CN109909993A - 伸缩型复合机械臂及清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伸缩型复合机械臂及清洗装置，包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗组件、废水回收组件，所述清洗组件包括清洗桶、污渍去除组件、过滤组件、振动组件，所述污渍去除组件、过滤组件从上至下依次设于清洗桶内，所述污渍去除组件包括相互垂直的第一转轴和第二转轴、毛刷组件，所述第一转轴的顶端与毛刷组件连接，所述第一转轴的底端固定有第一锥齿轮，所述清洗桶内第二转轴的一端固定有第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述过滤组件包括多个拼接组合且能360°翻转的过滤网框架。本发明可以对伸进清洗桶内的机械臂本体表面进行刮擦清洗，清洗方式简单快捷方便，而且转杆旋转的动力与使清洗桶振动的动力为同一个，节约了设计成本。

Description

伸缩型复合机械臂及清洗装置

技术领域

本发明涉及机械臂清洗技术领域，具体涉及一种伸缩型复合机械臂及清洗装置。

背景技术

机械臂是指高精度，高速点胶机器手，机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统,存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务,需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。

但是一般的机械臂本体长时间处于外界空气中，以及在工作过程中与工件接触的部位经常会粘上灰尘污渍，使机械臂本体再次工作与工件接触时，容易将灰尘污渍附着在工件表现而污染工件，因此需要一种能够对机械臂本体与工件接触的部位进行清洗的装置，以解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种伸缩型复合机械臂及清洗装置，可以对伸进清洗桶内的机械臂本体表面进行刮擦清洗，清洗方式简单快捷方便，而且转杆带动毛刷杆旋转的动力与使清洗桶振动的动力为同一个，节约了设计成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种伸缩型复合机械臂及清洗装置，包括机械臂本体、底座、移动组件，所述机械臂本体通过移动组件与底座连接，还包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗组件、废水回收组件，所述清洗组件包括清洗桶、污渍去除组件、过滤组件、振动组件，所述污渍去除组件、过滤组件从上至下依次设于清洗桶内，所述污渍去除组件包括相互垂直的第一转轴和第二转轴、毛刷组件，所述第一转轴的顶端与毛刷组件连接，所述第一转轴的底端固定有第一锥齿轮，所述第二转轴贯穿所述清洗桶的侧壁并沿伸至外侧，所述清洗桶内第二转轴的一端固定有第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二转轴的另一端固定有齿轮，所述过滤组件包括多个拼接组合且能360°翻转的过滤网框架，所述过滤网框架内固定有过滤网，所述振动组件包括伺服电机、与伺服电机连接的驱动轴、放置桶，所述清洗桶的底端位于所述放置桶内，所述驱动轴的一端贯穿所述放置桶并与放置桶的内壁转动连接，所述放置桶外侧的驱动轴上固定有偏心齿轮，所述偏心齿轮通过皮带与齿轮连接，所述废水回收组件通过出水软管与清洗桶内部连通。

优选的是，所述第二转轴的轴线与水平线平行且位于第一转轴的下方，所述第一转轴上转动套接有支撑杆，所述支撑杆固定于清洗桶的内壁上。

在上述任一方案中优选的是，所述毛刷组件包括转杆、毛刷杆，所述转杆与所述第一转轴的顶端固定连接，所述转杆上设有两个沿第一转轴轴线对称且相对转杆可以移动的毛刷杆，所述毛刷杆相对的侧壁上固定有第一硬质橡胶毛刷；所述第一转轴正上方的转杆顶部固定有毛刷盘，所述毛刷盘的顶部固定有第二硬质橡胶毛刷。

在上述任一方案中优选的是，所述毛刷盘两侧的转杆上分别开设有多个等间距排列的螺纹孔，所述毛刷杆通过螺栓与螺纹孔实现与转杆的可拆卸固定连接。

在上述任一方案中优选的是，每个所述过滤网框架的两端分别固定有与清洗桶内壁转动连接的翻转轴，所述过滤网框架一端的翻转轴端部沿轴线方向开设有内花键孔，所述清洗桶侧壁上与翻转轴相对应的部位开设有矩形孔，且矩形孔与内花键孔连通，所述矩形孔内放置有矩形孔，所述矩形块与内花键孔相对应的部位固定有与内花键孔配合的花键轴，花键轴伸进内花键孔内。

