CN103802133A - 可调式平衡缸 - Google Patents

可调式平衡缸 Download PDF

Info

Publication number
CN103802133A
CN103802133A CN201210442287.4A CN201210442287A CN103802133A CN 103802133 A CN103802133 A CN 103802133A CN 201210442287 A CN201210442287 A CN 201210442287A CN 103802133 A CN103802133 A CN 103802133A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
cover plate
elastomeric element
end cover
cylinder body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210442287.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103802133B (zh
Inventor
边弘晔
李学威
何伟全
冯亚磊
温燕修
张鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd filed Critical Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority to CN201210442287.4A priority Critical patent/CN103802133B/zh
Publication of CN103802133A publication Critical patent/CN103802133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103802133B publication Critical patent/CN103802133B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可调式平衡缸，包括：缸体、前端盖板、缸轴座筒、平衡缸轴、弹性部件挡板、弹性部件、连接头、承载连杆、法兰调节轴以及调节接头。其中，前端盖板固定盖合在缸体前端；缸轴座筒固定在前端盖板上；平衡缸轴位于缸轴座筒内，可在缸轴座筒内滑动；弹性部件挡板连接于平衡缸轴的一端；弹性部件环绕于平衡缸轴；连接头连接于平衡缸轴的另一端；承载连杆连接前端盖板与缸体的后端；法兰调节轴固定于缸体的后端；调节接头与法兰调节轴相连，用于调节弹性部件的预压缩量。本发明提出的可调式平衡缸，因缸体内部的弹性部件预压缩量可调，使得机器人工作负载可变，且将所平衡的载荷作用在承载连杆上，延长了缸体的寿命。

