一种三轴机械臂的制作方法

1.本实用新型涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种三轴机械臂。


背景技术：

2.工业机械臂在工业制造领域具有广泛的应用，在工业生产制造中，工业机械臂完全可以取代人从事的一些工作，降低了对工人的伤害性，另外，对于一些重复性工作或者对生产制造要求精度高的装配制造业，工业机械臂的作用尤为重要。
3.在工业机械臂中，三轴机械臂的应用最为广泛，目前的三轴机械臂，存在体积大和占用空间大的问题，影响了三轴机械臂的使用灵活性，不能很好地适用于各种工业生产制造的场景，具有一定的弊端。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种三轴机械臂，所述三轴机械臂的整体结构合理精简，有体积小和占用空间小的优点，能灵活地安装或应用于各种工业生产制造的场景，具有很好的实用性。
5.相应的，本实用新型实施例提供了一种三轴机械臂，包括第一轴臂、第二轴臂和第三轴臂；
6.所述第一轴臂包括第一机架、第一导向件、第一滑动板和第一驱动装置，所述第一机架包括左立板、右立板和立板加强筋，所述左立板和所述右立板在x向相对平行设置，所述左立板和所述右立板之间设置有若干所述立板加强筋；所述导向件沿y向设置在所述第一机架上，所述第一滑动板配合在所述第一导向件上且所述第一滑动板基于所述第一驱动装置驱动沿所述第一导向件运动；
7.所述第二轴臂包括第二机架、第二导向件、第二滑动板和第二驱动装置，所述第二机架为沿x向设置的中空结构，且所述第二机架的x正向一侧固定在所述第一滑动板上；所述第二导向件沿x向设置在所述第二机架上，所述第二滑动板配合在所述第二导向件上，且所述第二滑动板基于所述第二驱动装置驱动沿所述第二导向件运动；
8.所述第三轴臂设置在所述第二滑动板上。
9.可选的实施方式，所述第一轴臂还包括第一拖链，所述第一拖链内设置有若干条电连接线；
10.所述第一机架中设置有容置腔，所述第一拖链设置在所述容置腔内，所述第一拖链的一端连接至所述第一滑动板上。
11.可选的实施方式，所述第一机架还包括底板，所述左立板和所述右立板设置在所述底板上；
12.所述底板上设置有特制立板加强筋，所述特制立板加强筋同时连接所述底板、所述左立板和所述右立板。
13.可选的实施方式，所述第一驱动装置包括第一旋转驱动电机、第一同步带轮和第
一皮带；
14.所述第一旋转驱动电机设置在所述第一滑动板上，所述第一同步带轮设置在所述第一旋转驱动电机的驱动端；
15.所述第一皮带沿y向设置在所述第一机架上，所述第一皮带上设置有与所述第一同步带轮配合的第一啮合齿；
16.所述第一同步带轮与所述第一皮带啮合。
17.可选的实施方式，所述第二滑动板朝向所述第二机架的一面为安装面，所述第二机架在对应于所述安装面的位置上设置有零部件贯通部，且在所述第二滑动板的往复运动行程范围内，所述安装面与所述零部件贯通部保持正对；
18.所述第三驱动装置设置在所述第二滑动板的安装面上，并内嵌于所述零部件贯通部中。
19.可选的实施方式，所述第二机架由平板和u型板连接而成；
20.所述平板在对应于所述安装面的位置上设置有平板贯通孔；
21.所述u型板在对应于所述平板贯通孔的位置上设置有u型板贯通孔；
22.所述平板贯通孔与所述u型板贯通孔形成所述零部件贯通部。
23.可选的实施方式，所述第二驱动装置包括第二旋转驱动电机和传动组件，所述传动组件包括第二同步带轮、第三同步带轮和同步带；
24.所述第二旋转驱动电机设置在所述平板上；
25.所述第二同步带轮铰接在所述u型板的内部一端，且所述第二旋转驱动电机的驱动端与所述第二同步带轮连接；
26.所述第三同步带轮铰接在所述u型板的内部另一端；
27.所述同步带沿x向设置在u型板的内部，且所述同步带围绕所述u型板贯通孔设置，所述第二同步带轮与所述第三同步带轮之间通过所述同步带连接；
