CN108340408A - 用于机器人的隔音罩和装配有隔音罩的机器人 - Google Patents

Abstract

一种用于机器人的隔音罩，包括用于罩覆机器人控制力矩陀螺两端部的端盖、用于罩覆机器人控制力矩陀螺主体的侧板和底板；侧板可沿机器人控制力矩陀螺的侧面插入机器人控制力矩陀螺和其周围部件之间的空隙，同时与底板卡合；端盖与侧板可拆卸的连接。端盖、侧板和底板一起围合形成隔音罩。本发明隔音罩便于安装和拆卸，可以在不影响机器人控制力矩陀螺正常运转的同时有效的降低其所产生的噪音。

Description

用于机器人的隔音罩和装配有隔音罩的机器人

技术领域

本发明涉及机器人的机械设备噪声处理技术领域，具体涉及一种方便装卸的用于机器人的隔音罩和装配有这种隔音罩的机器人。

背景技术

发动机、压缩机、储能飞轮等动力部件是机械设备噪声声源的主要来源,为了降低设备运行噪音,常用的技术方案有：一是在声源外面包裹若干层隔音棉，声波通过棉纤维时，部分声波能量转化为热能，从而达到吸音降噪的效果；二是在声源外面加用吸音或者消音材料制作的隔音罩，将噪音与外界隔离。

现有技术方案一的缺点是：隔音棉为柔性材料，如果声源外部包含运动结构，如控制力矩陀螺的偏摆，则无法使用；方案二的缺点是：隔音罩需要足够的空间来装卸，未考虑到结构紧凑场合下的装卸。

设置有控制力矩陀螺模块的机器人中，控制力矩陀螺模块主要包括两个底部固定在圆形支撑座上的控制力矩陀螺和在其上部的反向同步机构，如附图3所示。机器人在运行过程中，这两个控制力矩陀螺可分别以一定的限位角度绕第一轴和第二轴偏摆，两个高速旋转的控制力矩陀螺运动产生的噪音是主要噪声声源，因此需要采取隔音措施。如附图7所示，机器人控制力矩陀螺模块位于机器人的中下部，与机器人躯干及车轮系统连接紧凑，可用于安装和拆卸其隔音罩的空间比较有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述技术方案的不足，而提出了一种用于机器人的隔音罩。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是，提供一种用于机器人的隔音罩，包括两个端盖、两块侧板和底板；所述端盖和所述侧板之间通过可拆卸的方式连接，所述侧板与所述底板卡合；所述端盖、侧板和底板一起围合形成隔音罩。

所述底板包括第一层底板和第二层底板；所述第一层底板比所述第二层底板宽、但比所述第二层底板短，使所述侧板可卡合在所述第一层底板下面；所述第二层底板具有三层的阶梯状结构，中间一层最长，中间一层的两端为圆心角不大于90度的底板弧形凹进。

所述侧板，在其下部边沿近两端部位置分别设有一个圆心角不大于90度的侧板弧形凹进；所述侧板下边沿可卡合在所述第一层底板下面，贴合所述第二层底板，使所述侧板与所述底板贴合；所述端盖下边沿设有圆心角不大于90度的端盖弧形凹进。

所述第二层底板一端的底板弧形凹进、两块所述侧板上的各一个侧板弧形凹进以及所述端盖下部边沿的端盖弧形凹进，该四段圆弧形凹进围合形成一个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座的环形座；所述第二层底板另一端的底板弧形凹进、两块所述侧板上的各另一个侧板弧形凹进以及另一个所述端盖下部边沿的端盖弧形凹进围合形成另一个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座的环形座。

在所述端盖的边沿上至少有两个用来与所述侧板相连接的端盖连接部；所述侧板的边沿上至少有两个用来与所述端盖相连接的侧板连接部；所述端盖连接部与所述侧板连接部通过紧固件连接。