Description

可调式平衡缸
技术领域
本发明涉及一种平衡缸，尤其涉及一种可调式平衡缸。
背景技术
现有的机器人二轴平衡缸主要为弹簧式缸体承载平衡缸，其作用是抵消机器人二轴负载转矩。当机器人二轴在运动范围内工作时，平衡缸内的弹簧随之压缩、回复，通过弹簧提供的弹力平衡所述机器人二轴负载转矩。
现有技术中的平衡缸缺点之一是机器人二轴在运动范围内工作时，平衡缸的所平衡的全部载荷完全作用在缸体上，在长时间工作之后，缸体容易疲劳并损坏，且不方便更换，从而增加了维护成本；现有技术中的平衡缸缺点之二是平衡缸体内的弹簧压缩量不可调，致使在不更换电机、减速器的情况下机器人的负载能力不能增加，限制了机器人的使用。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种可调式平衡缸。
本发明中的可调式平衡缸包括：缸体、前端盖板、缸轴座筒、平衡缸轴、弹性部件挡板、弹性部件、连接头、承载连杆、法兰调节轴以及调节接头，其中：所述缸体具有相对的前端与后端；所述前端盖板固定盖合在所述缸体的前端；所述缸轴座筒固定在所述前端盖板上，且位于所述缸体内部；所述平衡缸轴位于所述缸轴座筒内，且贯穿于所述前端盖板，其中，所述平衡缸轴可在所述缸轴座筒内滑动；所述弹性部件挡板位于所述缸体内部，且固定连接于所述平衡缸轴的一端；所述弹性部件环绕于所述平衡缸轴，且位于所述前端盖板与所述弹性部件挡板之间；所述连接头固定连接于所述平衡缸轴的另一端，用于与所述机器人相连接；所述承载连杆将所述前端盖板与所述缸体的后端相连接；所述法兰调节轴固定于所述缸体的后端；所述调节接头与所述法兰调节轴采用螺纹连接方式相连接，用于调节所述弹性部件的预压缩量。
根据本发明中的可调式平衡缸，不仅缸体内部的弹性部件压缩量可调，使得电机、减速器的选择更加灵活，也可在电机、减速器确定之后增加机器人的工作负载，而且将平衡缸的所平衡的载荷作用在承载连杆上，延长了平衡缸体的寿命，降低了设备维护成本。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明一实施例的可调式平衡缸内部结构图一；
图2是图1中A处放大示意图；
图3是图1中B处放大示意图；
图4是本发明一实施例的可调式平衡缸内部结构图二；
图5是本发明一实施例的可调式平衡缸外部结构图；
图6是本发明一实施例用于机器人大臂的卧式可调节平衡缸初始状态示意图；
图7是本发明一实施例用于机器人大臂的卧式可调节平衡缸工作状态示意图；
图8是本发明一实施例用于机器人大臂的立式可调节平衡缸初始状态示意图；
图9是本发明一实施例用于机器人大臂的立式可调节平衡缸工作状态示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的本发明一实施例的可调式平衡缸内部结构图一。
在本实施例中，所述平衡缸包括：缸体9、前端盖板6、缸轴座筒22、平衡缸轴15、弹性部件挡板16、弹性部件25、连接头5、法兰调节轴13以及调节接头12。
在本实施方式中，所述缸体9具有相对的前端与后端，所述前端盖板6固定盖合在所述缸体9的前端，所述缸轴座筒22固定在所述前端盖板6上，且位于所述缸体9内部，所述平衡缸轴15包括相对的第一端与第二端，位于所述缸轴座筒22内，且贯穿于所述前端盖板6，其中，所述平衡缸轴15可在所述缸轴座筒22内滑动。
图2所示为图1中A处放大示意图，在本实施方式中，在所述缸轴座筒22内部设有无油衬套24以及唇形密封圈23，所述平衡缸轴15可以在所述无油衬套24内滑动。
图3所示为图1中B处放大示意图，在本实施方式中，在所述前端盖板6与所述缸体9之间设有O型圈17，用于密封所述缸体9。
在本实施方式中，所述弹性部件挡板16位于所述缸体9内部，且通过压紧螺母20固定连接于所述平衡缸轴15的第一端。
优选地，在本实施例中，所述弹性部件25由一大弹簧18与一小弹簧19构成，所述大弹簧18与小弹簧19环绕于所述平衡缸轴15，且位于所述前端盖板6与所述弹性部件挡板16之间，所述大弹簧18与小弹簧19的一端固定连接于弹性部件挡板16，另一端固定连接于前端盖板6。在所述缸体9体积一定的情况下，采用双弹簧作为所述平衡缸的弹性部件相比于采用单弹簧，可提供更强的弹力以平衡所述机器人电机二轴负载转矩，有效地利用了所述缸体9的有限空间。
所述法兰调节轴13通过螺钉14固定于所述缸体9的后端，所述调节接头12与所述法兰调节轴13采用螺纹连接方式相连接，栓紧螺母11用于将所述调节接头12与所述法兰调节轴13的连接处紧锁。所述调节接头12用于控制所述法兰调节轴13的移动，从而实现所述弹性部件25预压缩量的调节。
在本实施例中，所述连接头5固定于所述平衡缸轴15的第二端，并与所述机器人大臂1固定连接，旋转所述调节接头12，使得所述法兰调节轴13以及与所述法兰调节轴13固定连接的缸体向所述调节接头12的方向移动，得到如图4所示的本发明一实施例的可调式平衡缸内部结构图二，此时所述弹性部件25处于一定程度的预压缩状态。在所述机器人大臂1转动角度相同的情况下，具有一定预压缩量的所述弹性部件25相比于无预压缩量的所述弹性部件25，可提供更强的弹力，以平衡所述机器人电机二轴负载转矩。
图5所示为本发明一实施例的可调式平衡缸外部结构图。
所述可调式平衡缸还包括承载连杆10，所述承载连杆10将所述前端盖板6与所述缸体9的后端相连接。在本实施例中，4根承载连杆10的一端通过螺母7以及垫圈8固定在所述前端盖板6的四角上，4根承载连杆10的另一端通过螺母7以及垫圈8固定在与所述缸体9的后端四角上。
当所述机器人处于工作状态时，所述机器人二轴电机带动所述机器人大臂1转动，所述连接头5被所述机器人大臂1牵引而拉伸，从而带动所述弹性部件挡板16向所述前端盖板6的方向相运动，导致所述弹性部件25压缩，产生向所述缸体9后端方向的弹力。所述弹性部件25压缩产生的弹力一方面通过所述弹性部件挡板16作用在所述平衡缸轴15上，用以平衡所述机器人电机二轴负载转矩，另一方面作用在所述前端盖板6上。