28.所述第二滑动板与所述同步带连接。
29.可选的实施方式，所述第三驱动装置为第三旋转驱动电机，所述第三旋转驱动电机的驱动端连接有第四同步带轮；
30.所述滑动导轨中沿z向设置有第二皮带，所述第二皮带上设置有与所述第四同步带轮配合的第二啮合齿；
31.所述第四同步带轮与所述第二皮带啮合。
32.可选的实施方式，所述第三导向件包括多个滑动导向块和多个轴承；
33.所述第二滑动板的一侧设置有导向块固定座，所述多个滑动导向块沿z向依次设置在所述导向块固定座中；
34.所述多个轴承沿z向依次设置在所述第二滑动板的另一侧；
35.所述滑动导轨的一侧与所述多个滑动导向块配合，所述滑动导轨的另一侧与所述多个轴承配合。
36.本实用新型实施例提供了一种三轴机械臂，在所述第一轴臂中，所述第一旋转驱动电机、所述第一同步带轮、所述第一皮带和所述第一拖链设置在所述第一机架的内部，能使所述第一轴臂的整体结构合理精简，有效减少所述第一轴臂的体积和占用空间；在所述第二轴臂中，所述第二驱动装置设置在所述第二机架的内部，能使所述第二轴臂的整体结
构合理精简，有效减少所述第二轴臂的体积和占用空间；在所述第三轴臂中，所述第三旋转驱动电机、所述第四同步带轮和所述第二皮带内置，能使所述第三轴臂的整体结构合理精简，有效减少所述第三轴臂的体积和占用空间；在所述第二轴臂和所述第三轴臂中，所述第三旋转驱动电机设置在所述第二滑动板的安装面上时，所述第三旋转驱动电机可以嵌入设置在所述零部件贯通部中，不仅便于所述第三旋转驱动电机的安装设置，还能有效减少所述三轴机械臂的体积和占用空间。可见，所述三轴机械臂的整体结构合理精简，有体积小和占用空间小的优点，能灵活地安装或应用于各种工业生产制造的场景，具有很好的实用性。
附图说明
37.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，显而易见的，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。
38.图1是本实用新型实施例中三轴机械臂的第一三维结构示意图；
39.图2是本实用新型实施例中三轴机械臂的第二三维结构示意图；
40.图3是本实用新型实施例中第一轴臂的三维结构示意图；
41.图4是本实用新型实施例中第一轴臂的爆炸图；
42.图5是本实用新型实施例中第一驱动装置和第一滑动板的结构示意图；
43.图6是本实用新型实施例中第二轴臂和第三轴臂的正面三维结构示意图；
44.图7是本实用新型实施例中第二轴臂和第三轴臂的背面三维结构示意图；
45.图8是本实用新型实施例中第二轴臂的背面内部结构示意图；
46.图9是本实用新型实施例中第二轴臂的背面局部结构示意图。
具体实施方式
47.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。
48.图1是本实用新型实施例中三轴机械臂的第一三维结构示意图，图2是本实用新型实施例中三轴机械臂的第二三维结构示意图。具体的，为了描述的便利性，在附图图1中示出了一xyz直角三轴坐标系，其余附图基于图1示意的坐标系方向相应建立坐标系；其中，第一方向为y向，第二方向为x向，第三方向为z向。
49.本实用新型实施例提供了一种三轴机械臂，所述三轴机械臂包括第一轴臂1、第二轴臂2和第三轴臂3。
50.所述第一轴臂1包括第一机架11、第一导向件、第一滑动板12和第一驱动装置；所述第一导向件沿预设的第一方向设置在所述第一机架11；所述第一滑动板12设置在所述第一导向件上，所述第一滑动板12在所述第一驱动装置的驱动下沿所述第一方向往复运动。
51.所述第二轴臂2包括第二机架21、第二导向件、第二滑动板22和第二驱动装置；所述第二机架21设置在所述第一滑动板12上；所述第二导向件沿预设的第二方向设置在所述
第二机架21上；所述第二滑动板22设置在所述第二导向件上，所述第二滑动板22在所述第二驱动装置的驱动下沿所述第二方向往复运动。
