本实用新型涉及一种机械手，尤其是一种机械手上执行移动的机械臂。
背景技术：
在现在的自动化生产机器人设备上，三轴机械手是一种常见的执行机构的移位驱动机构，现有的三轴机构顾名思义，一般包括x轴、y轴和z轴的驱动机构，通过xyz轴上的移动来控制运行位置，在一般的工业加工、分拣等操作中有着广泛的使用。现有的三轴机构分别包括x轴机构、y轴机构和z轴机构，其中x轴机构、y轴机构和z轴机构分别包括运行轨道组件和驱动组件，各个轴的运行轨道组件在不同方向上延伸，造成了整体机械臂占用的空间较大，如公布号为cn106735685a的申请文件提供了一种不同于一般的xyz轴平移机构组成的机械手，在y轴上，通过第二驱动机构驱动第二固定架旋转来配合第一移动装置来实现平面上的移动覆盖，来替代以往的三轴均为直线运动的机械手的运行方式，这种结构适合在平面上具有较大的作业面积时移动机械手时使用，例如适用于点焊设备上。但是其第二固定架仍具有较大的延伸长度，在作业面较窄时，例如在眼镜框注塑设备上时，注塑完成后需通过机械手从模具中取出镜框然后移送到指定位置，在自动的拾取镜框时，不具备供y轴作圆周运动的空间。因此现有的三轴机械手均存在结构复杂，作业所需的空间大的不足。
技术实现要素：
本实用新型提供一种既能简化结构的复杂度、降低整体成本，又能缩小作业空间，适应作业空间受限的场景使用的三轴曲臂连杆机械臂。
该机械臂包括x轴机构、y轴机构和z轴机构，其改进在于：所述的x轴机构连接有受x轴机构驱动沿x轴作直线运动的x轴滑行组件，y轴机构包括一设于x轴滑行组件上的、与x轴机构运行方向相同的转轴组件和受转轴组件驱动的转动臂，转轴组件的一端连接有旋转驱动组件，转轴组件的另一端与转动臂连接，转动臂的两端设有同步轮组件，同步轮组件连接转轴组件和z轴机构，z轴机构在同步轮组件的驱动下保持垂直状态。
优选地，所述的x轴滑行组件包括连接与x轴机构上的x轴滑台以及安装于x轴滑台上的x轴机械臂支架；x轴机械臂支架具有与x轴滑台固定的底板、位于底板前后两端的前端板和后端板，底板、前端板、后端板组成u形结构的x轴机械臂支架。
优选地，所述的旋转驱动组件包括一电机和连接于电机输出轴上的减速箱，减速箱安装于后端板上，减速箱的输出轴穿过后端板后连接转轴组件。
优选地，所述的转轴组件包括与减速箱的输出轴连接的联轴器以及与联轴器连接的转动臂转轴；转动臂转轴与所述的转动臂固定带动转动臂与转动臂转轴一起转动。
优选地，所述的转动臂包括相互固定的前侧板和后侧板，前侧板和后侧板之间具有间隔空间，转动臂转轴穿过后侧板一端与前侧板一端固定；所述的前侧板和后侧板另一端通过轴承连接一z轴机构转轴，z轴机构与z轴机构转轴固定连接。
优选地，所述的同步轮组件安装于前侧板和后侧板之间的间隔空间中，同步轮组件包括安装于转动臂转轴上的第一同步轮、安装于z轴机构转轴上的第二同步轮、以及连接第一同步轮和第二同步轮之间的同步带，第一同步轮固定在转动臂转轴上与转动臂转轴随动，第二同步轮固定在z轴机构转轴上带动z轴机构转轴转动。
优选地，所述的z轴机构包括固定在z轴机构转轴上的联动板，联动板保持垂直状态，联动板外表面通过z轴连接板安装有z轴升降组件。
优选地，所述的z轴升降组件连接有一受z轴升降组件驱动实现升降的抓取组件，所述的抓取组件包括一与z轴升降组件连接的升降座，升降座上安装有一立板；立板下方安装有水口夹，水口夹正面设有负压吸嘴。
优选地，所述的升降座底部通过直线导轨和滑块连接一滑块安装板，所述的立板固定在滑块安装板下方，滑块安装板设有条形通孔，升降座底部安装有第一螺杆，滑块安装板底部安装有第二螺杆，第一螺杆穿过条形通孔通过拉簧连接第二螺杆。
本实用新型的三轴曲臂连杆机械臂将y轴设计为在垂直面上的圆周运行，通过联动z轴使z轴组件始终保持垂直方向运行，使y轴和z轴形成可折叠的结构，通过单一驱动实现联动，使整体三轴机械手的结构更加紧凑，给注塑机的模具吊装和设备维护留出了空间。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例去掉各部分壳体之后的整体结构示意图；
图3是本实用新型实施例的传动部分的装配结构示意图；
图4是本实用新型实施例的传动部分的爆炸图；
图5是本实用新型实施例的抓取组件的结构示意图。
具体实施方式