在上述任一方案中优选的是，所述过滤网框架的两侧壁底部为斜面，所述过滤网框架由橡胶材质制成。

在上述任一方案中优选的是，所述驱动轴位于所述清洗桶的下方，所述放置桶内的驱动轴上固定有至少一个偏心轮，所述偏心轮与清洗桶底部接触，所述放置桶的两侧壁上分别设有滑槽，所述清洗桶的两侧壁上固定有与滑槽配合的滑块，所述滑块的底部固定有弹簧，所述弹簧固定于放置桶的底部。

在上述任一方案中优选的是，所述偏心轮的偏心距与偏心齿轮的偏心距相等，且偏心轮与偏心齿轮的旋转路径相同。

在上述任一方案中优选的是，所述废水回收组件包括废水回收箱、循环水回收箱，所述出水软管的一端穿过放置桶与清洗桶底部连接，所述出水软管的另一端固定有分别与废水回收箱和循环水回收箱连通的进水管，所述进水管上设置阀门，所述出水软管上设有第一抽水泵，所述循环水回收箱的一侧壁上设有出水口，所述出水口上安装喷水管，所述喷水管上设有第二抽水泵，所述喷水管的一端安装高压喷头；所述循环水回收箱的顶部设有注射管，所述注射管内存放清洗液，且注射管的底端伸进循环水回收箱内，所述注射管内设有注射塞杆。

在上述任一方案中优选的是，所述伸缩型复合机械臂及清洗装置还包括移动小车，所述放置桶、废水回收箱、循环水回收箱、伺服电机均固定在所述移动小车上。

本发明还包括一种伸缩型复合机械臂清洗装置的使用方法，适用于上述任意一项所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，包括以下步骤：

S1,检查工作，检查循环水箱内是否存有足够清洗多个机械臂本体的水，检测完后，推动移动小车，使清洗装置运送至需要清洗的机械臂本体一侧；

S2，清洗准备工作，通过机械臂本体自身的控制元件使机械臂本体上用于与工件接触的机械臂端部伸进清洗桶内并位于两个毛刷杆之间，然后松动螺栓使毛刷杆靠近机械臂本体使第一硬质橡胶毛刷与机械臂本体外壁接触，接触完成后使螺栓与螺纹孔进行固定；

S3，清洗工作，开启伺服电机、第一抽水泵、第二抽水泵，同时将出水软管与废水回收箱连接的进水管上阀门关闭，人工手动将高压喷头对准两个毛刷杆之间的机械臂本体，伺服电机开启后带动驱动轴旋转，使偏心轮和偏心齿轮共同旋转，从而托举清洗桶上下移动使其振动，同时偏心齿轮通过皮带使齿轮带动第二转轴旋转，进而使转杆带动毛刷杆上的第一硬质橡胶毛刷和第二硬质橡胶毛刷旋转，对机械臂本体表面和端部进行污渍刮擦清理操作；

S4，过滤工作，清洗后的水经过过滤网进入出水软管内经第一抽水泵回流进循环水回收箱；

S5，过滤网反冲洗工作，将机械臂本体清洗完成后，将循环水回收箱内的水从出水口排放，并加入干净的水，然后手动将矩形块从矩形孔内拔出，然后旋转180°，使过滤网带污渍的一面朝下，将矩形块重新插进矩形孔内对过滤网进行固定，然后通过高压喷头型清洗桶内喷干净的水，使过滤网上的污渍随水流进入出水软管内，并进入废水回收箱内进行存储，直到过滤网冲洗操作完成，重复上述操作使过滤网翻转180°，此时出水软管与循环水回收箱连接的进水管上阀门处于关闭状态。

与现有技术相比，本发明提供的伸缩型复合机械臂及清洗装置具有以下有益效果：

1、通过清洗装置的设置可以对伸进清洗桶内的机械臂本体表面进行刮擦清洗，清洗方式简单快捷，清洗更加干净，并且将清洗装置放置在移动小车上，方便移动更换位置，第一硬质橡胶毛刷的设置在刮擦机械臂本体表面的同时又不产生划痕，起到对机械臂本体的保护作用，同时第一硬质橡胶毛刷和第二硬质橡胶毛刷抗磨损性好，不易损坏，使用寿命长；

2、通过偏心齿轮和偏心轮的设置，使转杆带动毛刷杆旋转的动力与使清洗桶振动的动力为同一个，节约了设计成本；

3、将过滤网框架与清洗桶之间设计为转动连接，并且通过花键轴和内花键轴孔的配合，使过滤网框架带动过滤网能够旋转180°，并通过矩形块进行固定，不仅固定方式简单方便，而且过滤网在清洗桶内就可以翻转180°实现自身的反冲洗功能，对清洗过滤网时无需拆卸过滤网框架就可以实现清洗，清洗方式简单方便，避免拆卸过滤网而带来的操作繁琐，降低了劳动强度；