52.所述第三轴臂3包括第三导向件、滑动导轨31和第三驱动装置；所述第三导向件沿预设的第三方向设置在所述第二滑动板22上；所述滑动导轨31设置在所述第三导向件上，所述滑动导轨31在所述第三驱动装置的驱动下沿所述第三方向往复运动。
53.需要说明的是，在本实用新型实施例中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向之间互为90度，所述三轴机械臂以此方式实现三轴方向的往复运动。
54.第一轴臂1：
55.图3是本实用新型实施例中第一轴臂的三维结构示意图，图4是本实用新型实施例中第一轴臂的爆炸图，图5是本实用新型实施例中第一驱动装置和第一滑动板的结构示意图。
56.具体的，所述第一轴臂1还包括第一拖链13，所述第一拖链13内设置有若干条电连接线。
57.所述第一机架11中设置有容置腔，所述第一拖链13设置在所述容置腔内，所述第一拖链13的一端连接至所述第一滑动板12上。
58.需要说明的是，在所述第一拖链13内的若干条电连接线中，至少一条电连接线与所述第一驱动装置电连接，将与所述第一驱动装置电连接的电连接线设置在所述第一拖链13内，在所述第一滑动板12沿所述第一方向往复运动的过程中，所述第一拖链13的一端随所述第一滑动板12沿所述第一方向往复运动，所述第一拖链13对内置的若干条电连接线起到牵引和保护的作用，能保证电连接线与所述第一驱动装置的正常电连接，保证所述第一驱动装置和所述第一轴臂1的正常运行。
59.在本实用新型实施例中，所述第一拖链13设置在所述第一机架11的容置腔内，与将所述第一拖链13设置在所述第一机架11外部的结构设计相比，能很好地隐藏所述第一拖链13，不仅具有更好的外观效果，能使所述第一轴臂1的整体结构更加精简，有效减少所述第一轴臂1的体积和占用空间，达到更好的使用灵活性，能很好地适用于各种工业生产制造的场景，具有很好的实用性。
60.具体的，所述第一机架11包括左立板111、右立板112和槽板113。
61.所述左立板111和右立板112之间沿所述第一方向依次通过立板加强筋114连接，所述立板加强筋114连接所述左立板111和所述右立板112以形成稳定的第一机架11，所述立板加强筋114的具体数量需要根据所述左立板111和所述右立板112的长度而定。
62.所述立板加强筋114上设置有槽体安装位1141，所述槽板113的槽体1131设置在所述槽体安装位1141中。
63.所述槽板113的槽体1131以及所述槽体1131上方的空间区域形成所述容置腔。
64.另外，所述第一机架11还包括底板117，所述左立板111和所述右立板112设置在所述底板117上，所述底板117能增加所述左立板111和所述右立板112与放置平面的接触面积，能实现所述三轴机械臂的平稳放置。
65.所述底板117上设置有特制立板加强筋118，所述特制立板加强筋118同时连接所述底板117、所述左立板111和所述右立板112。
66.特别的，所述左立板111上设置有左侧对位安装孔1111，所述右立板112上设置有
右侧对位安装孔1121，所述左侧对位安装孔1111与所述右侧对位安装孔1121相对应。
67.具体实施中，所述左侧对位安装孔1111与所述右侧对位安装孔1121对应时，代表所述左立板111和所述右立板112已经对位安装，如果所述左侧对位安装孔1111与所述右侧对位安装孔1121未对应，则需要重新调节所述左立板111和所述右立板112的安装，保证所述左立板111和所述右立板112对位安装。
68.具体的，所述第一驱动装置包括第一旋转驱动电机14、第一同步带轮141和第一皮带15。
69.所述第一旋转驱动电机14设置在所述第一滑动板12上，所述第一同步带轮141设置在所述第一旋转驱动电机14的驱动端。
70.所述第一皮带15沿所述第一方向设置在所述第一机架11上，所述第一皮带15上设置有与所述第一同步带轮141配合的第一啮合齿。