两个所述端盖和两块侧板围合后，在隔音罩顶部形成一个窗口，该窗口用于隔音罩内部部件和外部连接。

所述端盖和所述侧板的内壁上设置有吸音结构。

所述吸音结构包括多孔吸音结构，条形吸音结构，锯齿形吸音结构。

在所述两个端盖靠近底部的位置各设置有至少一个用于提供隔音罩内空气流通动力的进风风扇；在所述两个侧板的上半部分别设置各有至少一个用于提供隔音罩内空气流通动力的出风风扇。

本发明还提供一种基于所述隔音罩的机器人，包括控制力矩陀螺装置，该控制力矩陀螺装置包括两个控制力矩陀螺和用于控制两个控制力矩陀螺偏摆速度相同但偏摆方向相反的反向同步机构； 所述两个控制力矩陀螺通过底部圆形支撑座设置在隔音罩内，被隔音罩包覆；所述反向同步机构设置在隔音罩上方。

所述的机器人隔音罩的侧板为向外突出的半筒壁状，所述端盖端部向外突出，两个所述端盖和两个侧板围合形成的空间形状与机器人中设置的两个控制力矩陀螺运动轨迹形成的包络面形状相匹配。

同现有技术相比较，本发明的有益效果是：1、本隔音罩在有效隔音的同时不会影响机器人控制力矩陀螺的偏摆运动，保证机器人的正常运作；2、本隔音罩可以在机器人控制力矩陀螺所处的紧凑空间内方便的安装和拆卸，便于工作人员对机器人控制力矩陀螺进行测试与检修。

附图说明

图1是本发明优选实施例之一的隔音罩组合状态的示意图；

图2是图1中隔音罩的爆炸示意图；

图3是机器人的控制力矩陀螺模块结构示意图，机器人运行中，两个控制力矩陀螺500分别绕第一轴01和第二轴02以一定的角度偏摆；

图4是本发明优选实施例之一的底板300的结构示意图；

图5是本发明优选实施例之一的端盖100、侧板200和底板300围合后形成两个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座510的环形座；

图6是本发明优选实施例之一的隔音罩完全罩在机器人控制力矩陀螺模块上的示意图；

图7是机器人尚未安装控制力矩陀螺隔音罩时的整体外观示意图；

图8是安装上控制力矩陀螺隔音罩之后的机器人整体外观示意图；

图中：100为端盖、120为端盖连接部、150为端盖弧形凹进、151为隔音罩固定部、200为侧板、210为侧板连接部、250为侧板弧形凹进、300为底板、310为第一层底板、320为第二层底板、350为底板弧形凹进、410为进风风扇、420为出风风扇、500为控制力矩陀螺、510为圆形支撑座、520为反向同步机构。

具体实施方式

以下结合各附图对本发明的实施方式做进一步详述。

本发明用于机器人的隔音罩的优选实施例之一，见附图1和附图2，包括两个端盖100、两个侧板200和一块底板300。所述端盖100、侧板200和底板300一起围合形成隔音罩用来罩在机器人的控制力矩陀螺模块上。

机器人控制力矩陀螺模块的结构如附图3所示，其主要部件为两个控制力矩陀螺500，中间有一根圆柱与顶部的反向同步机构520相连接，两个控制力矩陀螺500的底部通过两个圆形支撑座510固定在机器人本体上。反向同步机构520用于控制两个控制力矩陀螺500使二者具有相同的偏摆速度和相反的偏摆方向。同现有技术相比较，本发明的有益效果是：本隔音罩在有效隔音的同时不会影响机器人控制力矩陀螺的偏摆运动，保证机器人的正常运作；2、本隔音罩可以在机器人控制力矩陀螺所处的紧凑空间内方便的安装和拆卸，便于工作人员对机器人控制力矩陀螺进行测试与检修。