4、通过在清洗桶下方设置振动组件，使清洗桶上下振动，有利于提升清洗液过滤的速度，防止颗粒物堆积在过滤网上，使液体流淌过慢。

附图说明

图1为本发明提供的伸缩型复合机械臂及清洗装置的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为图1所示实施例的外部结构示意图；

图3为图1所示实施例中A-A的局部放大图；

图4为清洗的机械臂本体结构图。

图中标注说明：1、底座；2、机械臂本体；3、导向块；4、转杆；5、清洗桶；6、毛刷杆；7、硬质；8、支撑杆；9、第一锥齿轮；10、第二转轴；11、第二锥齿轮；12、齿轮；13、皮带；14、过滤网框架；15、过滤网；16、放置桶；17、出水软管；18、驱动轴；19、偏心轮；20、伺服电机；21、偏心齿轮；22、移动小车；23、第一抽水泵；24、废水回收箱；25、循环水回收箱；26、注射管；27、滑块；28、弹簧；29、矩形块；30、第一转轴；31、第二硬质橡胶毛刷。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。

如图1-4所示，按照本发明提供的伸缩型复合机械臂及清洗装置的一实施例，包括机械臂本体2、底座1、移动组件，所述机械臂本体2通过移动组件与底座1连接，还包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗组件、废水回收组件，所述清洗组件包括清洗桶5、污渍去除组件、过滤组件、振动组件，所述污渍去除组件、过滤组件从上至下依次设于清洗桶5内，所述污渍去除组件包括相互垂直的第一转轴30和第二转轴10、毛刷组件，所述第一转轴30的顶端与毛刷组件连接，所述第一转轴30的底端固定有第一锥齿轮9，所述第二转轴10贯穿所述清洗桶5的侧壁并沿伸至外侧，所述清洗桶5内第二转轴10的一端固定有第一锥齿轮9啮合的第二锥齿轮11，所述第二转轴10的另一端固定有齿轮12，所述过滤组件包括多个拼接组合且能360°翻转的过滤网框架14，所述过滤网框架14内固定有过滤网15，所述振动组件包括伺服电机20、与伺服电机20连接的驱动轴18、放置桶16，所述清洗桶5的底端位于所述放置桶16内，所述驱动轴18的一端贯穿所述放置桶16并与放置桶16的内壁转动连接，所述放置桶16外侧的驱动轴18上固定有偏心齿轮21，所述偏心齿轮21通过皮带13与齿轮12连接，所述废水回收组件通过出水软管17与清洗桶5内部连通。

所述第二转轴10的轴线与水平线平行且位于第一转轴30的下方，所述第一转轴30上转动套接有支撑杆8，所述支撑杆8固定于清洗桶5的内壁上。

所述毛刷组件包括转杆4、毛刷杆6，所述转杆4与所述第一转轴30的顶端固定连接，所述转杆4上设有两个沿第一转轴30轴线对称且相对转杆4可以移动的毛刷杆6，所述毛刷杆6相对的侧壁上固定有第一硬质7橡胶毛刷；所述第一转轴30正上方的转杆4顶部固定有毛刷盘，所述毛刷盘的顶部固定有第二硬质7橡胶毛刷。

所述毛刷盘两侧的转杆4上分别开设有多个等间距排列的螺纹孔，所述毛刷杆6通过螺栓与螺纹孔实现与转杆4的可拆卸固定连接。通过两个毛刷杆6之间距离的调节，适用于对不同宽度尺寸的机械臂本体2进行污渍刮擦操作，适用范围广。

每个所述过滤网框架14的两端分别固定有与清洗桶5内壁转动连接的翻转轴，所述过滤网框架14一端的翻转轴端部沿轴线方向开设有内花键孔，所述清洗桶5侧壁上与翻转轴相对应的部位开设有矩形孔，且矩形孔与内花键孔连通，所述矩形孔内放置有矩形孔，所述矩形块29与内花键孔相对应的部位固定有与内花键孔配合的花键轴，花键轴伸进内花键孔内。通过花键轴与内花键孔的配合，使工作人员可以在清洗桶5的外侧驱动过滤网框架14旋转，操作更加方便简单。

所述过滤网框架14的两侧壁底部为斜面，所述过滤网框架14由橡胶材质制成。设置成斜面，方便过滤网框架14旋转过程中不易被相邻过滤网阻碍，能够顺利实现过滤网框架14的360旋转。

