本實用新型屬于機器人領域，具體地說，涉及一種三軸機器人。

背景技術：

目前市場上用于電子裝配和生產線上食品快速轉移的機器人大多是SCARA機器人以及蜘蛛手型機器人，他們可以完成快速轉移物品，并精確定位。但這些機器人結構復雜，制作成本高，同一動作往往需要通過四軸甚至六軸機構完成。

中國專利申請號201420515514.6，公開日2015年4月15日的專利文件，公開了一種SCARA型機械手臂，所述SCARA型機械手臂包括底座、動力部分和旋轉部分，所述動力部分全部固定設置于所述底座中，所述動力部分能夠帶動所述旋轉部分進行任意角度的旋轉和任意方位的定位。該實用新型所述的SCARA型機械手臂采用多級同軸傳動，把提供動力的零部件全部放置到固定底座，并且不直接參與所述SCARA型機械手臂的運動，因此不會消耗彼此的動力和慣量，在同等負載的條件下，能夠達到節省能源、提高速度和加速度的效果，從而提高該實用新型所述的SCARA型機械手臂的工作效率，此外，該實用新型所述的SCARA型機械手臂能夠通過各伺服電機獨立控制各個機械臂的關節運動，使得所述SCARA型機械手臂的運動更為精準。

中國專利申請號201320228197.5，公開日2013年11月13日的專利文件，公開了一種Scara機器人，包括第一旋轉關節、第二旋轉關節、旋轉移動復合運動關節和花鍵絲杠，第一旋轉關節和第二旋轉關節相連接，第二旋轉關節另一端連接旋轉移動復合運動關節，所述旋轉移動復合運動關節分為旋轉關節和移動關節兩部分，所述旋轉關節通過第三伺服電機輸出經過第三諧波減速器減速、同步帶傳動至滾珠花鍵內圈，所述第三諧波減速器增加深溝球軸承作為輔助支撐，該實用新型機器人通過在旋轉移動復合運動關節內諧波減速器內增加深溝球軸承，有效地提高了機器人的運行剛度，結構緊湊，精度高。

上述兩份專利文件公開了兩種不同結構的SCARA機器人，但兩者的共同缺陷是結構復雜，采用絲桿絲杠控制機械臂動作對制作精度有極高要求，制作成本因此升高。

技術實現要素：

1、要解決的問題

針對現有裝配及轉移用機器人結構復雜、體積大、制造成本高的問題，本實用新型提供一種三軸機器人，其結構簡單、緊湊，體積小，制造成本低，動作靈活、精準，能取代現有結構復雜的裝配及轉移用機器人實現提高生產效率、降低生產成本的效果。

2、技術方案

為解決上述問題，本實用新型采用如下的技術方案。

一種三軸機器人，包括手臂，所述的手臂包括主架、伺服電機和設置在主架端部的升降臂，所述的主架端部設置有滑槽，中部設置有轉輪和拉升臂；所述的升降臂設置在滑槽內；所述的拉升臂的一端以及轉輪的中心均通過銷軸與主架連接；拉升臂以及轉輪可以繞銷軸相對主架旋轉；所述的轉輪上設置有偏心柱；所述的拉升臂端部設置有第一滑槽，中部設置有第二滑槽；所述的偏心柱設置在第二滑槽內；所述的升降臂上設置有第一凸起；所述的第一凸起設置在第一滑槽內；所述的伺服電機與轉輪中心的銷軸固定連接。

