动，执行末端能沿着第三机械臂平动。该三轴机器人可以控制执行末端在工件的斜孔中作业，避免了增加斜孔定位治具造成的浪费，达到了降低生产成本的目的。

Description

一种三轴机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种三轴机器人。

背景技术

三轴机器人末端能在三轴坐标系上移动的工业机器人，由于制造技术较为成熟、应用范围较为广泛、成本较低，目前，国内大部分工业机器人主要以三轴机器人为主。

如图1所示，一般来说，三轴机器人的三轴通常为正交三轴，执行末端 104竖直方向布置。执行末端104可以在三轴行程范围内移动和停留，但是执行末端的朝向却不会改变，如果遇到产品500加工位置与执行末端朝向存在夹角的情况下，比如，在倾斜孔里或者倾斜面上点胶或者安装螺丝等加工工位，由于需要产品500加工平面与执行末端104相互垂直，通常会通过设置相应的治具600来调整产品的位置，使其加工位置能与执行末端104朝向相匹配，如果不匹配的加工位置过多，就要制造多套治具，这极为浪费材料和提高了生产的成本。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种三轴机器人，在正交三轴机器人的基础上，将第三机械臂设置成可绕第二机械臂旋转，工作末端能够在 X－Z平面内转动，这能解决很大一部分产品加工位置和执行末端不匹配的问题。

本实用新型公开了一种三轴机器人包括X向布置的第一机械臂、Y向布置的第二机械臂、第三机械臂和执行末端，第二机械臂能沿着第一机械臂平动，第三机械臂能沿着第二机械臂平动和在X－Z平面内转动，执行末端能沿着第三机械臂平动。

优选的实施方式，第一机械臂包括沿着第一机械臂运动的第一滑块和驱动第一滑块运动的第一驱动装置；第二机械臂包括沿着第二机械臂运动的第二滑块和驱动第二滑块运动的第二驱动装置；第三机械臂包括沿着第三机械臂运动的第三滑块和驱动第三滑块运动的第三驱动装置。

优选的实施方式，第一驱动装置包括第一动力源、传递动力的第一传动结构、X向的第一导向结构，第一动力源通过第一传动结构驱动第一滑块沿着第一导向结构运动；第二驱动装置包括第二动力源、传递动力的第二传动结构、 Y向的第二导向结构，第二动力源通过第二传动结构驱动第二滑块沿着第二导向结构运动；第三动力源装置包括第三动力源、传递动力的第三传动结构、第三导向结构，第三动力源通过第三传动结构驱动第三滑块沿着第三导向结构运动。

优选的实施方式，第二机械臂固定安装在第一滑块上；执行末端固定安装在第三滑块上；第二滑块上设置有一Y向布置的主轴、驱动主轴旋转的旋转驱动装置，第三机械臂与主轴固定连接。

优选的实施方式，三轴机器人还包括底板，第一机械臂安装在底板上。

该三轴机器人的执行末端可以绕着X－Z平面转动，执行末端可以在三轴行程范围内运动，并且可以绕着Y轴转动，这可以调整执行末端的角度，解决了实际生产中对斜孔内点胶、扭螺丝等加工问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现斜孔作业的方法示意图。

图2是本实用新型实施例的三维图。

图3是本实用新型实施例的第一机械臂的三维图。

图4是本实用新型实施例的第二机械臂的三维图。

图5是本实用新型实施例的第二滑块的三维图。

图6是本实用新型实施例的第三机械臂的三维图。

图7是本实用新型实施例的执行末端的三维图。

图8是本实用新型实施例的执行末端为点胶筒的三维图。

图9是本实用新型实施例的执行末端为螺丝刀的三维图。

图10是本实用新型实施例的三轴机器人作业动作示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，该实施例的三轴机器人包括底座100、X向布置的第一机械臂101、Y向布置的第二机械臂102、第三机械臂103和执行末端104，第二机械臂102能沿着第一机械臂101平动，第三机械臂103能沿着第二机械臂102 平动和在X－Z平面内转动，执行末端104能沿着第三机械臂103平动。

如图3所示，为了描述更加清晰和直观，电机盖、防尘盖等非必要组件没有在图上表示，第一机械臂101包括第一滑块206和第一驱动装置，还包括外壳200，第一驱动装置包括第一动力源、传递动力的第一传动结构、X向的第一导向结构，本实施例第一动力源选用的为第一伺服电机201，根据实际工作需求，也可以替换为油缸、气缸等动力元件，第一传动结构包括第一联轴器 207、第一丝杆202、第一丝杆套205，第一导向机构包括第一导轨块204、第一导轨203，第一伺服电机201固定在外壳X正向侧板上，转轴穿过所述侧板与第一联轴器207连接，第一丝杆202的一端滑动安装在外壳200X负向的侧板上，另一端与第一联轴器207相连接，第一丝杆套205环套在第一丝杆202 上；第一导轨203安装在外壳200Y正向的侧板上，第一导轨块204滑动安装在第一导轨203上；第一丝杆套205、第一导轨块204、第一滑块206三者连接固定一体，整体在第一伺服电机201的驱动下通过第一丝杆202传递动力，沿着第一导轨203的方向运动，也即是X方向。

如图4所示，为了描述更加清晰和直观，电机盖、防尘盖等非必要组件没有在图上表示，第二机械臂102包括第二滑块308和第二驱动装置，还包括外壳304，第二驱动装置包括第二动力源、传递动力的第二传动结构、Y向的第二导向结构，本实施例第二动力源选用的为第二伺服电机301，根据实际工作需求，也可以替换为油缸、气缸等动力元件，第二传动结构包括第二联轴器 302、第二丝杆303、第二丝杆套305，第二导向机构包括第二导轨块307、第二导轨306，第二伺服电机301固定在外壳Y负向侧板上，转轴穿过所述侧板与第二联轴器302连接，第二丝杆302的二端滑动安装在外壳304Y正向的侧板上，另一端与第二联轴器302相连接，第二丝杆套307环套在第二丝杆303 上；第二导轨306安装在外壳304Y正向的侧板上，第二导轨块307滑动安装在第二导轨306上；第二丝杆套305、第二导轨块307、第二滑块308三者连接固定一体，整体在第二伺服电机301的驱动下通过第二丝杆303传递动力，沿着第二导轨306的方向运动，也即是Y方向。

如图5所示，所述第二滑块308包括滑块底板309、支撑板310、旋转电机311、主轴315、连接板317、固定组件316以及电机齿轮313、主轴齿轮312、传动皮带314，支撑板310底部固定在底板309上，另一面上设有两个凸起的转轴支架，主轴315穿过所述转轴支架，固定组件316将连接板317 固定在主轴315上，主轴315与转轴支架的连接处设置有轴承，因此，连接板 317和主轴315整体绕着转轴支架旋转，旋转电机311安装在其中一个转轴支架一侧，转轴穿过所述的旋转支架并且末端安装有电机齿轮313，主轴315位于两个转轴支架的外环面上，安装有主轴齿轮312，传动皮带314套在电机齿轮313和主轴齿轮312上，旋转电机311可以通过传动皮带314控制主轴315 旋转，进而控制连接板317旋转。

如图6所示，为了描述更加清晰和直观，电机盖、防尘盖等非必要组件没有在图上表示，第三机械臂103包括第三滑块407和第三驱动装置，还包括外壳400，第三驱动装置包括第三动力源、传递动力的第三传动结构、Y向的第三导向结构，本实施例第三动力源选用的为第三伺服电机401，根据实际工作需求，也可以替换为油缸、气缸等动力元件，第三传动结构包括主动齿轮402、从动齿轮403、齿轮皮带404，第三导向机构包括第三导轨块408、第三导轨 409，第三伺服电机401固定在外壳侧板的上方，转轴方向与外壳400相同，第三伺服电机401的转轴末端固定有主动齿轮402，第三丝杆302的下端滑动安装在外壳400的下方侧板上，上端穿过上方侧板并且末端固定有从动齿轮 403，主动齿轮402和从动齿轮403通过齿轮皮带404连接；第三丝杆套405 环套在第三丝杆406上；第三导轨409安装在外壳400Y正向的侧板上，第三导轨块408滑动安装在第三导轨409上；第三丝杆套405、第三导轨块408、第三滑块407三者连接固定一体，整体在第三伺服电机401的驱动下，沿着第三导轨409的方向运动。

如图7所示，执行末端104包括执行底板501、执行支架502、执行工具 503和限位装置504，执行支架502固定在底板501上，执行工具503固定在执行支架502上，执行支架502与执行工具503配套设计，例如，如图8所示，执行工具为针筒505，执行支架为506；如图9所示，执行工具为螺丝刀507，执行支架为508；

如图2￣9所示，第二机械臂102固定在第一机械臂101的第一滑块206 上并可以随着第一滑块206沿着第一机械臂101运动，第三机械臂103固定在第一机械臂101的连接板317上并可以随着连接板317沿着第二机械臂102 运动和绕着主轴315在X－Z平面上转动，执行末端固定在第三机械臂103的第三滑块407上并可以随着第三滑块407在第三机械臂103上运动。

如图10所示，实际作业时，工件500保持不动，执行工具503经过第一机械臂101、第二机械臂102和主轴315调整到合适位置，工件加工位置和执行工具503的角度一致，第三机械臂103开始运动，驱动执行工具503在工件的斜孔或斜面上进行作业。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种三轴机器人，其特征在于：包括X向布置的第一机械臂、Y向布置的第二机械臂、第三机械臂和执行末端，第二机械臂能沿着第一机械臂平动，第三机械臂能沿着第二机械臂平动和X－Z平面内转动，执行末端能沿着第三机械臂平动。

2.如权利要求1所述的三轴机器人，其特征在于：第一机械臂包括沿着第一机械臂运动的第一滑块和驱动第一滑块运动的第一驱动装置；第二机械臂包括沿着第二机械臂运动的第二滑块和驱动第二滑块运动的第二驱动装置；第三机械臂包括沿着第三机械臂运动的第三滑块和驱动第三滑块运动的第三驱动装置。

3.如权利要求2所述的三轴机器人，其特征在于：第一驱动装置包括第一动力源、传递动力的第一传动结构、X向的第一导向结构，第一动力源通过第一传动结构驱动第一滑块沿着第一导向结构运动；第二驱动装置包括第二动力源、传递动力的第二传动结构、Y向的第二导向结构，第二动力源通过第二传动结构驱动第二滑块沿着第二导向结构运动；第三动力源装置包括第三动力源、传递动力的第三传动结构、第三导向结构，第三动力源通过第三传动结构驱动第三滑块沿着第三导向结构运动。

4.如权利要求3所述的三轴机器人，其特征在于：第二机械臂固定安装在第一滑块上；执行末端固定安装在第三滑块上；第二滑块上设置有一Y向布置的主轴、驱动主轴旋转的旋转驱动装置，第三机械臂与主轴固定连接。

5.如权利要求4所述的三轴机器人，其特征在于：所述三轴机器人还包括底板，第一机械臂安装在底板上。