所述驱动轴18位于所述清洗桶5的下方，所述放置桶16内的驱动轴18上固定有至少一个偏心轮19，所述偏心轮19与清洗桶5底部接触，所述放置桶16的两侧壁上分别设有滑槽，所述清洗桶5的两侧壁上固定有与滑槽配合的滑块27，所述滑块27的底部固定有弹簧28，所述弹簧28固定于放置桶16的底部。所述偏心轮19的偏心距与偏心齿轮21的偏心距相等，且偏心轮19与偏心齿轮21的旋转路径相同。伺服电机20带动驱动轴18使偏心轮19旋转，从而托举清洗桶5使其上下振动，并且偏心轮19在旋转过程中，偏心齿轮21作与偏心轮19同样的旋转，使皮带13能够随清洗桶5共同上下移动，保证了皮带13始终与偏心齿轮21和齿轮12同时啮合状态。

所述废水回收组件包括废水回收箱24、循环水回收箱25，所述出水软管17的一端穿过放置桶16与清洗桶5底部连接，所述出水软管17的另一端固定有分别与废水回收箱24和循环水回收箱25连通的进水管，所述进水管上设置阀门，所述出水软管17上设有第一抽水泵23，所述循环水回收箱25的一侧壁上设有出水口，所述出水口上安装喷水管，所述喷水管上设有第二抽水泵，所述喷水管的一端安装高压喷头；所述循环水回收箱25的顶部设有注射管26，所述注射管26内存放清洗液，且注射管26的底端伸进循环水回收箱25内，所述注射管26内设有注射塞杆。通过注射塞杆挤压注射管26使其内部的清洗液进入循环水回收箱25内。

所述伸缩型复合机械臂及清洗装置还包括移动小车22，所述放置桶16、废水回收箱24、循环水回收箱25、伺服电机20均固定在所述移动小车22上。

所述移动组件包括驱动电机、螺杆，所述驱动电机与所述螺杆通过联轴器连接，所述底座1的顶部开设有凹槽，所述驱动电机固定于凹槽内的一侧壁上，所述螺杆与凹槽内壁转动连接，所述螺杆上螺纹连接有与凹槽内壁贴合的导向块3，所述导向块3上固定所述机械臂本体2。驱动电机带动螺杆旋转，使导向块3带动机械臂本体2在凹槽内作往复直线滑动。

本实施例的工作原理：推动移动小车22，使清洗装置运送至需要清洗的机械臂本体2一侧，通过机械臂本体2自身的控制元件使机械臂本体2上用于与工件接触的机械臂端部伸进清洗桶5内并位于两个毛刷杆6之间，然后松动螺栓使毛刷杆6靠近机械臂本体2使硬质7橡胶毛刷与机械臂本体2外壁接触，接触完成后使螺栓与螺纹孔进行固定；清洗工作，开启伺服电机20、第一抽水泵23、第二抽水泵，同时将出水软管17与废水回收箱24连接的进水管上阀门关闭，人工手动将高压喷头对准两个毛刷杆6之间的机械臂本体2，伺服电机20开启后带动驱动轴18旋转，使偏心轮19和偏心齿轮21共同旋转，从而托举清洗桶5上下移动使其振动，同时偏心齿轮21通过皮带13使齿轮12带动第二转轴10旋转，进而使转杆4带动毛刷杆6上的硬质7橡胶毛刷旋转，对机械臂本体2表面和端部进行污渍刮擦清理操作；过滤工作，清洗后的水经过过滤网15进入出水软管17内经第一抽水泵23回流进循环水回收箱25，实现水循环功能；过滤网15反冲洗工作，将机械臂本体2清洗完成后，将循环水回收箱25内的水从出水口排放，并加入干净的水，然后手动将矩形块29从矩形孔内拔出，然后旋转180°，使过滤网带污渍的一面朝下，将矩形块29重新插进矩形孔内对过滤网进行固定，然后通过高压喷头型清洗桶5内喷干净的水，使过滤网上的污渍随水流进入出水软管17内，并进入废水回收箱24内进行存储，直到过滤网冲洗操作完成，重复上述操作使过滤网翻转180°，此时出水软管17与循环水回收箱25连接的进水管上阀门处于关闭状态。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