机器人在运行过程中，这两个控制力矩陀螺500可分别绕第一轴O1和第二轴O2以一定的限位角度偏摆，因此需要一定的运动空间。

如附图4所示，位于隔音罩底部的底板300大致呈矩形，主要具有两层结构，位于上面的第一层底板310与位于下面的第二层底板320相比长度稍短，宽度略宽，使所述侧板200可卡合在所述第一层底板310下面；第一层底板310和第二层底板320的中部贯穿有三个圆孔，用于将底板300通过螺栓固定在两个控制力矩陀螺500底部的圆形支撑座510间；所述第二层底板320具有三层的阶梯状结构，中间一层最长，中间一层的两端为圆心角不大于90度的底板弧形凹进350。

如附图1所示，两个端盖100具有相同的形状和构造，其形状均为圆形盖体，盖体的端部向外突出，与机器人的控制力矩陀螺500运动轨迹形成的包络面形状相匹配，为控制力矩陀螺500的偏摆运动提供足够的空间；所述端盖100的下部边沿设有圆心角不大于90度的端盖弧形凹进150。两个侧板200也具有相同的形状和构造，其形状均为向外突出的半筒壁状，与机器人的控制力矩陀螺500运动轨迹形成的包络面形状相匹配，在其下部靠近两边的边沿上分别设有一个圆心角不大于90度的侧板弧形凹进250。两个端盖100和两个侧板200围合形成的空间形状与机器人的两个控制力矩陀螺500运动轨迹形成的包络面形状匹配，不影响两个控制力矩陀螺500的正常运转。

如附图5所示，所述第二层底板320一端的底板弧形凹进350、两块所述侧板200上同一侧的各一个侧板弧形凹进250以及对应的端盖100下部边沿的端盖弧形凹进150，共四段圆弧形凹进围合形成一个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座510的环形座；相应的，所述第二层底板320另一端的底板弧形凹进350、两块所述侧板200上的各另一个侧板弧形凹进250以及另一个所述端盖100下部边沿的端盖弧形凹进150围合形成另一个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座510的环形座。

如附图1、附图2和附图6所示，所述端盖100和所述侧板200的上部都有一块缺口，当隔音罩安装好以后在其顶部形成一个窗口，该缺口的形状适应控制力矩陀螺模块上部反向同步机构520的形状，用于控制力矩陀螺模块与机器人本体连接上的部件连接。

在本实施例中，如附图2所示，两个端盖100的边沿上有至少两个，如附图2所示四个，用来与两个侧板200相连接的凸起的端盖连接部120；在两个侧板的边沿上相应的位置上有至少两个，如附图2所示四个，用来与两个端盖100相连接的凸起的侧板连接部210；所述端盖连接部120与所述侧板连接部210通过紧固件连接，如螺栓。

如附图2所示，在两个端盖100上还各设置有至少两个，如四个，隔音罩固定部151，用于在隔音罩安装好之后将隔音罩固定连接在机器人本体上，防止隔音罩在机器人的运行过程中移动从而影响控制力矩陀螺500的运转。

在安装控制力矩陀螺隔音罩时，首先，将底板300预先安装在机器人控制力矩陀螺模块的底部，其具体位置位于两个控制力矩陀螺500的圆形支撑座510之间，通过紧固件使其固定，如螺栓；其次，将两个侧板200沿控制力矩陀螺的X轴方向插入控制力矩陀螺模块与周围部件的空隙中，该X轴方向如附图1和附图3所示，同时沿所述底板300的第二层底板320的侧面滑入，到位后与所述第二层底板320的侧面贴合呈卡合状态；再次，将所述两个端盖100分别罩在控制力矩陀螺模块的两端，端盖100上的端盖连接部120与侧板200上的侧板连接部210分别对齐之后通过紧固件紧固连接；最后，将端盖100通过其上凸起的隔音罩固定部151与机器人整机固定连接，即完成了控制力矩陀螺隔音罩的安装。