71.所述第一同步带轮141与所述第一皮带15啮合。
72.具体实施中，所述第一同步带轮141在所述第一旋转驱动电机14的驱动下旋转，基于所述第一同步带轮141与所述第一皮带15的啮合，驱动所述第一滑动板12在所述第一导向件上沿所述第一方向往复运动。
73.在本实用新型实施例中，所述第一机架11包括左立板111和右立板112时，所述第一皮带15上的啮合齿朝向所述左立板111或所述右立板112。
74.具体的，所述左立板111和所述右立板112的前端通过前挡板115连接，所述前挡板115不仅起到连接所述左立板111和所述右立板112前端的作用，还能对所述第一滑动板12在所述第一导向件上沿所述第一方向的往复运动起到前端限位的作用。
75.具体的，所述左立板111和所述右立板112的后端通过后挡板116连接，所述后挡板116不仅起到连接所述左立板111和所述右立板112后端的作用，还能对所述第一滑动板12在所述第一导向件上沿所述第一方向的往复运动起到后端限位的作用。
76.其中，所述前挡板115的后侧面上设置有前皮带固定座1151，所述前皮带固定座1151上设置有前皮带固定件1152。
77.其中，所述后挡板116的前侧面上设置有后皮带固定座1161，所述后皮带固定座1161上设置有后皮带固定件1162。
78.所述前皮带固定件1152和所述后皮带固定件1162沿所述第一方向设置，所述第一皮带15的前端固定在所述前皮带固定件1152上，所述第一皮带15的后端固定在所述后皮带固定件1162上。
79.具体的，所述第一导向件包括左侧导轨161和右侧导轨162。
80.所述左侧导轨161沿所述第一方向设置在所述左立板111上。
81.所述右侧导轨162沿所述第一方向设置在所述右立板112上。
82.所述第一滑动板12的左右两侧分别滑动配合在所述左侧导轨161和所述右侧导轨162上。
83.更具体的，所述第一滑动板12的底部左右两侧分别设置有左侧滑块121和右侧滑块122。
84.所述第一滑动板12基于所述左侧滑块121滑动配合在所述左侧导轨161上。
85.所述第一滑动板12基于所述右侧滑块122滑动配合在所述右侧导轨162上。
86.在所述第一轴臂1中，所述第一旋转驱动电机14、所述第一同步带轮141、所述第一皮带15和所述第一拖链13设置在所述第一机架11的内部，能使所述第一轴臂1的整体结构合理精简，有效减少所述第一轴臂1的体积和占用空间，能灵活地安装或应用于所述三轴机械臂中，具有很好的实用性。
87.第二轴臂2：
88.图6是本实用新型实施例中第二轴臂和第三轴臂的正面三维结构示意图，图7是本实用新型实施例中第二轴臂和第三轴臂的背面三维结构示意图，图8是本实用新型实施例中第二轴臂的背面内部结构示意图，图9是本实用新型实施例中第二轴臂的背面局部结构示意图。
89.具体的，所述第二滑动板22朝向所述第二机架21的一面为安装面，所述第二机架21在对应于所述安装面的位置上设置有零部件贯通部211，且在所述第二滑动板22的往复运动行程范围内，所述安装面与所述零部件贯通部211保持正对；
90.所述第三驱动装置设置在所述第二滑动板22的安装面上，并内嵌于所述零部件贯通部211中。
91.在本实用新型实施例中，所述第三驱动装置设置在所述第二滑动板22的安装面上时，所述第三驱动装置可以嵌入设置在所述零部件贯通部211中，不仅便于所述第三驱动装置的安装设置，还能有效减少所述三轴机械臂的体积和占用空间，保证所述三轴机械臂的使用灵活性，能很好地适用于各种工业生产制造的场景，具有很好的实用性。
92.具体的，所述第二机架21由平板212和u型板213连接而成。
93.所述平板212在对应于所述安装面的位置上设置有平板贯通孔2121。
94.所述u型板213在对应于所述平板贯通孔2121的位置上设置有u型板贯通孔2131。
