CN105216012B - 一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构，属于作业技术领域。它解决了现有机器人作业系统中需要专用的防爆零件防爆，成本较高等技术问题。机器人作业系统包括工作室和设置在工作室内的机器人，机器人具有用于安装电机的安装腔，本粉尘防爆结构包括安全室、废气池和储气罐，储气罐位于安全室内，储气罐上连通有管路一，废气池上连通有管路二，机器人上连接有与安装腔连通的进气导管和与安装腔连通的出气导管；安全室内设有电磁阀一，管路一和进气导管通过电磁阀一连通；安全室内还设有电磁阀二，管路二和出气导管通过电磁阀二连通。本发明具有防止机器人作业时的粉尘防爆，同时具有结构简单且成本较低的优点。

Description

一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构

技术领域

本发明属于作业技术领域，涉及一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构。

背景技术

随着科技的发展及人工成本的快速增加，生产企业对机器人的需求越来越大。目前，机器人的发展随时非常快，能承接各种复杂的工作要求，机器人包括多自由的机械臂，每段机械臂通过一个电机控制其运行。

当机器人应用于喷漆、粉尘环境时，其生产环境漂浮着粉尘和油漆微粒等，由于电机的存在，在运行时可能会由电火花点燃空气中的粉尘和油漆微粒，造成爆炸的情况，因此应用到上述环境中机器人需要进行防爆处理。目前的解决方案是将电机固定在机器人的机械臂内腔中，每段机械臂的内腔之间密封，再采用专用的防爆电机来实现防爆，专用的防爆电机其由于结构较精良，因此成本很高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构，本发明解决的技术问题是提供结构简单、成本低的粉尘防爆结构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构，机器人作业系统包括工作室和设置在工作室内的机器人，所述机器人具有用于安装电机的安装腔，其特征在于，所述粉尘防爆结构包括安全室、废气池和储存有惰性气体的储气罐，所述储气罐位于安全室内，所述废气池位于安全室外，所述储气罐上连通有管路一，所述废气池上连通有管路二，所述机器人上连接有与安装腔连通的进气导管和与安装腔连通的出气导管；所述安全室内设有电磁阀一，所述管路一和进气导管通过电磁阀一连通；所述安全室内还设有电磁阀二，所述管路二和出气导管通过电磁阀二连通。

