CN107206596A - 保护装置、末端执行器和机器人 - Google Patents

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Abstract

一种连接到末端执行器的保护装置，所述末端执行器具有：铸件(9)、固定到所述铸件(9)的固定部分(5)、相对于所述固定部分(5)可旋转的旋转部分(4)以及设置在所述旋转部分(4)的周边上的密封部分(1)。所述保护装置包括：盖(2')、环形可弹性变形的密封构件(3)和固定构件(10)；其中所述密封构件(3)部分地容纳在所述盖(2')和所述旋转部分(4)之间；所述盖(2')附接到所述固定部分(5)，所述盖(2')适于通过所述固定构件(10)覆盖所述固定部分(5)的外部，从而防止所述固定部分(5)暴露于外部；并且所述盖(2')和所述密封构件(3)被配置成共同地覆盖所述密封部分(1)，以防止所述密封部分(1)暴露于外部。还提供了一种末端执行器和一种机器人。与存在的现有技术相比，所提出的解决方案是紧凑的并且易于组装的。

Description

保护装置、末端执行器和机器人
技术领域
本发明的实施例大体涉及一种保护装置，并且特别涉及用于一种末端执行器的保护装置和包括所述末端执行器的机器人。
背景技术
如图1所示，末端执行器16是工业机器人15与工作环境最接近的部分。通常，在末端执行器16的外部结构处保留了一些间隙，间隙使粉碎的油雾或水在机械加工期间进入末端执行器16的内部，从而导致末端执行器16丧失精密性或有其它损坏。因此，末端执行器需要保护装置，以防止密封性过度降低，密封性过度降低是因为高压液体和颗粒可能进入末端执行器16而引起齿轮密封构件的损坏。另一个潜在的问题是齿轮密封构件的润滑油泄漏，因为在机械加工过程中，润滑油可能会直接排出并污染其他工具或零件。
对于传统的保护结构，如图2所示，用双重密封件来防止润滑油泄漏和阻止外侧的液体，以避免齿轮密封件损坏。第一油封布置在轴承内环和轴承外环之间，并且第二吸油构件被布置成覆盖所述油封的外侧端面。第二吸油构件通过使用柔性带状保持器和带状绑带来装配。保持器围绕轴承外环缠绕，梳齿板部分被按压到第二吸油构件的端面，并且保持器通过使用绑带固定在轴承外环上。然而，这种结构太复杂并且产生难以清洁的凹面。
因此，在本领域中需要开发改进的保护装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于保护末端执行器的新型保护装置，并且特别地，用于保护齿轮密封件并防止润滑油泄漏。
根据本发明的一个方面，提供了一种保护装置。该保护装置连接到末端执行器，该末端执行器具有：铸件、固定到铸件的固定部分、相对于固定部分可旋转的旋转部分以及设置在旋转部分的周边上的密封部分。该保护装置包括：盖、环形的可弹性变形的密封构件和固定构件；其中密封构件部分地容纳在盖和旋转部分之间；盖附接到固定部分，盖适于通过固定构件来覆盖固定部分的外部，以防止固定部分暴露于外部；并且盖和密封构件被配置成共同地覆盖密封部分，以防止密封部分暴露于外部。
根据本发明的优选实施例，密封构件置于盖的外脊部分和密封部分之间。
根据本发明的优选实施例，密封构件的一侧由密封部分所限制。
根据本发明的优选实施例，密封构件置于盖的外脊部分和内脊部分之间。
根据本发明的优选实施例，密封构件的一侧由盖的内脊部分所限制。
根据本发明的优选实施例，其特征在于，密封构件的横截面被构造成O形。
根据本发明的优选实施例，其特征在于，密封构件的横截面被构造成U形。
根据本发明的优选实施例，U形密封构件的开口方向面向盖的内部或外部。
根据本发明的优选实施例，盖还设置有临近密封构件的内表面的倒角，该倒角用于密封构件的组装。
根据本发明的优选实施例，保护装置还包括第二环形可弹性变形的密封构件，置于盖的内部凹槽和U形密封构件的周边之间，以防止密封构件移动。
根据本发明的优选实施例，第二密封构件被构造成O形。
根据本发明的优选实施例，密封构件能够轴向地移动。
根据本发明的优选实施例，固定构件包括穿过盖的相应孔的多个螺钉，以将盖与固定部分连接。
根据本发明的优选实施例，盖还设置有使校准标记可见的窗口，校准标记被雕刻或涂在旋转部分的周边或倒角上。
根据本发明的优选实施例，窗口被配置为校准固定标记。
根据本发明的优选实施例，保护装置还包括置于盖的内表面和螺栓的顶部表面之间的第三密封构件，以保护螺栓的凹面，螺栓被配置成将固定部分固定到铸件上。
根据本发明的优选实施例，第三密封构件通过粘合剂附接到盖。
根据本发明的优选实施例，保护装置还包括填充到螺栓的凹面中的密封胶，该密封胶置于盖的内表面和螺栓的顶部表面之间，以保护螺栓的凹面，螺栓被构造成将固定部分固定到铸件上。
根据本发明的优选实施例，盖还适于部分地覆盖固定部分的周边，并且保护装置还包括置于盖的第二内部凹槽和固定部分的周边之间的第四环形可弹性变形的密封构件。
根据本发明的优选实施例，第四密封构件被构造为O形。
