CN106002980B - 一种六轴喷涂机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种六轴喷涂机械手，包括机械手本体，机械手本体具有密闭的设备腔，所述设备腔中依次传动连接有第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构，各传动机构分别配套设有位于设备腔中的减速器，至少一处的减速器为具有实心轴的带轴减速器，且所述带轴减速器配套设有穿线结构，所述穿线结构具有密闭的穿线腔，所述穿线腔的两端分别连通具有所述带轴减速器的传动机构的内腔以及与该传动机构相邻的另一传动机构的内腔。本发明能够提高使用的安全性，并在一定程度上减少了机械手的内部空间和制作成本。本发明可应用于自动喷涂行业。

Description

一种六轴喷涂机械手
技术领域
本发明涉及喷涂机械手领域，特别是涉及一种六轴喷涂机械手。
背景技术
喷涂行业中喷涂环境含有易燃易爆气体，对喷涂机械手的防爆性能要求很高，因此喷涂机械手相对于普通机械手价格昂贵。
CN 103568002A公开了一种可以用于自动喷涂的六轴自由度机械手，具有多个传动机构，每个传动机构均配有减速器。从该公开的技术来看，减速器均为非中空（带轴）减速器，因此需要从机械手本体外走线，电机线裸露会造成安全隐患，无法保证喷涂环境的安全性。
另外，也有的机械手是全部使用中空减速器来进行各传动机构的驱动，而相应规格的中空减速器要比非中空（带轴）减速器贵50%左右，并且中空减速机需要的安装空间大，使机器显得笨重。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种同时满足安全和低成本的六轴喷涂机械手。
本发明所采用的技术方案是：
一种六轴喷涂机械手，包括机械手本体，机械手本体具有密闭的设备腔，所述设备腔中依次传动连接有第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构和第六传动机构，各传动机构分别配套设有位于设备腔中的减速器，至少一处的减速器为具有实心轴的带轴减速器，且所述带轴减速器配套设有穿线结构，所述穿线结构具有密闭的穿线腔，所述穿线腔的两端分别连通具有所述带轴减速器的传动机构的内腔以及与该传动机构相邻的另一传动机构的内腔。
作为本发明的进一步改进，所述机械手本体包括容纳第一传动机构和第二传动机构的密封腰部，所述第二传动机构包括第一带轴减速器，所述第一带轴减速器的输出端连接有转动臂，所述转动臂包括连接第一带轴减速器的大端以及连接第三传动机构的小端，所述穿线结构包括中空 “L”型的第一穿线管，所述第一穿线管的一端连通密封腰部的内腔，另一端转动连接转动臂大端并通过转动臂大端的内腔连通密封腰部的内腔，从而密封腰部的内腔、转动臂大端的内部和第一穿线管内部形成密闭的第一穿线腔。
作为本发明的进一步改进，所述密封腰部侧端分别设有穿线孔和输出孔，所述第一带轴减速器的输出端从输出孔穿出并连接转动臂的大端，所述第一穿线管的一端密封连接穿线孔，另一端设有朝向输出孔的接洽部，所述转动臂的大端与接洽部转动连接，所述转动臂内设有过线孔，所述密封腰部的内腔、过线孔、第一穿线管中空部分和穿线孔之间连通并形成所述的第一穿线腔。
作为本发明的进一步改进，所述接洽部为圆筒状，所述转动臂通过轴承转动连接在接洽部外壁，所述接洽部与转动臂之间设有旋转密封圈和卡环，所述旋转密封圈被限位在轴承与卡环之间。
作为本发明的进一步改进，所述接洽部的内壁设有防磨套。
作为本发明的进一步改进，所述转动臂内设有固线夹。
作为本发明的进一步改进，所述第四传动机构包括第二带轴减速器，所述第二带轴减速器外周套有四轴安装座并且的第二带轴减速器与四轴安装座的内壁之间具有连通第四传动机构内部的避空腔，第二带轴减速器的输出端接有传动件，所述传动件的输出端接有中空的传动轴，所述传动轴连接第五传动机构，所述传动件具有一中空腔且传动件的周壁设有环形开口，所述传动件的输出端设有贯穿孔，所述贯穿孔、中空腔、环形开口与避空腔连通从而构成可穿过线缆的第二穿线腔。