95.所述平板贯通孔2121与所述u型板贯通孔2131形成所述零部件贯通部211。
96.具体的，所述第二导向件包括上端滑轨217和下端滑轨218。
97.所述上端滑轨217沿所述第二方向设置在所述平板212上，且位于所述平板贯通孔2121的上端。
98.所述下端滑轨218沿所述第二方向设置在所述平板212上，且位于所述平板贯通孔2121的下端。
99.所述第二滑动板22的上下两端分别滑动配合在所述上端滑轨217和所述下端滑轨218上。
100.其中，所述第二滑动板22的安装面的上下两端分别设置有上端滑块221和下端滑块222。
101.所述第二滑动板22基于所述上端滑块221滑动配合在所述上端滑轨217上。
102.所述第二滑动板22基于所述下端滑块222滑动配合在所述下端滑轨218上。
103.具体的，所述第二驱动装置包括第二旋转驱动电机24和传动组件23，所述传动组件23包括第二同步带轮231、第三同步带轮232和同步带233。
104.所述第二旋转驱动电机24设置在所述平板212上。
105.所述第二同步带轮231铰接在所述u型板213的内部一端，且所述第二旋转驱动电机24的驱动端与所述第二同步带轮231连接。
106.所述第三同步带轮232铰接在所述u型板213的内部另一端。
107.所述同步带233沿所述第二方向设置在u型板213的内部，且所述同步带233围绕所述u型板贯通孔2131设置，所述第二同步带轮231与所述第三同步带轮232之间通过所述同步带233连接。
108.需要说明的是，所述同步带233围绕所述u型板贯通孔2131设置，能避免所述第三驱动装置嵌入所述u型板贯通孔2131时影响所述同步带233的运行。
109.所述第二滑动板22与所述同步带233连接。
110.具体实施中，所述第二同步带轮231在所述第二旋转驱动电机24的驱动下旋转，所述第二同步带轮231和所述第三同步带轮232驱动所述同步带233沿所述第二方向往复运动，所述同步带233带动所述第二滑动板22在所述第二机架1上沿所述第二方向往复运动。
111.其中，所述第二滑动板22上设置有同步带固定座223。
112.所述第二轴臂2还包括同步带固定件26，通过所述同步带固定件26将所述同步带233固定在所述同步带固定座223上，以此方式能稳固地实现所述第二滑动板22与所述同步带233之间的连接。
113.具体的，所述平板212和u型板213的左端之间通过左端板214连接密封，所述左端板214密封所述平板212和u型板213之间的左端开口，不仅起到防水防尘的作用，还能对所述第二滑动板22在所述平板212上沿所述第二方向的往复运动起到左端限位的作用。
114.具体的，所述平板212和u型板213的右端之间通过右端板215连接密封，所述右端板215密封所述平板212和u型板213之间的右端开口，不仅起到防水防尘的作用，还能对所述第二滑动板22在所述平板212上沿所述第二方向的往复运动起到右端限位的作用。
115.另外，所述第二轴臂还包括拖链板216，所述拖链板216沿所述第二方向设置在所述第二机架21上。
116.具体实施中，可以在所述拖链板216中设置第二拖链，第二拖链的一端连接至所述第二滑动板22上，同时可以将与所述第三驱动装置电连接的电连接线内置在第二拖链中，第二拖链的一端随所述第二滑动板22沿所述第二方向往复运动，第二拖链对内置的电连接线起到牵引和保护的作用，能保证电连接线与所述第三驱动装置的正常电连接，有效保证所述第三驱动装置和所述第三轴臂3的正常运行。
117.在所述第二轴臂2中，所述第二驱动装置设置在所述第二机架21的内部，能使所述第二轴臂2的整体结构合理精简，有效减少所述第二轴臂2的体积和占用空间，能灵活地安装或应用于所述三轴机械臂中，具有很好的实用性。
118.第三轴臂3：
119.具体的，所述第三驱动装置为第三旋转驱动电机32，所述第三旋转驱动电机32的驱动端连接有第四同步带轮321。