優選地，所述的拉升臂一端的銷軸的軸線、轉輪的中心線與主架表面相交形成的兩個點的連線與所述的滑槽所在直線垂直。

優選地，所述的主架端部設置有第三滑槽；所述的升降臂上設置有第二凸起；所述的第二凸起設置在第三滑槽內。

優選地，所述的伺服電機與轉輪中心的銷軸之間還設置有減速器；所述的減速器一端與伺服電機連接，另一端與轉輪中心的銷軸連接。

優選地，所述的第二滑槽的長度為K，所述的偏心柱直徑為d，所述的轉輪中心至偏心柱中心的距離為R，所述的第三滑槽的長度為L，其中K＝L＝2R+d。

優選地，所述的拉升臂與轉輪連接處設置有旋轉基盤；所述的旋轉基盤與轉輪固定連接；

所述的拉升臂與轉輪之間連接用的銷軸一端與轉輪固定連接，另一端穿過拉升臂使拉升臂可以繞該銷軸旋轉。

優選地，所述的升降臂下端設置有可以抓取待轉移物品的裝置。

優選地，所述的可以抓取待轉移物品的裝置為電磁鐵。

優選地，還包括底座、旋轉臺、連接臂；所述的旋轉臺設置在底座上端；所述的底座內設置有旋轉電機控制旋轉臺旋轉；所述的連接臂一端與旋轉臺固定連接，另一端設與所述的手臂固定連接。

3、有益效果

相比于現有技術，本實用新型的有益效果為：

(1)本實用新型的機器人手臂結構小巧、簡單，可以安裝到不同機器人末端，靈活性高；采用在轉輪上設置偏心柱帶動拉伸臂及升降臂完成動作的結構，造價成本低；

(2)本實用新型采用三坐標機器人的簡單結構，能夠完成四軸機器人的動作，在降低制作成本、簡化機器人結構、提高機器人靈活性方面起到重要推動作用；

(3)本實用新型拉升臂一端的銷軸的軸線、轉輪的中心線與主架表面相交形成的兩個點的連線與所述的滑槽所在直線垂直具有可以達到最快速和最大活動范圍的優點；

(4)本實用新型設置第二凸起(長方形滑塊)與第三滑槽相配合，與升降臂直接設置在第三滑槽內相比，當第二凸起磨損影響精度后可以根據需求進行更換，這比直接更換升降臂更加節省成本，操作也更加簡單；

(5)本實用新型設計K＝L＝2R+d，與隨意設置尺寸相比，本結構能夠更有利于控制速度，提高控制精確性，同時通過多重限位來提高精度；

(6)本實用新型旋轉基盤一方面起到使拉伸臂旋轉點不低于偏心柱，另一方面還有使升降臂運動時不會因為偏差造成與轉輪之間的運動干涉的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型機器人手臂的正面立體結構圖；

圖2為本實用新型機器人手臂的背面立體結構圖；

圖3為本實用新型機器人手臂動作狀態圖一；

圖4為本實用新型機器人手臂動作狀態圖二；

圖5為本實用新型機器人手臂尺寸關系圖；

圖6為本實用新型機器人主視圖；

圖7為圖6的俯視圖。

圖中：1、主架；2、轉輪；3、伺服電機；4、第一凸起；5、升降臂；6、第一滑槽；7、偏心柱；8、第二滑槽；9、拉升臂；10、旋轉基盤；11、第三滑槽；12、第二凸起；13、底座；14、旋轉臺；15、連接臂。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進一步進行描述。

實施例1

如圖6和圖7所示，一種三軸機器人，包括底座13、旋轉臺14、連接臂15；旋轉臺14設置在底座13上端；底座13內設置有旋轉電機控制旋轉臺14旋轉；連接臂15一端與旋轉臺14固定連接，另一端設置有手臂；如圖1所示，手臂包括主架1、伺服電機3和設置在主架1端部的升降臂5，如圖2所示，主架1端部設置有第三滑槽11，第三滑槽11的長度為L＝100mm，中部設置有轉輪2和拉升臂9；升降臂5上設置有第二凸起12；第二凸起12設置在第三滑槽11內；拉升臂9的一端以及轉輪2的中心均通過銷軸與主架1連接；拉升臂9以及轉輪2可以繞銷軸相對主架1旋轉；拉升臂9一端的銷軸的軸線、轉輪2的中心線與主架1表面相交形成的兩個點的連線與滑槽所在直線垂直；轉輪2上設置有偏心柱7；偏心柱7直徑為d＝10mm，轉輪2中心至偏心柱7中心的距離為R＝45mm，拉升臂9端部設置有第一滑槽6，中部設置有第二滑槽8；第二滑槽8的長度為K＝100mm，偏心柱7設置在第二滑槽8內；升降臂5上設置有第一凸起4；第一凸起4設置在第一滑槽6內；伺服電機3與轉輪2中心的銷軸之間還設置有減速器，減速器一端與伺服電機3連接，另一端與轉輪2中心的銷軸連接；