作为本发明的进一步改进，所述传动件包括连接件以及对向设置的第一法兰、第二法兰，所述第一法兰与第二带轴减速器的输出端固定连接，所述第二法兰与传动轴固定连接，所述第一法兰与第二法兰通过连接件相连，所述第一法兰、连接件、第二法兰组合形成“C”形过线法兰，所述第一法兰与第二法兰之间构成中空腔，所述环形开口处于“C”型过线法兰的“C”字开口处，所述贯穿孔位于第二法兰上。
作为本发明的进一步改进，所述第二法兰外壁接有承载轴承，所述承载轴承与四轴安装座内壁转动连接。
作为本发明的进一步改进，所述第二法兰外壁与四轴安装座内壁之间设有密封圈，所述第二法兰上设有轴用卡环，所述轴用卡环位于承载轴承与密封圈之间。
本发明的有益效果是：本发明将各传动机构和对应的减速器设置在机械手本体内部的密闭设备腔中，通过在设备腔内灌充惰性气体以形成正压来保护各电机的安全，起到防爆的作用，大大提高使用的安全性，另外，传动机构的减速器部分采用带轴减速器并配有密闭的穿线结构，在一定程度上减少了机械手的内部空间和制作成本。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是喷涂机械手的轴测示意图；
图2是喷涂机械手的主视图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是图3中B部分的放大示意图；
图5是第四传动机构与第五传动机构的穿线结构的外部结构图；
图6是图5的B-B剖面示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示的六轴喷涂机械手，包括一底座100，底座100上依次传动连接有第一传动机构A、第二传动机构B、第三传动机构C、第四传动机构D、第五传动机构E和第六传动机构F。
上述的各个传动机构均具有对应的外壳，这些外壳组装且密封连接之后构成了实施例中的机械手本体，也即可以看成该机械手本体内部形成了一个密闭的设备腔，该设备腔与机械手本体外部的气体是不导通的，为此能够在设备腔中灌充惰性气体以形成正压，保证喷涂过程中的安全。
另外，上述的各传动机构分别配套设有减速器，各减速器同样位于设备腔中，减速器的电机以及线缆均能在设备腔中以从外部的气体中隔离开来。其中，至少一处的减速器为具有实心轴的带轴减速器，除了带轴减速器外，其余的减速机均为中空减速器，各中空减速器的线缆配电线路及编码线可以从机械手本体内部通过。
为了保证带轴减速器的电机、线缆的安全性，每个带轴减速器配套设有穿线结构，所述的穿线结构具有密闭的穿线腔，穿线腔的两端分别连通具有带轴减速器的传动机构的内腔以及与该传动机构相邻的另一传动机构的内腔。这些穿线腔可以有一些板材所围成，这些板材同时作为机械手本体的一部分，使得穿线腔连通设备腔体，由此，带轴减速器的线路从穿线腔穿过后也得到保护。
实施例中，参考图1至图3，机械手本体包括密封腰部3，该密封腰部3具有一内腔，可以容纳第一传动机构A和第二传动机构B，第一传动机构A连接底座100且第一传动机构A的输出端连接第二传动机构B，驱动第二传动机构B在水平面上小幅旋转。所述的第二传动机构B包括第一带轴减速器，第一带轴减速器由电机41以及连接电机41转轴的减速器42组成，减速器42作为第一带轴减速器的输出端连接有转动臂1，该转动臂1包括连接第一带轴减速器的大端以及连接第三传动机构C的小端，小端位于大端的上方。穿线结构包括一中空“L”型的第一穿线管2，第一穿线管2的底端连接在密封腰部3上且连通密封腰部3的内腔，顶端转动连接转动臂1的大端并通过转动臂1大端的内腔连通密封腰部3的内腔，从而密封腰部3的内腔、转动臂1大端的内部和第一穿线管2内部形成密闭的第一穿线腔。
优选的，密封腰部3侧端分别设有穿线孔31和输出孔，输出孔位于穿线孔31的上方，转动臂1内设有并未图示的过线孔。转动臂1的大端包括主体12以及连接主体12端部开口处的端盖13，端盖13是可以拆卸的以方便穿线和装配，端盖13与主体12的连接面上设有密封圈51以将两者所构成的内腔相对于外界封闭隔离。
减速器42从输出孔穿出并且减速器42的输出端连接主体12，以带动其旋转，另外减速器42的输出端与主体12的连接面上设有密封圈52以将过线孔与外界隔离，减速器42与输出孔的内壁也是通过密封圈53密封连接。