取下隔音罩时，首先，拆开端盖100上与机器人固定连接的隔音罩固定部151；其次，拆开端盖连接部120与侧板连接部210之间的连接；最后，将侧板200沿控制力矩陀螺模块的X轴方向向外抽出，即完成了控制力矩陀螺隔音罩的拆卸，方便对控制力矩陀螺模块进行检修。底板300不需要拆卸，不影响机器人的正常运作。

机器人控制力矩陀螺模块在运转过程中会产生大量的热量，若隔音罩采用全密封的形式必然不利于散热，影响控制力矩陀螺模块的正常运作。因此，在本优选实施例中还加入了用于散热的风扇组件。如附图1、附图2和附图5所示，在所述端盖100靠近底部的位置分别设置有至少一个用于提供隔音罩内空气流通动力的进风风扇410；在所述侧板200的上半部分别设置有至少一个用于提供隔音罩内空气流通动力的出风风扇420；所述进风风扇410和所述出风风扇420的位置设置是考虑到冷热空气流动的特性，使冷空气自下而上的充分接触两个飞轮500，吸收热量，热空气从上部被抽出，大大提高隔音罩内空气流速，从而促进空气与陀螺之间的对流换热使热量发散出来，高效的降低控制力矩陀螺500的热度，同时不会对降噪效果产生明显影响。同现有技术相比较，本发明进一步的有益效果是：本隔音罩依据冷热空气流动的特性还在端盖和侧板上安装了进风风扇和出风风扇，高效的降低控制力矩陀螺运转过程中产生的热量，保证机器人的正常运转，同时不会降低隔音罩的降噪效果。

本优选实施例中隔音罩的材料为轻质吸音材料，如EPP。所述端盖100和侧板200的内壁上布满了小的吸音结构，包括多孔吸音结构，条形吸音结构，锯齿形吸音结构等，使噪音在其内表面上经过多次的反射与折射，可以达到比光滑内表面更好的吸音效果。该吸音结构可以是一体成型在所述端盖100和侧板200的内侧，或者是贴合在内侧表面上的可黏贴吸音结构。同现有技术相比较，本发明进一步的有益效果是：本隔音罩内壁采用了吸音结构，进一步优化了隔音降噪的效果。本发明所述隔音罩底部的底板300的另一种实施例中，所述第二层底板320下面还设置有第三层底板；该第三层底板和第二层底板320固定连接；位于最下层的第三层底板的长度比与第二层底板320短，但比第二层底板320宽，第一层底板310和第三层底板中间夹合第二层底板320，在第一层底板310和第三层底板之间形成一个槽，侧板200的下边沿可以从该槽插入卡合在第一层底板310和第三层底板之间，形成更加稳固的结构。

在安装了本发明优选实施例之一的隔音罩之后，机器人控制力矩陀螺所产生的噪声明显降低。在距离控制力矩陀螺150mm的位置，采用噪声测试设备对比控制力矩陀螺使用隔音罩前后的噪声水平，发现使用隔音罩之后的噪声降低了至少10分贝以上。

在本发明机器人控制力矩陀螺隔音罩的第二种实施例中，去掉端盖100上的端盖连接部120与侧板200上的侧板连接部210，采用可反复黏贴的方式连接，如可反复黏贴胶带，使本隔音罩的结构进一步简化。

如图8所示，本发明还包括装配有所述隔音罩的机器人，还包括控制力矩陀螺装置，该控制力矩陀螺装置包括两个控制力矩陀螺500和用于控制两个控制力矩陀螺500偏摆速度相同但偏摆方向相反的反向同步机构520； 所述两个控制力矩陀螺500通过底部圆形支撑座510设置在隔音罩内，被隔音罩包覆；所述反向同步机构520设置在隔音罩上方。所述侧板200为向外突出的半筒壁状，所述端盖100端部向外突出，两个所述端盖100和两个侧板200围合形成的空间形状与机器人中设置的两个控制力矩陀螺运动轨迹形成的包络面形状相匹配。同现有技术相比较，本发明进一步的有益效果是：装配有隔音罩的机器人使控制力矩陀螺的噪音大大降低，进一步的优化了机器人的性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于机器人的隔音罩，其特征在于：