由于所述前端盖板6与所述缸体9为分离设计，所述承载连杆10将所述前端盖板6与所述缸体9的后端相连接，因此所述弹性部件25压缩产生的弹力通过所述前端盖板6作用在所述承载连杆10上。相比于传统的平衡缸所平衡的载荷完全作用在其平衡缸体上，本发明提出的承载连杆设计大大地减轻了平衡缸体的负担，延长了缸体的使用寿命。
图6为本发明一实施例用于机器人大臂的卧式可调节平衡缸初始状态示意图。所述可调式平衡缸2的连接头5与所述机器人大臂1二轴部位相连接，所述可调式平衡缸2的调节接头12与所述机器人腰座4相连接。二轴电机3用于控制所述机器人大臂1的转动。
图7为本发明一实施例用于机器人大臂的卧式可调节平衡缸工作状态示意图。当所述机器人大臂1挂载某一负载处于二轴前极限状态时，所述可调式平衡缸的工作状态如实线图所示，所述连接头5被所述机器人大臂1牵引而拉伸，从而带动所述弹性部件挡板16向所述前端盖板6的方向相运动，导致所述弹性部件25压缩，产生向所述缸体9后端方向的弹力，用以平衡所述机器人电机二轴负载转矩；当所述机器人大臂1挂载某一负载处于二轴后极限状态时，所述可调式平衡缸的工作状态如虚线图所示，所述连接头5同样被所述机器人大臂1牵引而拉伸，从而带动所述弹性部件挡板16向所述前端盖板6的方向相运动，导致所述弹性部件25压缩，产生向所述缸体9后端方向的弹力，用以平衡所述机器人电机二轴负载转矩。
图8为本发明一实施例用于机器人大臂的立式可调节平衡缸初始状态示意图。所述可调式平衡缸2的连接头5与所述机器人大臂1相连接，所述可调式平衡缸2的调节接头12与所述机器人腰座4相连接。二轴电机3用于控制所述机器人大臂1的转动。
图9为本发明一实施例用于机器人大臂的立式可调节平衡缸工作状态示意图。当所述机器人大臂1挂载某一负载处于二轴前极限状态时，所述可调式平衡缸的工作状态如实线图所示，所述连接头5被所述机器人大臂1牵引而拉伸，从而带动所述弹性部件挡板16向所述前端盖板6的方向相运动，导致所述弹性部件25压缩，产生向所述缸体9后端方向的弹力，用以平衡所述机器人电机二轴负载转矩；当所述机器人大臂1挂载某一负载处于二轴后极限状态时，所述可调式平衡缸的工作状态如虚线图所示，所述连接头5同样被所述机器人大臂1牵引而拉伸，从而带动所述弹性部件挡板16向所述前端盖板6的方向相运动，导致所述弹性部件25压缩，产生向所述缸体9后端方向的弹力，用以平衡所述机器人电机二轴负载转矩。
在上述卧式平衡缸与立式平衡缸的工作状态中，可根据所挂载的负载重量，通过所述调节接头12调节所述弹性部件25的预压缩量。例如，当挂载的负载重量较重时，通过旋转所述调节接头12，增大所述弹性部件25的预压缩状态，可使其在所述机器人大臂转动角度相同的情况下，相比于调节前提供更强的弹力，以平衡所述机器人电机二轴负载转矩。
本发明提出的可调式平衡缸，一方面通过使用承载连杆10连接前端盖板6以及平衡缸体9，使得弹性部件25压缩产生的弹力通过前端盖板6作用在承载连杆10上，减轻了平衡缸体9的负担，延长了缸体9的使用寿命；另一方面，法兰调节轴13以及调节接头12的设计使得平衡缸体9内部的弹性部件25预压缩量可调，使得电机、减速器的选择更加灵活，也可在电机、减速器确定之后增加机器人的工作负载。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可调式平衡缸，用于机器人中以平衡所述机器人电机二轴负载转矩，包括：缸体、前端盖板、缸轴座筒、平衡缸轴、弹性部件挡板、弹性部件以及连接头，其特征在于，还包括：承载连杆、法兰调节轴以及调节接头，其中：
所述缸体具有相对的前端与后端；
所述前端盖板固定盖合在所述缸体的前端；
所述缸轴座筒固定在所述前端盖板上，且位于所述缸体内部；
所述平衡缸轴包括相对的第一端与第二端，位于所述缸轴座筒内，且贯穿于所述前端盖板，其中，所述平衡缸轴可在所述缸轴座筒内滑动；
所述弹性部件挡板位于所述缸体内部，且固定连接于所述平衡缸轴的第一端；
所述弹性部件环绕于所述平衡缸轴，且位于所述前端盖板与所述弹性部件挡板之间；
所述连接头固定连接于所述平衡缸轴的第二端，用于与所述机器人相连接；
所述承载连杆将所述前端盖板与所述缸体的后端相连接；
所述法兰调节轴固定于所述缸体的后端；
所述调节接头与所述法兰调节轴采用螺纹连接方式相连接，用于调节所述弹性部件的预压缩量。
2.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，所述承载连杆通过螺母将所述前端盖板与所述缸体的后端相连接。
3.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，所述法兰调节轴通过螺钉固定在所述缸体后端。
4.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，所述弹性部件挡板通过压紧螺母固定连接于所述平衡缸轴的第一端。
5.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，所述调节接头用于控制所述法兰调节轴的移动，从而实现所述弹性部件预压缩量的调节。
6.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，所述缸轴座筒内部设有无油衬套以及唇形密封圈，所述平衡缸轴可在所述无油衬套内滑动。
7.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，在所述前端盖板与所述缸体之间设有O形圈，用于密封所述缸体。
8.如权利要求1所述的可调式平衡缸，其特征在于，所述调节接头与所述机器人腰座固定连接。
CN201210442287.4A 2012-11-08 2012-11-08 可调式平衡缸 Active CN103802133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210442287.4A CN103802133B (zh) 2012-11-08 2012-11-08 可调式平衡缸