所述的第一穿线管2的一端密封连接穿线孔31，另一端设有朝向输出孔的接洽部21，端盖13与接洽部21转动连接，也即是接洽部21、第一穿线管2相对于密封腰部3是固定不动的，而只有转动臂1能够旋转，以带动第三传动机构C在垂直面上做一定幅度的旋转摆动。由此，密封腰部3的内腔、过线孔、第一穿线管2中空部分和穿线孔31之间连通并形成的密闭的第一穿线腔。喷涂机械手的线缆包括电线、编码线从底座100的防爆接头101中进入，之后通过第一穿线腔接入第一带轴减速器，其余部分穿过转动臂1内部进入第三传动机构C。
进一步优选的，参考图3和图4，所述的接洽部21为圆筒状，转动臂1的端盖13通过深沟球轴承25转动连接在接洽部21外壁。为了实现接洽部21与端盖13之间的密封，在接洽部21与端盖13之间设有旋转密封圈212和卡环23，旋转密封圈212为唇形，被限位在深沟球轴承25与卡环23之间，所述的卡环23定位在端盖13内。
进一步优选的，接洽部21的内壁设有防磨套24，穿线时线缆接触的是防磨套24而不会对线皮造成损伤；而且也避免了转动臂1转动期间因带动线缆的轻微动作造成的线皮损伤。
进一步优选的，转动臂1内设有固线夹11，通过夹持的方式将穿过的线缆定位。
所述的第一穿线管2包括“L”型的管体21以及管盖22，管体21与管盖22密封连接而围成过第一穿线管2的中空部分，管盖22可拆装地连接在管体21侧端的开口处，以方便穿线、装配和维护。另外，管盖22与管体21的连接面上设有密封圈54，以将第一穿线管2内腔与外界隔离。
另外，实施例的第四传动机构D与第五传动机构E之间也具有穿线结构，并具有第二穿线腔，从而该第二穿线腔构成机械手穿线腔的一部分。
具体来说，参考图5和图6，第四传动机构D包括第二带轴减速器，该第二带轴减速器包括四轴电机62以及由四轴电机62的转轴直接驱动的四轴减速器63，四轴减速器63的外周套有四轴安装座6，四轴电机62的部分位于四轴安装座6内，且所述四轴电机62通过固定在四轴安装座6内的电机安装座64固定。另外，在四轴减速器63外壁与四轴安装座6的内壁之间具有一避空腔61，该避空腔61连通图5中位于左侧的并未图示的第四传动机构D内部。
在四轴减速器63的输出端接有传动件，该传动件的输出端接有中空的传动轴8，传动轴8连接图5中位于右方的并未图示的第五传动机构E。传动件具有一中空腔75且传动件的周壁设有环形开口71，传动件的输出端设有贯穿孔731，贯穿孔731、中空腔75、环形开口71与避空腔61连通从而构成可穿过线缆的第二穿线腔。
所述环形开口71的开口呈扇形，扇形开口的圆心角为270°～360°，线缆从第四传动机构D进入避空腔61，之后通过环形开口71进入传动件，通过中空腔75与贯穿孔731后进入传动轴8的中空部分。当第二带轴减速器运行转动时，环形开口71与中空腔75能够为线缆提供足够的摆动空间，有效的减少了线缆在摆动过程中的磨损，降低了后期的维护成本。
传动件具体可以由以下部件所构成。
传动件包括连接件74以及对向设置的第一法兰72、第二法兰73，第一法兰72与第二带轴减速器的输出端固定连接，第二法兰73与传动轴8固定连接，第一法兰72与第二法兰73通过连接件74相连，第一法兰72、连接件74、第二法兰73组合形成“C”形过线法兰，第一法兰72、第二法兰73与连接件74之间围成所述的中空腔75，环形开口71处于“C”型过线法兰的“C”字开口处，贯穿孔731位于第二法兰73上。
进一步，第二法兰73外壁接有承载轴承91，承载轴承91与四轴安装座6内壁转动连接。该承载轴承91为深沟球轴承，适用于高转速的运行。通过设置了承载轴承91，能够在下一级传动轴负载较大的情况下保持第二带轴减速器的正常工作。
第二法兰73外壁与四轴安装座6内壁之间还设有密封圈92，密封圈92在传动轴8与承载轴承91之间，用于密封四轴安装座6内腔。该密封圈92为旋转轴唇形密封圈，旋转轴唇形密封圈唇口面朝向承载轴承91。第二法兰73上还设有轴用卡环93，轴用卡环93位于承载轴承91与密封圈92之间，以防止承载轴承91侧滑。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种六轴喷涂机械手，其特征在于：
包括机械手本体，机械手本体具有密闭的设备腔，所述设备腔中依次传动连接有第一传动机构(A)、第二传动机构(B)、第三传动机构(C)、第四传动机构(D)、第五传动机构(E)和第六传动机构(F)；