包括两个端盖（100）、两块侧板（200）和底板（300）；

所述端盖（100）和所述侧板（200）之间通过可拆卸的方式连接，所述侧板（200）与所述底板（300）卡合；

所述端盖（100）、侧板（200）和底板（300）一起围合形成隔音罩。

2.根据权利要求1所述的隔音罩，其特征在于：

所述底板（300）包括第一层底板（310）和第二层底板（320）；所述第一层底板（310）比所述第二层底板（320）宽、但比所述第二层底板（320）短，使所述侧板（200）可卡合在所述第一层底板（310）下面；所述第二层底板（320）具有三层的阶梯状结构，中间一层最长，中间一层的两端为圆心角不大于90度的底板弧形凹进（350）。

3.根据权利要求2所述的隔音罩，其特征在于：

所述侧板（200），在其下部边沿近两端部位置分别设有一个圆心角不大于90度的侧板弧形凹进（250）；

所述侧板（200）下边沿可卡合在所述第一层底板（310）下面，贴合所述第二层底板（320），使所述侧板（200）与所述底板（300）贴合；

所述端盖（100）下边沿设有圆心角不大于90度的端盖弧形凹进（150）。

4.根据权利要求3所述的隔音罩，其特征在于：

所述第二层底板（320）一端的底板弧形凹进（350）、两块所述侧板（200）上的各一个侧板弧形凹进（250）以及所述端盖（100）下部边沿的端盖弧形凹进（150），该四段圆弧形凹进围合形成一个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座（510）的环形座；

所述第二层底板（320）另一端的底板弧形凹进（350）、两块所述侧板（200）上的各另一个侧板弧形凹进（250）以及另一个所述端盖（100）下部边沿的端盖弧形凹进（150）围合形成另一个用于容置控制力矩陀螺底部圆形支撑座（510）的环形座。

5.根据权利要求1所述的隔音罩，其特征在于：

在所述端盖（100）的边沿上至少有两个用来与所述侧板（200）相连接的端盖连接部（120）；所述侧板（200）的边沿上至少有两个用来与所述端盖（100）相连接的侧板连接部（210）；

所述端盖连接部（120）与所述侧板连接部（210）通过紧固件连接。

6.根据权利要求1所述的隔音罩，其特征在于：

两个所述端盖（100）和两块侧板（200）围合后，在隔音罩顶部形成一个窗口，该窗口用于隔音罩内部部件和外部连接。

7.根据权利要求1所述的隔音罩，其特征在于：

所述端盖（100）和所述侧板（200）的内壁上设置有吸音结构。

8.根据权利要求7所述的隔音罩，其特征在于：

所述吸音结构包括多孔吸音结构，条形吸音结构，锯齿形吸音结构。

9.根据权利要求1所述的隔音罩，其特征在于：

在所述两个端盖（100）靠近底部的位置各设置有至少一个用于提供隔音罩内空气流通动力的进风风扇（410）；

在所述两个侧板（200）的上半部分别设置各有至少一个用于提供隔音罩内空气流通动力的出风风扇（420）。

10.一种基于权利要求1至9任意一项所述隔音罩的机器人，其特征在于：

还包括控制力矩陀螺装置，该控制力矩陀螺装置包括两个控制力矩陀螺（500）和用于控制两个控制力矩陀螺（500）偏摆速度相同但偏摆方向相反的反向同步机构（520）；

所述两个控制力矩陀螺（500）通过底部圆形支撑座（510）设置在隔音罩内，被隔音罩包覆；

所述反向同步机构（520）设置在隔音罩上方。

11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于：

所述侧板（200）为向外突出的半筒壁状，所述端盖（100）端部向外突出，两个所述端盖（100）和两个侧板（200）围合形成的空间形状与机器人中设置的两个控制力矩陀螺运动轨迹形成的包络面形状相匹配。