机器人在工作室内进行生产作业的，在生产作业时会产生粉尘或者油漆微粒，因此工作室内的环境为危险环境；安全室不存在粉尘或者油漆微粒，且安全室不与工作室连通，因此安全室内的环境为安全环境；在机器人作业过程中，储气罐内的惰性气体通过管路一和进气导管被充入机器人的安装腔中，由于电机被惰性气体包围，不会导致工作室内出现粉尘爆炸的情况，因此采用普通的电机即可，从而使得成本较低；在惰性气体被充入安装腔时安装腔内的废气会通过出气导管和管路二被废气池回收处理；电磁阀一能控制管路一和进气导管的连通和关闭，从而控制惰性气体的充入，电磁阀二能控制管路二和出气导管的连通和关闭，能控制冲入安装腔内惰性气体的压力；电磁阀一和电磁阀二均位于安全室的安全环境内，其运行不会导致粉尘爆炸，因此仅需采用普通的电磁阀即可，成本较低；通过上述结构能防止机器人作业时的粉尘防爆，同时结构简单且成本较低。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述管路一通过三通接头分别连接有扫气导管和保压导管，所述扫气导管上连接有扫气调压阀，所述保压导管上连接有保压调压阀，所述电磁阀一为三通电磁阀，所述进气导管与电磁阀一的出气口连通，所述扫气导管与电磁阀一的第一进气口连通，所述保压导管与电磁阀一的第二进气口连通。在充入惰性气体时分两步：首先，在机器人运行前进行扫气作业，具体为电磁阀一打开至第一进气口和出气口连通的位置，惰性气体冲入安装腔内，将安装腔内的气体均排挤出去使得安装腔内仅具有惰性气体，扫气调压阀能调节扫气作业时冲入安装腔内惰性气体的压力，从而保证能将安装腔内的气体排出；然后，进行保压作业，具体为电磁阀一打开至第二进气口和出气口连通的位置，保压调压阀内预存有保压时安装腔内的压力值，当安装腔内的压力大于或等于设定值时，保压调压阀为关闭状态，当安装腔内的压力小于设定值时，保压调压阀变为打开状态向安装腔内充入惰性气体直至安装腔内的压力大于设定值；通过设置上述结构保证机器人的安装腔内始终充满惰性气体，防止工作室内带有粉尘或者油漆微粒的气体进入安装腔内。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述扫气导管内位于扫气调压阀和电磁阀一之间固定有压力计一，所述压力计一与扫气调压阀电联接。压力计一能检测在扫气作业时机器人安装腔内的惰性气体的压力，并能将测得的压力值反馈给扫气调压阀，扫气调压阀预存有扫气作业时的压力值，将测得的压力值与预存的压力值进行比较从而调节从扫气调压阀输出的惰性气体的压力；通过设置上述结构保证机器人的安装腔内始终充满惰性气体，防止工作室内带有粉尘或者油漆微粒的气体进入安装腔内。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述保压导管内位于保压调压阀和电磁阀一之间固定有压力计二，所述压力计二与保压调压阀电联接。压力计二能检测在保压时机器人安装腔内惰性气体的压力值，并能将测得的压力值反馈给保压调压阀，保压调压阀通过将压力计二测得的压力值与预存的保压时安装腔内的压力值从而确定打开或者关闭保压调压阀；通过设置上述结构保证机器人的安装腔内始终充满惰性气体，防止工作室内带有粉尘或者油漆微粒的气体进入安装腔内。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述管路二上连接有排气单向阀，排气单向阀的进气端朝向管路二与电磁阀二连通的一端，所述排气单向阀的出气端朝向管路二与废气池连通的一端。排气单向阀使得气体只能从机器人的安装腔排向废气池，从而避免在扫气完成时带有灰尘或者油漆微粒的气体回流至安装腔，从而保证机器人的安装腔内始终充满惰性气体。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述出气导管内设有压力计三，所述压力计三与第一警报器电联接，所述第一警报器位于安全室内。压力计三能检测扫气作业和保压作业时机器人安装腔内惰性气体压力，当压力值低于设定值时压力计三会触发第一警报器报警；通过设置压力计三能进一步保证在机器人作业时安装腔内始终充满惰性气体。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述电磁阀二为三位三通电磁阀，所述出气导管与电磁阀二的进气口连通，所述管路二与电磁阀二的第一出气口连通，所述电磁阀二的第二出气口连接有管路四，所述管路四的一端与电磁阀二的第二出气口连通，所述管路四的另一端为封闭端，所述管路四内设有压力计四，所述压力计四与第二警报器电联接，所述第二警报器位于安全室内。电磁阀二具有第一出气口和进气口连通、第二出气口和进气口连通以及进气口既不与第一出气口连通，也不与第二出气口连通三种状态；在扫气作业时，电磁阀二打开至第一出气口和进气口连通状态，此时被惰性气体排挤出的气体通过排气单向阀排至废气池；在进入保压作业时，电磁阀二打开至第二出气口和进气口连通状态，此时压力计四能检测机器人安装腔内的压力，在压力低于最低保压压力时压力计四会触发第二警报器报警；通过上述结构能进一步保证在机器人作业时安装腔内始终充满惰性气体。

在上述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构中，所述安全室内设有洁净器，所述洁净器连接在管路一上。洁净器能对惰性气体进行过滤，使得进入安装腔内的惰性气体为纯净的，从而保证了安装腔内电机的正常运行。

与现有技术相比，本机器人作业系统中的粉尘防爆结构具有防止机器人作业时的粉尘防爆，同时具有结构简单且成本较低的优点。

附图说明

图1是本粉尘防爆结构的连接关系示意图。

图2是工作室、机器人及安全室的位置关系示意图。

图中，1、工作室；2、机器人；21、安装腔；22、进气导管；23、出气导管；24、压力计三；25、第一警报器；3、安全室；31、电器柜；4、废气池；5、管路一；51、洁净器；52、三通接头；53、扫气导管；531、扫气调压阀；532、压力计一；54、保压导管；541、保压调压阀；542、压力计二；55、储气罐；6、管路二；61、排气单向阀；7、电磁阀一；8、电磁阀二；9、管路四；91、压力计四；92、第二警报器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，机器人作业系统包括工作室1和设置在工作室1内的机器人2，机器人2具有用于安装电机的安装腔21，机器人2在工作室1内进行生产作业的，在生产作业时会产生粉尘或者油漆微粒，因此工作室1内的环境为危险环境。