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210442287.4A CN103802133B (zh) 2012-11-08 2012-11-08 可调式平衡缸

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103802133A true CN103802133A (zh) 2014-05-21
CN103802133B CN103802133B (zh) 2016-06-01

Family

ID=50699757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210442287.4A Active CN103802133B (zh) 2012-11-08 2012-11-08 可调式平衡缸

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103802133B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104816317A (zh) * 2015-04-01 2015-08-05 湖北骐通机电工程有限公司 平衡装置以及具备该平衡装置的机器人
CN104890010A (zh) * 2015-05-14 2015-09-09 湖北骐通智能科技股份有限公司 平衡装置以及具备该平衡装置的机器人
CN105459156A (zh) * 2016-01-05 2016-04-06 合肥泰禾光电科技股份有限公司 一种码垛机器人平衡缸
CN107901081A (zh) * 2017-12-26 2018-04-13 聊城大学 一种重载机器人平衡器及其使用方法
CN108015807A (zh) * 2017-12-07 2018-05-11 上海宇航系统工程研究所 应用于工业机器人的并联压缩弹簧式双作用平衡缸
CN108127693A (zh) * 2018-01-31 2018-06-08 宁夏巨能机器人股份有限公司 一种用于重型桁架机械手的平衡缸
CN109556842A (zh) * 2018-10-31 2019-04-02 北京动力机械研究所 一种负载可调的弹簧负载模拟装置
CN111185936A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 发那科株式会社 弹簧平衡器装置及其分解方法
CN113400346A (zh) * 2021-05-11 2021-09-17 安徽涌诚机械有限公司 一种大型高精度工业机器人平衡缸

