一种三轴机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三轴机械手，包括支架、X臂、Y臂和Z臂；X臂设置在支架上，X臂、Y臂(9)和Z臂依次相连；X臂上设有X向滑块(10)，Y臂固定在X向滑块上；用于驱动Z臂的Z轴电机(20)设置在X向滑块上；Z轴电机通过基于方轴‑齿轮的传动机构驱动Z臂作升降运动。包括基于通过基于方轴‑齿轮的传动机构包括方轴(17)和套装在方轴上的齿轮(18)；方轴的内端与Z轴电机的转轴相连(如通过联轴器相连，或直接焊接在Z轴电机的转轴上)；Z臂上设有与齿轮适配的齿条(19)；齿轮能在方轴上沿Y轴方向滑动。该三轴机械手结构紧凑，Y臂负载小，运行顺畅。

A Three-Axis Manipulator

The utility model discloses a three-axis manipulator, which comprises a bracket, an X-arm, a Y-arm and a Z-arm; the X-arm is arranged on the bracket, and the X-arm, a Y-arm and a Z-arm are connected in turn; the X-arm is provided with an X-direction slider (10), and the Y-arm is fixed on the X-direction slider; the Z-axis motor (20) for driving the Z-arm is arranged on the X-direction slider; and the Z-axis motor drives the Z-arm through a drive mechanism based on square axle and gear to lift. Including a drive mechanism based on square axle gear including a square axle (17) and a gear (18) mounted on the square axle; the inner end of the square axle is connected to the rotating shaft of the Z-axis motor (e.g. through a coupling or directly welded to the rotating shaft of the Z-axis motor); a rack (19) adapted to the gear is arranged on the Z-arm; and the gear can slide along the Y-axis of the square axle. The three-axis manipulator has compact structure, small Y-arm load and smooth operation.

【技术实现步骤摘要】
一种三轴机械手
本技术涉及一种三轴机械手。
技术介绍
现有的三轴机械手，虽然能实现X、Y、Z三个方向上的运动，但是还存在诸多问题，比如Y轴载荷大，结构不合理，机械效率低，这样就造成了结构体积大，运行不流畅，能量消耗大等问题，因此，有必要设计一种三轴机械手。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种三轴机械手，该三轴机械手结构紧凑，Y臂负载小，运行顺畅。技术的技术解决方案如下：一种三轴机械手,包括支架、X臂、Y臂和Z臂；X臂设置在支架上，X臂、Y臂(9)和Z臂依次相连；X臂上设有X向滑块(10)，Y臂固定在X向滑块上；用于驱动Z臂的Z轴电机(20)设置在X向滑块上；Z轴电机通过基于方轴-齿轮的传动机构驱动Z臂作升降运动。