120.所述滑动导轨31中沿所述第三方向设置有第二皮带311，所述第二皮带311上设置有与所述第四同步带轮321配合的第二啮合齿。
121.所述第四同步带轮321与所述第二皮带311啮合。
122.具体实施中，所述第四同步带轮321在所述第三旋转驱动电机32的驱动下旋转，基于所述第四同步带轮321与所述第二皮带311的啮合，带动所述滑动导轨31沿所述第三方向往复运动。
123.具体的，所述第三导向件包括多个滑动导向块331和多个轴承34。
124.所述第二滑动板22的一侧设置有导向块固定座33，所述多个滑动导向块331沿所述第三方向依次设置在所述导向块固定座33中。
125.所述多个轴承34沿所述第三方向依次设置在所述第二滑动板22的另一侧。
126.所述滑动导轨31的一侧与所述多个滑动导向块331配合，所述滑动导轨31的另一侧与所述多个轴承34配合。
127.具体的，所述滑动导轨31的上端设置有上封板312，所述上封板312密封所述滑动导轨31的上端开口，不仅起到防水防尘的作用，还能对所述滑动导轨31在所述第二滑动板22上沿所述第三方向的往复滑动起到上端限位作用。
128.具体的，所述滑动导轨31的下端设置有下封板313，所述下封板313密封所述滑动导轨31的下端开口，不仅起到防水防尘的作用，还能对所述滑动导轨31在所述第二滑动板22上沿所述第三方向的往复滑动起到下端限位作用。
129.另外，所述上封板312的下侧面设置有上皮带固定件，所述下封板313的上侧面设置有下皮带固定件。
130.所述上皮带固定件和所述下皮带固定件沿所述第三方向设置，所述第二皮带的上端固定在所述上皮带固定件上，所述第二皮带的下端固定在所述下皮带固定件上，以此方式将所述第二皮带沿所述第三方向设置在所述滑动导轨31中。
131.具体实施中，与所述三轴机械臂相适配的机械手可以安装所述下封板313的下侧面，实现工业生产制造。
132.在所述第三轴臂3中，所述第三旋转驱动电机32、所述第四同步带轮321和所述第二皮带311内置，能使所述第三轴臂3的整体结构合理精简，有效减少所述第三轴臂3的体积和占用空间，能灵活地安装或应用于所述三轴机械臂中，具有很好的实用性。
133.在所述第二轴臂2和所述第三轴臂3中，所述第三旋转驱动电机32设置在所述第二滑动板22的安装面上时，所述第三旋转驱动电机32可以嵌入设置在所述零部件贯通部211中，不仅便于所述第三旋转驱动电机32的安装设置，还能有效减少所述三轴机械臂的体积和占用空间，保证所述三轴机械臂的使用灵活性，能很好地适用于各种工业生产制造的场景，具有很好的实用性。
134.本实用新型实施例提供了一种三轴机械臂，在所述第一轴臂1中，所述第一旋转驱动电机14、所述第一同步带轮141、所述第一皮带15和所述第一拖链13设置在所述第一机架11的内部，能使所述第一轴臂1的整体结构合理精简，有效减少所述第一轴臂1的体积和占用空间；在所述第二轴臂2中，所述第二驱动装置设置在所述第二机架21的内部，能使所述第二轴臂2的整体结构合理精简，有效减少所述第二轴臂2的体积和占用空间；在所述第三轴臂3中，所述第三旋转驱动电机32、所述第四同步带轮321和所述第二皮带311内置，能使所述第三轴臂3的整体结构合理精简，有效减少所述第三轴臂3的体积和占用空间；在所述第二轴臂2和所述第三轴臂3中，所述第三旋转驱动电机32设置在所述第二滑动板22的安装面上时，所述第三旋转驱动电机32可以嵌入设置在所述零部件贯通部211中，不仅便于所述第三旋转驱动电机32的安装设置，还能有效减少所述三轴机械臂的体积和占用空间。可见，所述三轴机械臂的整体结构合理精简，有体积小和占用空间小的优点，能灵活地安装或应用于各种工业生产制造的场景，具有很好的实用性。
135.另外，以上对本实用新型实施例所提供的一种三轴机械臂进行了详细介绍，本文
中应采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。