如图1和图2所示，机器人作业系统中的粉尘防爆结构包括安全室3、废气池4和储存有惰性气体的储气罐55，安全室3不存在粉尘或者油漆微粒，且安全室3不与工作室1连通，因此安全室3内的环境为安全环境。储气罐55位于安全室3内，废气池4位于安全室3外，储气罐55上连通有管路一5，废气池4上连通有管路二6，机器人2上连接有与安装腔21连通的进气导管22和与安装腔21连通的出气导管23，安全室3内设有洁净器51，洁净器51连接在管路一5上。

如图1所示，进气导管22的进气端位于安全室3内，管路一5的出气端位于安全室3内并与进气导管22的进气端连通，管路一5的出气端和进气导管22的进气端之间设有电磁阀一7；管路一5的出气端通过三通接头52分别连接有扫气导管53和保压导管54，扫气导管53上连接有扫气调压阀531，保压导管54上连接有保压调压阀541，电磁阀一7为三通电磁阀，进气导管22的进气端与电磁阀一7的出气口连通，扫气导管53与电磁阀一7的第一进气口连通，保压导管54与电磁阀一7的第二进气口连通。扫气导管53内位于扫气调压阀531和电磁阀一7之间固定有压力计一532，压力计一532与扫气调压阀531电联接，压力计一532能检测在扫气作业时机器人2安装腔21内的惰性气体的压力，并能将测得的压力值反馈给扫气调压阀531，扫气调压阀531预存有扫气作业时的压力值，将测得的压力值与预存的压力值进行比较从而调节从扫气调压阀531输出的惰性气体的压力。保压导管54内位于保压调压阀541和电磁阀一7之间固定有压力计二542，压力计二542与保压调压阀541电联接，压力计二542能检测在保压时机器人2安装腔21内惰性气体的压力值，并能将测得的压力值反馈给保压调压阀541，保压调压阀541通过将压力计二542测得的压力值与预存的保压时安装腔21内的压力值从而确定打开或者关闭保压调压阀541。

如图1所示，出气导管23的出气端位于安全室3内，管路二6上连接有排气单向阀61，排气单向阀61的进气端与管路二6的进气端连通，排气单向阀61的出气端与管路二6的出气端连通；管路二6的进气端位于安全室3内并与出气导管23的出气端连通，管路二6的进气端和出气导管23的出气端之间设有电磁阀二8。出气导管23内设有压力计三24，压力计三24与第一警报器25电联接，第一警报器25位于安全室3内，压力计三24能检测扫气作业和保压作业时机器人2安装腔21内惰性气体压力，当压力值低于设定值时压力计三24会触发第一警报器25报警。

如图1所示，电磁阀二8为三位三通电磁阀，电磁阀二8具有第一出气口和进气口连通、第二出气口和进气口连通以及进气口既不与第一出气口连通，也不与第二出气口连通三种状态；出气导管23的出气端与电磁阀二8的进气口连通，管路二6与电磁阀二8的第一出气口连通，电磁阀二8的第二出气口连接有管路四9，管路四9的一端与电磁阀二8的第二出气口连通，管路四9的另一端为封闭端，管路四9内设有压力计四91，压力计四91与第二警报器92电联接，第二警报器92位于安全室3内。

如图1和图2所示，安全室3内设有电器柜31，上述第一警报器25、保压调压阀541、排气单向阀61、电磁阀一7、电磁阀二8、第二警报器92均设置在电器柜31内。

在充入惰性气体时分两步：首先，在机器人2运行前进行扫气作业，具体为电磁阀一7打开至第一进气口和出气口连通的位置，惰性气体冲入安装腔21内，将安装腔21内的气体均排挤出去使得安装腔21内仅具有惰性气体，扫气调压阀531能调节扫气作业时冲入安装腔21内惰性气体的压力，从而保证能将安装腔21内的气体排出；在扫气作业时，电磁阀二8打开至第一出气口和进气口连通状态，此时被惰性气体排挤出的气体通过排气单向阀61排至废气池4。