通过清洗装置的设置可以对伸进清洗桶内的机械臂本体表面进行刮擦清洗，清洗方式简单快捷，清洗更加干净，并且将清洗装置放置在移动小车上，方便移动更换位置，第一硬质橡胶毛刷的设置在刮擦机械臂本体表面的同时又不产生划痕，起到对机械臂本体的保护作用，同时第一硬质橡胶毛刷和第二硬质橡胶毛刷抗磨损性好，不易损坏，使用寿命长，通过偏心齿轮和偏心轮的设置，使转杆带动毛刷杆旋转的动力与使清洗桶振动的动力为同一个，节约了设计成本。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伸缩型复合机械臂及清洗装置，包括机械臂本体、底座、移动组件，所述机械臂本体通过移动组件与底座连接，其特征在于：还包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗组件、废水回收组件，所述清洗组件包括清洗桶、污渍去除组件、过滤组件、振动组件，所述污渍去除组件、过滤组件从上至下依次设于清洗桶内，所述污渍去除组件包括相互垂直的第一转轴和第二转轴、毛刷组件，所述第一转轴的顶端与毛刷组件连接，所述第一转轴的底端固定有第一锥齿轮，所述第二转轴贯穿所述清洗桶的侧壁并沿伸至外侧，所述清洗桶内第二转轴的一端固定有第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二转轴的另一端固定有齿轮，所述过滤组件包括多个拼接组合且能360°翻转的过滤网框架，所述过滤网框架内固定有过滤网，所述振动组件包括伺服电机、与伺服电机连接的驱动轴、放置桶，所述清洗桶的底端位于所述放置桶内，所述驱动轴的一端贯穿所述放置桶并与放置桶的内壁转动连接，所述放置桶外侧的驱动轴上固定有偏心齿轮，所述偏心齿轮通过皮带与齿轮连接，所述废水回收组件通过出水软管与清洗桶内部连通。

2.根据权利要求1所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述第二转轴的轴线与水平线平行且位于第一转轴的下方，所述第一转轴上转动套接有支撑杆，所述支撑杆固定于清洗桶的内壁上。

3.根据权利要求1所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述毛刷组件包括转杆、毛刷杆，所述转杆与所述第一转轴的顶端固定连接，所述转杆上设有两个沿第一转轴轴线对称且相对转杆可以移动的毛刷杆，所述毛刷杆相对的侧壁上固定有第一硬质橡胶毛刷；所述第一转轴正上方的转杆顶部固定有毛刷盘，所述毛刷盘的顶部固定有第二硬质橡胶毛刷。

4.根据权利要求3所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述毛刷盘两侧的转杆上分别开设有多个等间距排列的螺纹孔，所述毛刷杆通过螺栓与螺纹孔实现与转杆的可拆卸固定连接。

5.根据权利要求1所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：每个所述过滤网框架的两端分别固定有与清洗桶内壁转动连接的翻转轴，所述过滤网框架一端的翻转轴端部沿轴线方向开设有内花键孔，所述清洗桶侧壁上与翻转轴相对应的部位开设有矩形孔，且矩形孔与内花键孔连通，所述矩形孔内放置有矩形孔，所述矩形块与内花键孔相对应的部位固定有与内花键孔配合的花键轴，花键轴伸进内花键孔内。

6.根据权利要求1所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述过滤网框架的两侧壁底部为斜面，所述过滤网框架由橡胶材质制成。

7.根据权利要求1所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述驱动轴位于所述清洗桶的下方，所述放置桶内的驱动轴上固定有至少一个偏心轮，所述偏心轮与清洗桶底部接触，所述放置桶的两侧壁上分别设有滑槽，所述清洗桶的两侧壁上固定有与滑槽配合的滑块，所述滑块的底部固定有弹簧，所述弹簧固定于放置桶的底部。

8.根据权利要求7所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述偏心轮的偏心距与偏心齿轮的偏心距相等，且偏心轮与偏心齿轮的旋转路径相同。

9.根据权利要求1所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述废水回收组件包括废水回收箱、循环水回收箱，所述出水软管的一端穿过放置桶与清洗桶底部连接，所述出水软管的另一端固定有分别与废水回收箱和循环水回收箱连通的进水管，所述进水管上设置阀门，所述出水软管上设有第一抽水泵，所述循环水回收箱的一侧壁上设有出水口，所述出水口上安装喷水管，所述喷水管上设有第二抽水泵，所述喷水管的一端安装高压喷头；所述循环水回收箱的顶部设有注射管，所述注射管内存放清洗液，且注射管的底端伸进循环水回收箱内，所述注射管内设有注射塞杆。

10.根据权利要求9所述的伸缩型复合机械臂及清洗装置，其特征在于：所述伸缩型复合机械臂及清洗装置还包括移动小车，所述放置桶、废水回收箱、循环水回收箱、伺服电机均固定在所述移动小车上。