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4118020A (en) * 1977-08-10 1978-10-03 Caterpillar Tractor Co. Spring assembly and method of assembly thereof
US20010022112A1 (en) * 2000-02-17 2001-09-20 Albert Bayer Device for compensating the weight of a robot arm
US20020162414A1 (en) * 1999-12-09 2002-11-07 Christer Lundstrom Industrial robot with a balancing device
CN101190769A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 上海比亚迪有限公司 重载荷平衡机构
CN101863037A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种焊接机器人的平衡器及其构成方法
CN201800052U (zh) * 2010-09-09 2011-04-20 江阴市锦明玻璃技术有限公司 机器人下臂平衡装置
DE102010005102B3 (de) * 2010-01-20 2011-07-07 KUKA Roboter GmbH, 86165 Industrieroboter mit einer Gewichtsausgleicheinrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4118020A (en) * 1977-08-10 1978-10-03 Caterpillar Tractor Co. Spring assembly and method of assembly thereof
US20020162414A1 (en) * 1999-12-09 2002-11-07 Christer Lundstrom Industrial robot with a balancing device
US20010022112A1 (en) * 2000-02-17 2001-09-20 Albert Bayer Device for compensating the weight of a robot arm
CN101190769A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 上海比亚迪有限公司 重载荷平衡机构
DE102010005102B3 (de) * 2010-01-20 2011-07-07 KUKA Roboter GmbH, 86165 Industrieroboter mit einer Gewichtsausgleicheinrichtung
CN101863037A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种焊接机器人的平衡器及其构成方法
CN201800052U (zh) * 2010-09-09 2011-04-20 江阴市锦明玻璃技术有限公司 机器人下臂平衡装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104816317A (zh) * 2015-04-01 2015-08-05 湖北骐通机电工程有限公司 平衡装置以及具备该平衡装置的机器人
CN104890010A (zh) * 2015-05-14 2015-09-09 湖北骐通智能科技股份有限公司 平衡装置以及具备该平衡装置的机器人
CN105459156A (zh) * 2016-01-05 2016-04-06 合肥泰禾光电科技股份有限公司 一种码垛机器人平衡缸
CN108015807A (zh) * 2017-12-07 2018-05-11 上海宇航系统工程研究所 应用于工业机器人的并联压缩弹簧式双作用平衡缸
CN108015807B (zh) * 2017-12-07 2020-11-06 上海宇航系统工程研究所 应用于工业机器人的并联压缩弹簧式双作用平衡缸
CN107901081A (zh) * 2017-12-26 2018-04-13 聊城大学 一种重载机器人平衡器及其使用方法
CN108127693A (zh) * 2018-01-31 2018-06-08 宁夏巨能机器人股份有限公司 一种用于重型桁架机械手的平衡缸
CN108127693B (zh) * 2018-01-31 2024-03-12 宁夏巨能机器人股份有限公司 一种用于重型桁架机械手的平衡缸
CN109556842A (zh) * 2018-10-31 2019-04-02 北京动力机械研究所 一种负载可调的弹簧负载模拟装置
CN111185936A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 发那科株式会社 弹簧平衡器装置及其分解方法
CN111185936B (zh) * 2018-11-14 2024-04-09 发那科株式会社 弹簧平衡器装置及其分解方法
CN113400346A (zh) * 2021-05-11 2021-09-17 安徽涌诚机械有限公司 一种大型高精度工业机器人平衡缸

Also Published As

Publication number Publication date
CN103802133B (zh) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103802133A (zh) 可调式平衡缸
CN104229160B (zh) 一种四轮载人月球车移动系统
CN205089895U (zh) 一种发动机曲轴平衡结构及发动机
CN106092595A (zh) 一种车辆安全维护检测装置
CN203171650U (zh) 一种工业机器人大臂平衡缸装置
CN206219162U (zh) 一种工程抢修车用工作斗调平装置
CN209565829U (zh) 一种汽车曲轴加工用固定装置
CN107902004A (zh) 两轮式自平衡可变形机器人
CN214724353U (zh) 一种内置力矩平衡装置的工业机器人
CN108556952A (zh) 一种可适应多种地形的机械腿
CN113442165A (zh) 一种内置力矩平衡装置的工业机器人
CN208713984U (zh) 一种新型的圆筒式弹性驱动器
CN2917783Y (zh) 一种新型高压辊磨机传动装置
CN208670482U (zh) 一种角度可调的农机具的限高装置
CN209240785U (zh) 一种康复机器人驱动轮
CN208993445U (zh) 重载自动导航车悬挂驱动轮
CN202344547U (zh) 动平衡机械手臂
CN204868910U (zh) 多关节大负载机器人平衡缸支撑装置
CN206779892U (zh) 一种数控机床电机安装结构
CN206983615U (zh) 一种稳定牢靠的汽车轮毂轴承
CN206768496U (zh) 一种内燃机轨道螺栓扳手
CN215634103U (zh) 一种可高度补偿的油缸悬挂装置
CN207777508U (zh) 一种应用于新能源汽车的双筒式减震器
CN213235847U (zh) 一种传动轴
CN220785385U (zh) 一种液压油气悬挂装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant