本实用新型涉及机械工件加工技术领域，尤其涉及一种小型机械手。
背景技术：
传统的产品组装通过人工操作实现，作业员手动将单个零件拿出，然后肉眼对位组装或贴装，但这种方式组装效率非常低，需耗费较多人工，人工操作无法避免出现误差，导致贴装质量参差不齐，难以保证装配出高精度的产品。
随着科技的进步，机械手越来越普遍应用于产品的组装生产线上，可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，以及提高组装的精度，保证组装得到的产品质量。
现有的机械手结构均有结构复杂，尺寸过大和制造成本高的特点。例如申请号为201510636759的中国专利文献，公开了一种取料机械手，具体公开了在支撑架体上设有旋转机构、升降机构、伸缩机构以及抓取机构；抓取机构将工件抓取，通过旋转机构控制抓取机构在同一水平平面内转动，通过升降机构实现抓取机构在竖直平面内升降，通过伸缩机构实现抓取机构在同一水平平面内向前延伸或向后收缩。
但是上述机械手并不适用于电子产品行业，如手机零配件、PCB电路板零件的自动化组装贴装。由于物料体积较小，并且对物料的抓取和摆放精度要求较高，大型机械手通常无法到位和无法实现精准操作。需要提供一种结构简单、占用空间较小以便精准组装电子产品的机械手。
技术实现要素：
本实用新型提供一种小型机械手，采用一主轴实现升降运动和水平旋转运动，结构简单，节约空间，便于进行精细操作，以提高组装产品的精确度。
本实用新型的其中一实施例提供一种小型机械手，适用于组装电子产品，包括机架，机架上设有主轴以及分别与主轴连接的主轴直线机构和旋转机构，主轴通过主轴直线机构和旋转机构实现升降运动和水平旋转运动。
优选地，主轴直线机构包括连接件、直线导轨、传动结构和第一电机，第一电机、直线导轨和传动结构固定于机架上，第一电机与传动结构连接，连接件分别与主轴和传动结构连接，并连同主轴在直线导轨范围内往返运动。
优选地，传动结构包括传动件、第一传动轮和第二传动轮，第一传动轮和第二传动轮固定于机架上，第一电机与第一传动轮连接，传动件与第一传动轮和第二传动轮连接，连接件固定连接于传动件。
优选地，传动件为同步皮带或同步链条。
优选地，第一电机为伺服电机。
优选地，旋转机构包括第二电机、第三传动轮、第四传动轮、传动件、轴承和轴套，第二电机、第三传动轮和第四传动轮固定于机架上，第二电机与第三传动轮连接，传动件与第三传动轮和第四传动轮连接，主轴通过套有的轴承与轴套连接，轴套与第四传动轮连接。
优选地，传动件为同步皮带或同步链条。
优选地，第二电机为伺服电机。
优选地，主轴的一端设有用于直接作用工件的功能件。
依据上述实施例，由于采用分别与主轴连接的主轴直线机构和旋转机构，只需要一主轴便可实现升降运动和水平旋转运动。与现有技术相比，该小型机械手结构简单，可降低制造成本；体积较小，便于移动，节约空间，也利于进行精细操作，增强组装电子产品的精确度，一轴驱动还能避免现有技术中两轴驱动存在的精度误差积累的问题，进一步提高组装精度。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施例的立体结构示意图；
图2为图1中的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他部件所替代。
请参见图1和图2，本实施例公开一种小型机械手，该小型机械手适用于组装电子产品等小型产品，例如手机零配件或PCB电路板零件等。其包括机架4，机架4上设有主轴1、主轴直线机构和旋转机构。在本实施例中，主轴直线机构位于旋转机构的上方，在另一实施例中，主轴直线机构也可位于旋转机构的下方，具体的位置和尺寸可根据实际生产需求进行设计。在本实施例中，主轴直线机构通过导轨结构传动主轴1，具体可通过电机驱动传动结构，传动结构带动块状结构在导轨上滑动，可实现精确和快速传动，加快主轴1的移动速度，从而加快产品组装效率。在本实施例中，主轴直线机构包括第一电机21、直线导轨22、传动件、第一传动轮23、第二传动轮24和连接件26。其中第一电机21、直线导轨22、第一传动轮23和第二传动轮24固定于机架4上。其中第一电机21为伺服电机，可准确驱动主轴1至预定的工位。第一电机21与第一传动轮23连接，传动件与第一传动轮23和第二传动轮24连接。连接件26与主轴1的一端固定连接，主轴1的另一端设有用于直接作用工件的功能件11，功能件11可以是批头、钻头、扳手等。功能件11可根据实际需求进行替换。连接件26和传动件连接并可带动主轴1在直线导轨22范围内往返运动。传动件为同步皮带25或同步链条，采用同步皮带25或同步链条可以实现快速通过连接件26传动主轴1，从而加快功能件11的移动速度，提高组装产品的效率，可以实现精准移动，减少组装误差。
在另一实施例中，传动机构也可以是气缸，通过气缸驱动连接件26，连接件26带动主轴1在直线导轨22的范围内实现往返运动。但是通常气缸体积较大，且不易控制，使用效果较差。
在另一实施例中，主轴直线机构可以是丝杆传动结构，丝杆传动结构可较准确传动主轴1，但是存在传动速度较慢的问题。
旋转机构包括第二电机31、第三传动轮32、第四传动轮33、传动件、轴承34和轴套35。其中主轴1中部的外周套有轴承34，主轴1通过轴承34与轴套35连接，轴套35与第四传动轮33连接，功能件11伸出于第四传动轮33。在本实施例中，传动件为同步皮带25或同步链条，采用同步皮带25或同步链条可以实现带动轴套35，从而轴套35快速传动轴承34，轴承34带动连接件26连同主轴1快速旋转，加快功能件11的移动速度，提高组装产品的效率。传动件与第三传动轮32和第四传动轮33连接。第二电机31与第三传动轮32连接，第二电机31为伺服电机，可准确驱动主轴1上的功能件11至预定的工位。第二电机31、第三传动轮32和第四传动轮33固定连接于机架4上。
下面说明本实施例的工作过程。需要上下移动功能件11至指定工位时，根据移动距离设置第一电机21的脉冲数。第一电机21驱动第一传动轮23转动，第一传动轮23带动同步皮带25运动，同步皮带25带动第二传动轮24转动，使得同步皮带25顺畅运动。同步皮带25的一端与连接件26为固定连接，因此进一步带动连接件26连同主轴1在直线导轨22上往上/下运动，直至主轴1上的功能件11到达指定工位；
需要旋转功能件11至指定工位时，根据旋转角度设置第二电机31的脉冲数。第二电机31驱动第三传动轮32转动，第三传动轮32带动同步皮带25运动，进一步带动第四传动轮33转动。由于第四传动轮33与轴套35固定连接，轴套35随着第四传动轮33，以主轴1为轴共同旋转指定角度，同时轴承34随之做水平旋转运动，轴承34带动主轴1旋转，实现主轴1旋转方向动作，主轴1带动功能件11旋转指定角度至指定工位。主轴1与轴套35之间通过轴承34实现旋转限位，主轴1通过连接件26和直线导轨22实现升降限位，从而保证升降方向和旋转角的位移量精确可控，使得一主轴,驱动的方式代能替传统的两轴驱动方式，而且一主轴驱动的方式还可以解决两轴驱动存在的精度误差积累的问题，从而进一步提高组装精确度。
本实施例中提供的小型机械手结构紧凑小巧，可排列布局多个主轴，每个主轴可独立工作，满足高效率的工作场合。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。