三轴机械手还包括基于通过基于方轴-齿轮的传动机构包括方轴(17)和套装在方轴上的齿轮(18)；方轴的内端与Z轴电机的转轴相连(如通过联轴器相连，或直接焊接在Z轴电机的转轴上)；Z臂上设有与齿轮适配的齿条(19)；齿轮能在方轴上沿Y轴方向滑动。在Y臂上设有能沿Y臂滑动的Y向滑块(21)，Y向滑块上设有Z臂安装板(30)，Z臂安装板上设有方轴承座(24)和Z向导向块安装板(26)；Z向导向块安装板上固定有Z向导向块(25)；带齿条的Z向导轨(8)插装在Z向导向块中的凹槽内；齿轮上设有带孔的齿轮轴(27)；齿轮轴插装在方轴承(28)中；方轴承设置在方轴承座内，方轴插装在所述的齿轮轴中的孔中。齿轮上还有所有锁定齿轮轴的齿轮锁定器；齿轮轴与齿轮锁定器通过螺纹配合。齿轮轴上设有外螺纹，齿轮锁定器上设有内螺纹。齿轮锁定器能防止齿轮脱离轴承座，而方轴既能驱动齿轮转动，又能相对齿轮轴向运动，结构巧妙。方轴的横截面为三角形、四边形、五边形或六边形。Y向滑块上设有用于托住Z向导轨和齿条的恒负载弹簧(16)，恒定负载弹簧，又称恒力式弹簧。方轴的外端插装在Y臂外端的端部轴承(23)中。支架包括竖直设置的左支板(1)和右支板(2)。X向滑块由X向驱动电机(15)和同步带传动机构驱动；X臂安装在Y向滑块(21)上，Y向滑块由Y向驱动电机(5)和同步带传动机构驱动。以下简述本技术三轴机械手的工作原理：1.X电机带动X向同步轮、X向同步带、X轴从动轮同步运动；2.X向滑块通过压板与X向同步带同步运动；3.Y向驱动电机带动Y向同步轮、Y向同步带、Y向从动轮同步运动；4.Z臂安装板固定在Y向滑块上，通过Z向上压板，Z向下压板固定在Y同步带上，与Y同步带做同步运动；5.传动轴(即方轴)通过联轴器，由Z轴电机带动；6.齿轮内孔套在传动轴上，与传动轴做同步运动；7.齿条固定在导轨上，由齿轮带动做上下运动；8.恒负载弹簧平衡齿条和导轨的重力，使传动轴保持良好的传动性能。有益效果：本技术的三轴机械手，具有以下特点：1.Z轴电机设置在X向滑块上，通过独特的方轴-滑动的齿轮机构传动，减少Y臂的负重，Y轴载荷较传统模式减小。传统设计中，Z轴电机一般安装在Z臂安装板上，这样增大了Y底板载荷，对Y底板的负载能力有较高的要求。本技术中，Z电机安装在X向滑块处，通过传动轴来传递力矩，使得系统大大减轻了Y轴的负载。节省了Y轴负载后，Y轴的结构可以更小，更轻巧，在同样的条件下，大大提升系统的流畅性在Y轴轻量化设计后，系统摩擦力也会随之减小，这样摩擦损耗机械功率减少，机械效率提高。2.采用恒负载弹簧，恒负载弹簧固定在Z臂安装板上，同时弹簧片附着在齿条上。综上所述，本技术的三轴机械手结构紧凑，Y臂载荷小，运行顺畅，能量浪费少，机械效率高。附图说明图1为三轴机械手总体结构前侧向立体图；图2为三轴机械手右视图；图3为三轴机械手正视图；图4为三轴机械手左视图；图5为三轴机械手后视图；图6为三轴机械手俯视图；图7为三轴机械手总体结构后侧向立体图；图8为方轴-齿轮机构与Z臂结构示意图；图9为带转轴的齿轮的结构示意图；图10为齿轮轴上套装有方轴承及与方轴的位置关系示意图；图11为齿轮、齿轮锁定器、方轴承与方轴的位置关系示意图；图12为Z臂安装板结构示意图。标号说明：1-左支板，2-右支板，3-X向横梁，4-X向导轨，5-Y向驱动电机，6-Y向同步带，7-Y轴从动轮，8-Z向导轨，9-Y臂，10-X向滑块，11-X轴从动轮，12-X向连接器，13-X向同步带，14-X轴同步轮，15-X向驱动电机，16-恒负载弹簧，17-方轴，18-齿轮，19-齿条，20-Z轴电机，21-Y向滑块，22-Y向连接器；23-端部轴承。24-方轴承座，25-Z向导向块，26-Z向导向块安装板，27-齿轮轴，28-方轴承，29-齿轮锁定器，30-Z臂安装板。