如图1-图5所示，本实施例的三轴曲臂连杆机械臂包括x轴机构1、y轴机构2和z轴机构3，所述的x轴机构1连接有受x轴机构1驱动沿x轴作直线运动的x轴滑行组件4，y轴机构2包括一设于x轴滑行组件4上的、与x轴机构1运行方向相同的转轴组件21和受转轴组件驱动的转动臂22，转轴组件21的一端连接有旋转驱动组件5，转轴组件21的另一端与转动臂22连接，转动臂22的两端设有同步轮组件6，同步轮组件6连接转轴组件21和z轴机构3，z轴机构3在同步轮组件5的驱动下保持垂直状态。
上述结构中，x轴机构1用于驱动整体机械臂沿x轴方向作直线运动，这部分结构与现有的x轴机构基本相同，可以通过电机驱动丝杆或者链条、同步带等装置实现，主要区别在于y轴机构2的结构，y轴机构2将直线运动转换为圆周运动，同时保证z轴组件的垂直状态，使z轴能够正常的实现垂直方向的升降运动，所以本实施例中通过转轴组件21连接转动臂22的同时，还通过同步轮组件6连接z轴机构3，在驱动转动臂22进行角度变化的同时，通过同步轮组件6对z轴机构3进行反方向的角度补偿，从而通过一个动力源实现y轴组件2和z轴组件3的角度联动。
具体地，本实施例中，所述的x轴滑行组件4包括连接与x轴机构1上的x轴滑台41以及安装于x轴滑台41上的x轴机械臂支架42；x轴机械臂支架42具有与x轴滑台固定的底板421、位于底板421前后两端的前端板422和后端板423，底板421、前端板422、后端板423组成u形结构的x轴机械臂支架42。底板421、前端板422、后端板423组成u形结构以后，其前端板422、后端板423可以用来安装结构件，前端板422、后端板423之间的空间用来安装传动装置，这样使各部分的安装更加稳定，工作顺畅。
在y轴组件2运行的动力方面，本实施例中，所述的旋转驱动组件5包括一电机51和连接于电机51输出轴上的减速箱52，减速箱52安装于后端板422上，减速箱52的输出轴穿过后端板422后连接转轴组件21。
在y轴组件2运行的传动方面，本实施例中，所述的转轴组件21包括与减速箱52的输出轴连接的联轴器211以及与联轴器211连接的转动臂转轴212；转动臂转轴212与所述的转动臂22固定带动转动臂22与转动臂转轴212一起转动。
本实施例中，所述的转动臂22包括相互固定的前侧板221和后侧板222，前侧板221和后侧板222之间具有间隔空间，转动臂转轴212穿过后侧板222一端与前侧板221一端固定；所述的前侧板221和后侧板222另一端通过轴承7连接一z轴机构转轴8，z轴机构3与z轴机构转轴8固定连接。
为了使运转更加稳定，转动臂转轴212和后侧板222安装有轴承9，并通过垫圈10安装在后侧板222上。
本实施例中，所述的同步轮组件6安装于前侧板221和后侧板222之间的间隔空间中，同步轮组件6包括安装于转动臂转轴212上的第一同步轮61、安装于z轴机构转轴8上的第二同步轮62、以及连接第一同步轮61和第二同步轮62之间的同步带63，第一同步轮61固定在转动臂转轴212上与转动臂转轴212随动，第二同步轮62固定在z轴机构转轴8上带动z轴机构转轴8转动。
工作时，当需要y轴组件2带动z轴组件向远端运行时，需要转动臂22放平，同时，转动臂22与z轴组件的角度增大，所以从设备的正面分析时，此时电机顺时针转动一定角度，第一同步轮61跟随转动臂转轴212顺时针运动，带动同步带63和第二同步轮62也顺时针传动，于是z轴组件相对于转动臂22打开相应的角度，仍然保持垂直；当需要y轴组件2带动z轴组件向近端运动时，需要转动臂抬起，通过转动臂22与u轴组件的角度减小，同样从设备的正面分析时，电机逆时针转动一定角度，第一同步轮61跟随转动臂转轴212逆时针运动，带动同步带63和第二同步轮62也逆时针传动，于是z轴组件相对于转动臂22收缩相应的角度，仍然保持垂直。
在z轴机构3的具体结构上，本实施例中，所述的z轴机构3包括固定在z轴机构转轴8上的联动板31，联动板31保持垂直状态，联动板31外表面通过z轴连接板32安装有z轴升降组件33。
以从注塑机中取出注塑成型的眼镜框为例，本实施例中，所述的z轴升降组件33连接有一受z轴升降组件33驱动实现升降的抓取组件34，所述的抓取组件34包括一与z轴升降组件33连接的升降座35，升降座35上安装有一立板36；立板36下方安装有水口夹37，水口夹37正面设有负压吸嘴38。负压吸嘴为新增结构，以往仅通过水口夹37夹住水口在从模具中取出镜框，由于成型的镜框和模具之间还有一定的附着力，这种单点的取出方式不稳定，往往只能直接通过机械臂移动到下料位处然后松开水口夹的方式下料，不能进行稳定的摆放，通过增加负压吸嘴可以同时对水口和镜框本身两处进行固定，可以稳定的夹取镜框并放置到指定位置进行有序的摆放。