各传动机构分别配套设有位于设备腔中的减速器，至少一处的减速器为具有实心轴的带轴减速器，且所述带轴减速器配套设有穿线结构，所述穿线结构具有密闭的穿线腔，所述穿线腔的两端分别连通具有所述带轴减速器的传动机构的内腔以及与该传动机构相邻的另一传动机构的内腔；
所述机械手本体包括容纳第一传动机构(A)和第二传动机构(B)的密封腰部(3)，所述第二传动机构(B)包括第一带轴减速器，所述第一带轴减速器的输出端连接有转动臂(1)，所述转动臂(1)包括连接第一带轴减速器的大端以及连接第三传动机构(C)的小端；
所述穿线结构包括中空“L”型的第一穿线管(2)，所述第一穿线管(2)的一端连通密封腰部(3)的内腔，另一端转动连接转动臂(1)大端并通过转动臂(1)大端的内腔连通密封腰部(3)的内腔，从而密封腰部(3)的内腔、转动臂(1)大端的内部和第一穿线管(2)内部形成密闭的第一穿线腔；
所述密封腰部(3)侧端分别设有穿线孔(31)和输出孔，所述第一带轴减速器的输出端从输出孔穿出并连接转动臂(1)的大端，所述第一穿线管(2)的一端密封连接穿线孔(31)，另一端设有朝向输出孔的接洽部(21)，所述接洽部(21)为圆筒状，所述转动臂(1)通过轴承转动连接在接洽部(21)外壁。
2.根据权利要求1所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述转动臂(1)的大端与接洽部(21)转动连接，所述转动臂(1)内设有过线孔，所述密封腰部(3)的内腔、过线孔、第一穿线管(2)中空部分和穿线孔(31)之间连通并形成所述的第一穿线腔。
3.根据权利要求2所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述接洽部(21)与转动臂(1)之间设有旋转密封圈(212)和卡环(23)，所述旋转密封圈(212)被限位在轴承与卡环(23)之间。
4.根据权利要求2所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述接洽部(21)的内壁设有防磨套(24)。
5.根据权利要求1所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述转动臂(1)内设有固线夹(11)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述第四传动机构(D)包括第二带轴减速器，所述第二带轴减速器外周套有四轴安装座(6)并且第二带轴减速器与四轴安装座(6)的内壁之间具有连通第四传动机构(D)内部的避空腔(61)，第二带轴减速器的输出端接有传动件，所述传动件的输出端接有中空的传动轴(8)，所述传动轴(8)连接第五传动机构(E)，所述传动件具有一中空腔(75)且传动件的周壁设有环形开口(71)，所述传动件的输出端设有贯穿孔(731)，所述贯穿孔(731)、中空腔(75)、环形开口(71)与避空腔(61)连通从而构成可穿过线缆的第二穿线腔。
7.根据权利要求6所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述传动件包括连接件(74)以及对向设置的第一法兰(72)、第二法兰(73)，所述第一法兰(72)与第二带轴减速器的输出端固定连接，所述第二法兰(73)与传动轴(8)固定连接，所述第一法兰(72)与第二法兰(73)通过连接件(74)相连，所述第一法兰(72)、连接件(74)、第二法兰(73)组合形成“C”形过线法兰，所述第一法兰(72)与第二法兰(73)之间构成中空腔(75)，所述环形开口(71)处于“C”型过线法兰的“C”字开口处，所述贯穿孔(731)位于第二法兰(73)上。
8.根据权利要求7所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述第二法兰(73)外壁接有承载轴承(91)，所述承载轴承(91)与四轴安装座(6)内壁转动连接。
9.根据权利要求8所述的六轴喷涂机械手，其特征在于：所述第二法兰(73)外壁与四轴安装座(6)内壁之间设有密封圈(92)，所述第二法兰(73)上设有轴用卡环(93)，所述轴用卡环(93)位于承载轴承(91)与密封圈(92)之间。
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