根据本发明的优选实施例，盖还适于部分地覆盖固定部分的周边，并且保护装置还包括置于盖和固定部分的周边之间的密封胶。
根据本发明的优选实施例，密封构件置于盖的第二内部凹槽和固定部分的周边之间。
根据本发明的优选实施例，旋转部分的安装表面位于盖的外表面的外侧。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括如上所述的保护装置的末端执行器。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括如上所述的末端执行器的机器人。
与存在的现有技术相比，该末端执行器的保护解决方案可以实现以下几个优点。
保护齿轮密封件：本发明可以防止高压液体和外部物体损坏齿轮密封件。
防止润滑油直接排出：本发明可以防止润滑油泄漏从而污染工具或零件。
紧凑的结构：本发明不需要用于组装的长倒角。
易于组装：本发明容易用来组装保护装置。
当结合附图进行阅读时，从以下对具体的示例性实施方案的描述中，还将理解本申请的实施方案的其他特征和优点，附图通过示例的方式示出了本发明的原理。
附图说明
通过参考附图对说明书中例示的实施方案进行详细说明，本发明的上述和其他特征将变得更加明显，其中相同的附图标记表示相同或相似的部件，并且其中：
图1示出了机器人中的末端执行器的结构；
图2示出了用于末端执行器的保护装置的常规结构；
图3示出了根据本发明的实施例的末端执行器的俯视图；
图4示出了根据本发明的实施例的保护装置的分解立体图；
图5示出了根据本发明的第二实施例的保护装置的截面图；
图6示出了根据本发明的第三实施例的保护装置的截面图；
图7示出了根据本发明的第三实施例的保护装置的部分截面图；
图8示出了根据本发明的第四实施例的保护装置的局部放大图；
图9示出了根据本发明的第五实施例的保护装置的局部放大图；
图10示出了根据本发明的第六实施例的保护装置的截面图；
图11示出了根据本发明的第七实施例的保护装置的截面图；
图12示出了根据本发明的第八实施例的保护装置的截面图；
图13示出了根据本发明的第八实施例的保护装置的局部截面图。
图14示出了根据本发明的第九实施例的保护装置的截面图。
在这些附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
在下文中，将参考附图通过实施方案详细描述本发明提供的解决方案。应当理解，呈现这些实施方案仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解和实现本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。
一般来说，权利要求中使用的所有术语应根据其在技术领域中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。对于“一个/所述[元件、设备、部件、装置、步骤等]”的所有提及应被开放性地解释为指代所述元件、设备、部件、装置、单元、步骤等的至少一个实例，而不排除多个这样的设备、部件、装置、单元、步骤等，除非另有明确说明。此外，本文所使用的不定冠词“一”不排除多个这样的步骤、单元、模块、设备和对象等。
总的来说，本申请的实施例为机器人的末端执行器提供了新的保护装置。从下面进一步的讨论可以看出，这种结构可以防止液体或颗粒进入末端执行器的内部并且还防止密封部分被损坏，从而保持密封效果。
在贯穿本申请的各种实施方案的描述中，将省略对一些相似元件的重复描述。
接下来，将描述机器人的末端执行器的保护装置的示例，该示例中实现了本发明的第一实施例。图3示意性地示出了本发明可应用至的示例性末端执行器8的俯视图。该末端执行器8包括：通过螺栓6安装在铸件9上的固定部分5(螺栓6可以在图4中看到)，安装表面4a相对于固定部分5可旋转的旋转部分4，以及设置在旋转部分的周边内且设置在固定部分5与旋转部分4之间的环状密封部分1。如图6所示，密封部分1的开口方向1a指向末端执行器8的内部以防止润滑油掉出。密封部分1可以是已知的密封元件，其提供防尘和/或防水，而不会妨碍旋转部分5的旋转。这种末端执行器8的配置和操作在本领域中是广为人知的，因此进一步的描述将在此省略。
从图4中可以看出，利用保护装置，有利的是可以防止外来物附着在表面上或甚至进入末端执行器8内。保护装置包括：盖2'、环形密封构件3和固定构件10。密封构件3可以是可弹性变形的。固定构件10可以是穿过盖2'的相应孔2'h的多个螺钉10，以将盖2'连接到固定部分5。
组装顺序可以是：首先将密封构件3从内部安装到盖2'中，因此不需要长的倒角用于组装。然后我们可以通过螺钉10将盖2'固定到固定部分5上；最后通过螺栓6将固定部分件5固定到铸件9上。因此容易进行组装。
如图5所示，O形环16可以用作密封构件3。由于盖2”'的内脊部分2”'e'和外脊部分2”'e，O形环16可以被内脊部分2”'e'和外脊部分2”'e所限制。密封构件16可轴向地移动或保持固定。
因此，如上所述，固定部分5的外部可以被盖覆盖，以防止其暴露于外部。