如圖5所示，本實施例中上述K＝L＝2R+d。

本實施例中手臂中主架1與連接臂15固定連接。

本實用新型的機器人手臂結構小巧、簡單，可以安裝到不同機器人末端，靈活性高；采用在轉輪上設置偏心柱帶動拉伸臂及升降臂完成動作的結構，造價成本低。

本實用新型機器人采用三坐標機器人的簡單結構，能夠完成四軸機器人的動作，在降低制作成本、簡化機器人結構、提高機器人靈活性方面起到重要推動作用。

一種三軸機器人的使用方法，包括如下步驟：

S1.在升降臂5下端設置可以抓取待轉移物品的裝置，本實施例中以抓取鐵質零件為例，在升降臂5下端設置電磁鐵；

S2.啟動伺服電機3，經減速器輸出的轉速為60rad/min；使其帶動轉輪2繞其中心的銷軸旋轉，設置在轉輪2上的偏心柱7在第二滑槽8內滑動，同時拉升臂9繞其一端的銷軸旋轉，拉升臂9另一端在第一凸起4與第一滑槽6的配合下帶動升降臂5在第三滑槽11內垂直下降至最低點，如圖4所示，停止伺服電機3；

S3.步驟S2中升降臂5下降至最低點后啟動步驟S1中設置在升降臂5下端的電磁鐵，電磁鐵通電產生磁性，將鐵質零件吸取；

S4.啟動伺服電機3，轉輪2繼續繞其中心的銷軸旋轉，偏心柱7繼續在第二滑槽8內滑動，使拉升臂9繞其一端的銷軸旋轉，拉升臂9另一端在第一凸起4與第一滑槽6的配合下帶動升降臂5在第三滑槽11內垂直上升，轉輪2旋轉0.5圈后升降臂5上升至最高點時停止伺服電機3，如圖3所示；

S5.啟動底座13內設置的旋轉電機，控制旋轉臺14旋轉，使連接臂15帶動手臂相對底座13旋轉，旋轉至待轉移物品目的點停止旋轉電機；

S6.啟動伺服電機3，轉輪2繼續繞其中心的銷軸旋轉，偏心柱7繼續在第二滑槽8內滑動，使拉升臂9繞其一端的銷軸旋轉，拉升臂9另一端在第一凸起4與第一滑槽6的配合下帶動升降臂5在第三滑槽11內垂直下降，轉輪2旋轉0.5圈后升降臂5至最低點，停止伺服電機3；

S7.步驟S6中升降臂5下降至最低點后啟動步驟S1中設置在升降臂5下端的電磁鐵，使電磁鐵失電磁性消失，鐵質零件掉落至指定地點。

本實施例中機器人的使用方法步驟簡單，操作方便，能夠通過一個伺服系統完成傳統機器人多個伺服系統才能完成的動作，且其動作靈活，精度高；機器人動作快、效率高，能有效提高裝配及轉移生產線的生產效率。

實施例2

一種三軸機器人，與實施例1相同，所不同的是，拉升臂9與轉輪2連接處設置有旋轉基盤10；旋轉基盤10與轉輪2固定連接；拉升臂9與轉輪2之間連接用的銷軸一端與轉輪2固定連接，另一端穿過拉升臂9使拉升臂9可以繞該銷軸旋轉。

本實施例能起到與實施例1相同的有益效果。