然后，进行保压作业，具体为电磁阀一7打开至第二进气口和出气口连通的位置，保压调压阀541内预存有保压时安装腔21内的压力值，当安装腔21内的压力大于或等于设定值时，保压调压阀541为关闭状态，当安装腔21内的压力小于设定值时，保压调压阀541变为打开状态向安装腔21内充入惰性气体直至安装腔21内的压力大于设定值；在进入保压作业时，电磁阀二8打开至第二出气口和进气口连通状态，此时压力计四91能检测机器人2安装腔21内的压力，在压力低于最低保压压力时压力计四91会触发第二警报器92报警。

在机器人2作业过程中，储气罐55内的惰性气体通过管路一5和进气导管22被充入机器人2的安装腔21中，由于电机被惰性气体包围，不会导致工作室1内出现粉尘爆炸的情况，因此采用普通的电机即可，从而使得成本较低，通过上述结构能防止机器人2作业时的粉尘防爆，同时结构简单且成本较低。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种机器人作业系统中的粉尘防爆结构，机器人作业系统包括工作室(1)和设置在工作室(1)内的机器人(2)，所述机器人(2)具有用于安装电机的安装腔(21)，其特征在于，所述粉尘防爆结构包括安全室(3)、废气池(4)和储存有惰性气体的储气罐(55)，所述储气罐(55)位于安全室(3)内，所述废气池(4)位于安全室(3)外，所述储气罐(55)上连通有管路一(5)，所述废气池(4)上连通有管路二(6)，所述机器人(2)上连接有与安装腔(21)连通的进气导管(22)和与安装腔(21)连通的出气导管(23)；所述安全室(3)内设有电磁阀一(7)，所述管路一(5)和进气导管(22)通过电磁阀一(7)连通；所述安全室(3)内还设有电磁阀二(8)，所述管路二(6)和出气导管(23)通过电磁阀二(8)连通；所述管路二(6)上连接有排气单向阀(61)，所述排气单向阀(61)的进气端朝向管路二(6)与电磁阀二(8)连通的一端，所述排气单向阀(61)的出气端朝向管路二(6)与废气池(4)连通的一端。

2.根据权利要求1所述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构，其特征在于，所述管路一(5)通过三通接头(52)分别连接有扫气导管(53)和保压导管(54)，所述扫气导管(53)上连接有扫气调压阀(531)，所述保压导管(54)上连接有保压调压阀(541)，所述电磁阀一(7)为三通电磁阀，所述进气导管(22)与电磁阀一(7)的出气口连通，所述扫气导管(53)与电磁阀一(7)的第一进气口连通，所述保压导管(54)与电磁阀一(7)的第二进气口连通。

3.根据权利要求2所述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构，其特征在于，所述扫气导管(53)内位于扫气调压阀(531)和电磁阀一(7)之间固定有压力计一(532)，所述压力计一(532)与扫气调压阀(531)电联接。

4.根据权利要求2所述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构，其特征在于，所述保压导管(54)内位于保压调压阀(541)和电磁阀一(7)之间固定有压力计二(542)，所述压力计二(542)与保压调压阀(541)电联接。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构，其特征在于，所述出气导管(23)内设有压力计三(24)，所述压力计三(24)与第一警报器(25)电联接，所述第一警报器(25)位于安全室(3)内。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构，其特征在于，所述电磁阀二(8)为三位三通电磁阀，所述出气导管(23)与电磁阀二(8)的进气口连通，所述管路二(6)与电磁阀二(8)的第一出气口连通，所述电磁阀二(8)的第二出气口连接有管路四(9)，所述管路四(9)的一端与电磁阀二(8)的第二出气口连通，所述管路四(9)的另一端为封闭端，所述管路四(9)内设有压力计四(91)，所述压力计四(91)与第二警报器(92)电联接，所述第二警报器(92)位于安全室(3)内。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的机器人作业系统中的粉尘防爆结构，其特征在于，所述安全室(3)内设有洁净器(51)，所述洁净器(51)连接在管路一(5)上。