同时，仍然考虑到由于成型的镜框和模具之间还有一定的附着力，在取出镜框时，整体机械臂尤其是z轴需要克服该附着力才能从模具中取出镜框，在取出时的一刹那，镜框与模具之间的附着力释放，此时z轴组件需要吸收一定的震动来抵消附着力的释放，为了克服该震动对整体z轴组件的影响，本实施例中，所述的升降座35底部通过直线导轨和滑块39连接一滑块安装板310，所述的立板36固定在滑块安装板310下方，滑块安装板310设有条形通孔311，升降座25底部安装有第一螺杆312，滑块安装板310底部安装有第二螺杆313，第一螺杆312穿过条形通孔311通过拉簧314连接第二螺杆313。滑块安装板与升降座为弹性的可滑动连接，附着力释放时，震动在滑块安装板处就已经进行弹性的补偿，不会传动到升降座35，从而保证了升降驱动机构例如丝杆的精度不受影响。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或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专利保护范围内。
1.三轴曲臂连杆机械臂，包括x轴机构、y轴机构和z轴机构，其特征在于：所述的x轴机构连接有受x轴机构驱动沿x轴作直线运动的x轴滑行组件，y轴机构包括一设于x轴滑行组件上的、与x轴机构运行方向相同的转轴组件和受转轴组件驱动的转动臂，转轴组件的一端连接有旋转驱动组件，转轴组件的另一端与转动臂连接，转动臂的两端设有同步轮组件，同步轮组件连接转轴组件和z轴机构，z轴机构在同步轮组件的驱动下保持垂直状态。
2.如权利要求1所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的x轴滑行组件包括连接与x轴机构上的x轴滑台以及安装于x轴滑台上的x轴机械臂支架；x轴机械臂支架具有与x轴滑台固定的底板、位于底板前后两端的前端板和后端板，底板、前端板、后端板组成u形结构的x轴机械臂支架。
3.如权利要求2所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的旋转驱动组件包括一电机和连接于电机输出轴上的减速箱，减速箱安装于后端板上，减速箱的输出轴穿过后端板后连接转轴组件。
4.如权利要求3所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的转轴组件包括与减速箱的输出轴连接的联轴器以及与联轴器连接的转动臂转轴；转动臂转轴与所述的转动臂固定带动转动臂与转动臂转轴一起转动。
5.如权利要求4所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的转动臂包括相互固定的前侧板和后侧板，前侧板和后侧板之间具有间隔空间，转动臂转轴穿过后侧板一端与前侧板一端固定；所述的前侧板和后侧板另一端通过轴承连接一z轴机构转轴，z轴机构与z轴机构转轴固定连接。
6.如权利要求5所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的同步轮组件安装于前侧板和后侧板之间的间隔空间中，同步轮组件包括安装于转动臂转轴上的第一同步轮、安装于z轴机构转轴上的第二同步轮、以及连接第一同步轮和第二同步轮之间的同步带，第一同步轮固定在转动臂转轴上与转动臂转轴随动，第二同步轮固定在z轴机构转轴上带动z轴机构转轴转动。
7.如权利要求6所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的z轴机构包括固定在z轴机构转轴上的联动板，联动板保持垂直状态，联动板外表面通过z轴连接板安装有z轴升降组件。
8.如权利要求7所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的z轴升降组件连接有一受z轴升降组件驱动实现升降的抓取组件，所述的抓取组件包括一与z轴升降组件连接的升降座，升降座上安装有一立板；立板下方安装有水口夹，水口夹正面设有负压吸嘴。
9.如权利要求8所述的三轴曲臂连杆机械臂，其特征在于：所述的升降座底部通过直线导轨和滑块连接一滑块安装板，所述的立板固定在滑块安装板下方，滑块安装板设有条形通孔，升降座底部安装有第一螺杆，滑块安装板底部安装有第二螺杆，第一螺杆穿过条形通孔通过拉簧连接第二螺杆。
技术总结