此外，密封部分1也被盖和密封构件覆盖。因此，也可以防止密封部分1直接暴露在外部。
参照上述实施例，用于末端执行器的保护装置可以防止高压液体和外部物体损坏齿轮密封件，并且还防止润滑油的泄漏污染工具或具有紧凑结构的零件。
以上描述了一种密封件，但其结构不限于以上所述，也可以采用但不限于如下所述的其它结构。
例如，在本申请的另一实施方案中，如图6所示，U形环3可以用作密封构件，并且其开口方向3a可以面向盖2'的外部，以防止来自外侧的物体。
还应当理解，密封构件3的开口方向3a也可以面向盖2'的内部，如图8所示。
根据本实施方案的另一实施例，如图6所示，外脊部分2'e用于保持密封构件3，以防止密封构件3脱离。密封构件3的背面3b可以被密封部分1(也可以如图9所示)或盖2'的内脊部分(也可以如图10所示)所限制。
参照图6-7，由于不需要用于密封组装的倒角，所以旋转部分4的安装表面4a位于盖2'的表面2'd的外侧。所以它是紧凑的并且有利于设计工具。
本申请的另一实施例，如图7所示，临近密封构件3的内表面的倒角2'g可以用于将密封构件3组装到盖2'。
参照图9，由于存在间隙D，密封构件3可以轴向地移动。
下面将进一步讨论本申请的另一个实施例。如图11所示，旋转部分4'具有用于校准的标记4'a，并且该标记可以被雕刻或涂在旋转部分4'的周边或倒角4'c上。根据该结构，凹面或窗口2””k可以被设置在盖2””上以使得校准标记4'a可见，并且其也可以是校准固定标记。
以上描述了具有不同密封结构的一种保护装置，但是结构不限于如上所述，也可以采用但不限于如下所述的其他结构。以下结构可以更好地防止液体或颗粒进入末端执行器的内部并且还防止密封部分被损坏。此外，以下结构可以更好地防止润滑油的泄漏污染工具或零件。
例如，在本申请的另一实施例中，如图10所示，可以添加可变形材料12以防止密封构件3移动。可变形材料12可以置于盖2'的内部凹槽2'j和U形密封构件3的周边之间。特别地，其形状可以是环。
本申请的另一个实施例，参照图12-13，密封材料13a可以通过粘合剂13b或其他方式附接到盖2'的内表面。螺栓6的螺栓顶部表面6b可被密封材料13a覆盖。因此，密封材料13a可以防止水进入螺栓6的凹面6a。
保护螺栓6的凹面6a的另一种解决方案是在凹面6a中填充一些密封胶，其置于盖2'的内部表面和螺栓6的顶部表面6b之间。因此，密封胶还可以防止生锈。
根据本实施方案的另一实施例，如图14所示，密封件14可以放置在固定部分5的外侧，以沿着径向进行密封。密封件14可以是可弹性变形的O形环、胶水或具有其它结构。盖2”还可以具有用于保持密封件14的内部凹槽。这样也可以防止水进入盖内。
在上文中，已经参照附图通过实施例详细描述了本发明的实施方案。应当理解，虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些细节不应被解释为对任何发明或要求保护的范围的限制，而是作为对特定发明的特定实施例的特征的描述。在各个实施例的背景下描述的本说明书的某些特征也可以在单个实施方案中组合实现。相反，在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。
鉴于前面的描述，当结合附图阅读时，对本发明的前述示例性实施例的各种修改、改编对于相关领域的技术人员来说是显而易见的。任何和所有的修改将仍然落入本发明的非限制性和示例性实施例的范围内。此外，本发明的这些实施例所属领域的技术人员将想到本文所阐述的公开内容的其他实施例，其具有在前述描述和相关附图中呈现的教导的益处。
因此，应当理解，本发明的实施方案不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施方案旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管本文使用了特定术语，但是它们仅在一般和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。

Claims (25)

1.一种连接到末端执行器的保护装置，所述末端执行器具有：铸件(9)、固定到所述铸件(9)的固定部分(5)、相对于所述固定部分(5)能够旋转的旋转部分(4)以及设置在所述旋转部分(4)的周边上的密封部分(1)，其特征在于，
所述保护装置包括：盖(2')、环形可弹性变形的密封构件(3)和固定构件(10)；其中
所述密封构件(3)部分地容纳在所述盖(2')和所述旋转部分(4)之间；
所述盖(2')附接到所述固定部分(5)，所述盖(2')适于通过所述固定构件(10)覆盖所述固定部分(5)的外部，从而防止所述固定部分(5)暴露于外部；并且
所述盖(2')和所述密封构件(3)被配置成共同地覆盖所述密封部分(1)，以防止所述密封部分(1)暴露于外部。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(3)置于所述盖(2')的外脊部分(2'e)和所述密封部分(1)之间。