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明：实施例1：如图1～2，一种三轴机械手,包括支架、X臂、Y臂和Z臂；X臂设置在支架上，X臂、Y臂9和Z臂依次相连；X臂上设有X向滑块10，Y臂固定在X向滑块上；用于驱动Z臂的Z轴电机20设置在X向滑块上；Z轴电机通过基于方轴-齿轮的传动机构驱动Z臂作升降运动。三轴机械手还包括基于通过基于方轴-齿轮的传动机构包括方轴17和套装在方轴上的齿轮18；方轴的内端与Z轴电机的转轴相连(如通过联轴器相连，或直接焊接在Z轴电机的转轴上)；Z臂上设有与齿轮适配的齿条19；齿轮能在方轴上沿Y轴方向滑动。在Y臂上设有能沿Y臂滑动的Y向滑块21，Y向滑块上设有Z臂安装板30，Z臂安装板上设有方轴承座24和Z向导向块安装板26；Z向导向块安装板上固定有Z向导向块25；带齿条的Z向导轨8插装在Z向导向块中的凹槽内；齿轮上设有带孔的齿轮轴27；齿轮轴插装在方轴承28中；方轴承设置在方轴承座内，方轴插装在所述的齿轮轴中的孔中。齿轮上还有所有锁定齿轮轴的齿轮锁定器；齿轮轴与齿轮锁定器通过螺纹配合。齿轮轴上设有外螺纹，齿轮锁定器上设有内螺纹。齿轮锁定器能防止齿轮脱离轴承座，而方轴既能驱动齿轮转动，又能相对齿轮轴向运动，结构巧妙。方轴的横截面为六边形，具体为正六边形。对应的，齿轮中的孔为六边形孔，具体为正六边形。Y向滑块上设有用于托住Z向导轨和齿条的恒负载弹簧16，恒定负载弹簧，又称恒力式弹簧。方轴的外端插装在Y臂外端的端部轴承23中。支架包括竖直设置的左支板1和右支板2；X向滑块由X向驱动电机15和同步带传动机构驱动；X臂安装在Y向滑块21上，Y向滑块由Y向驱动电机5和同步带传动机构驱动。X轴组件(即X臂)包括X向横梁3、X向导轨4、X向滑块10、X向驱动电机15、X向滑块10以及X向传动机构；X向横梁固定在支架上；X向导轨固定在X向横梁上；X向滑块安装在X向导轨上且能沿着X向导轨滑动；X向驱动电机安装在支架上或X向横梁上；X向驱动电机通过X向传动机构与X向滑块相连；Y轴组件(即Y臂)包括Y向驱动电机5、Y臂9、Y向传动机构、Y向导轨和Y向滑块21；Y向臂固定在X向滑块上；Y向臂与X向横梁垂直；Y向臂上固定有Y向导轨，Y向滑块安装的Y向导轨上，且能沿Y向导轨滑动；Y向驱动电机通过Y向传动机构与Y向滑块相连；恒负载弹簧用来平衡齿条和Z导轨所受的重力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴机械手,包括支架、X臂、Y臂和Z臂；X臂设置在支架上，X臂、Y臂（9）和Z臂依次相连；其特征在于，X臂上设有X向滑块（10），Y臂固定在X向滑块上；用于驱动Z臂的Z轴电机（20）设置在X向滑块上；Z轴电机通过基于方轴‑齿轮的传动机构驱动Z臂作升降运动。

【技术特征摘要】
1.一种三轴机械手,包括支架、X臂、Y臂和Z臂；X臂设置在支架上，X臂、Y臂（9）和Z臂依次相连；其特征在于，X臂上设有X向滑块（10），Y臂固定在X向滑块上；用于驱动Z臂的Z轴电机（20）设置在X向滑块上；Z轴电机通过基于方轴-齿轮的传动机构驱动Z臂作升降运动。2.根据权利要求1所述的三轴机械手,其特征在于，包括基于通过基于方轴-齿轮的传动机构包括方轴（17）和套装在方轴上的齿轮（18）；方轴的内端与Z轴电机的转轴相连；Z臂上设有与齿轮适配的齿条（19）；齿轮能在方轴上沿Y轴方向滑动。3.根据权利要求2所述的三轴机械手,其特征在于，在Y臂上设有能沿Y臂滑动的Y向滑块（21），Y向滑块上设有Z臂安装板（30），Z臂安装板上设有方轴承座（24）和Z向导向块安装板（26）；Z向导向块安装板上固定有Z向导向块（25）；带齿条的Z向导轨（8）插装在Z向导向块中的凹槽内；齿轮上设有带孔的齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏深广，刘炼，
申请(专利权)人：深圳市博辰智控有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44