3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(3)的一侧由所述密封部分(1)所限制。
4.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(3)置于所述盖(2”')的外脊部分(2”'e)和内脊部分(2”'e')之间。
5.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(3)的一侧由所述盖(2”')的内脊部分(2”'e')所限制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(16)的横截面被构造为O形。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(3)的横截面被构造为U形。
8.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述U形密封构件(3)的开口方向(3a)面向所述盖(2')的内部或外部。
9.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述盖(2')还设置有邻近所述密封构件(3)的内表面的倒角(2'g)，所述倒角(2'g)用于所述密封构件(3)的组装。
10.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括第二环形可弹性变形的密封构件(12)，其置于所述盖(2')的内部凹槽(2'j)和所述U形密封构件(3)的周边之间，以防止所述密封构件(3)移动。
11.根据权利要求9所述的保护装置，其特征在于，所述第二密封构件(12)被构造成O形。
12.根据权利要求1至5和8至9中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(3)能够轴向地移动。
13.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述固定构件(10)包括穿过所述盖(2')的相应孔(2'h)的多个螺钉(10)，以便将所述盖(2')与所述固定部分(5)连接。
14.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述盖(2””)还设置有窗口(2””k)，以使得校准标记(4'a)可被看见，校准标记(4'a)被雕刻或涂在旋转部分(4')的周边或倒角(4'c)上。
15.根据权利要求14所述的保护装置，其特征在于，所述窗口(2””k)被配置为校准固定标记。
16.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括第三密封构件(13a)，其置于所述盖(2')的内表面和所述螺栓(6)的顶部表面(6b)之间，以保护所述螺栓(6)的凹面(6a)，所述螺栓(6)被配置成将所述固定部分(5)固定到所述铸件(9)上。
17.根据权利要求16所述的保护装置，其特征在于，所述第三密封构件(13a)通过粘合剂(13b)附接到所述盖(2')上。
18.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括填充到所述螺栓(6)的凹面(6a)中的密封胶，所述密封胶置于所述盖(2')的内表面和所述螺栓的顶部表面(6b)之间，以保护所述螺栓(6)的凹面(6a)，所述螺栓(6)被配置成将所述固定部分(5)固定到所述铸件(9)。
19.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述盖(2”)还适于部分地覆盖所述固定部分(5)的周边，并且所述保护装置还包括第四环形可弹性变形的密封构件(14)，其置于所述盖(2”)的第二内部凹槽和所述固定部分(5)的周边之间。
20.根据权利要求19所述的保护装置，其特征在于，所述第四密封构件(14)被构造为O形。
21.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述盖(2”)还适于部分地覆盖所述固定部分(5)的周边，并且所述保护装置还包括置于所述盖(2”)和所述固定部分(5)的周边之间的密封胶(14)。
22.根据权利要求21所述的保护装置，其特征在于，所述密封构件(14)置于所述盖(2”)的第二内部凹槽和所述固定部分(5)的周边之间。
23.根据权利要求1至5和8-11中任一项所述的保护装置，其特征在于，所述旋转部分(4)的安装表面(4a)位于所述盖(2')的外表面(2'd)的外侧。
24.一种末端执行器，其包括根据权利要求1至23中任一项所述的保护装置。
25.一种机器人，其包括根据权利要求24所述的末端执行器。
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