CN110228083A - 一种工业机器人密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人密封领域，具体是一种工业机器人密封结构,包括小臂、位于小臂中间的手腕、固定在小臂上驱动手腕转动的自密封谐波减速机、安装在手腕前端的末端执行器，还包括：旋转密封结构，设置在自密封谐波减速机与小臂之间，用于对小臂进行旋转式密封；密封组件，设置在末端执行器上，用于对末端执行器进行密封，将密封件的唇口与自密封谐波减速机的刚轮接触，结构紧凑，进一步缩小体积；将密封件的唇口朝外设置用于避免油脂泄露，同时避免异物入侵损伤自密封谐波减速机的密封性能；密封法兰的第二台阶面与末端执行器保持0.5mm的间隙，可使得第二台阶面与末端执行器的油封位保持间隙，避免运动干涉。
Description
技术领域
本发明涉及机器人密封领域，具体是一种工业机器人密封结构。
背景技术
目前，工业机器人已经广泛应用于各行各业，在喷涂、打磨、焊接等工作环境恶劣的应用场景中，机器人可以代替人工，极大地节约人工成本，但这对于机器人的防护性和密封性提出了更高的要求。密封性不达标，喷涂的粉尘、打磨的金属屑有可能进入机器人本体内部，严重损坏关节的运动功能。另外在食品行业、洁净室、或无尘车间这种特殊环境要求的场合，要求机器人工作时不产生污染，如掉粉、漏油等，例如机器人用于PCB板搬运等精密行业，油脂的泄露会导致PCB板损坏。由于一些减速机的密封性能并不能保证润滑脂不泄露，因此，需要设计一种防止润滑脂泄露到机器人本体外的密封结构，以满足特殊场合机器人的应用。
如中国专利号为104812536B的机械手的关节密封结构，但该结构不易安装，阻力较大，易导致机器人效率降低，另外，其密封结构对空间要求较高，因此，需要设计一种便于安装、结构紧凑的的密封结构，满足工业机器人的使用需求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种工业机器人密封结构。
一种工业机器人密封结构,包括小臂、位于小臂中间的手腕、固定在小臂上驱动手腕转动的自密封谐波减速机、安装在手腕前端的末端执行器，还包括：
旋转密封结构，设置在自密封谐波减速机与小臂之间，用于对小臂进行旋转式密封；
密封组件，设置在末端执行器上，用于对末端执行器进行密封。
所述的旋转密封结构为设置在小臂内的密封件，所述的密封件的唇口与自密封谐波减速机的刚轮接触。
所述的密封件为旋转轴唇形密封圈，且密封件的唇口朝外设置。
所述的密封组件包括设置在末端执行器上的密封法兰、设置在密封法兰与末端执行器之间的O形圈和旋转油封。
所述的密封法兰上设置有若干组沉孔、用于避让螺钉的U形槽、用于定位的第一台阶面、第三台阶面、用于避让的第二台阶面以及周向设置的O形圈槽。
所述的第一台阶面与末端执行器的端面接触。
所述的第二台阶面与末端执行器保持0.5mm的间隙。
所述的所述的密封法兰的第三台阶面的直径大于末端执行器的输出轴直径，所述的密封法兰为表面具有黑色阳极氧化处理的铝合金材料。
所述的O形圈安装在密封法兰的O形圈槽内，所述的O形圈的内圈与末端执行器的表面接触。
所述的旋转油封设置在密封法兰的第三台阶面上，所述的旋转油封的唇口朝内设置，所述的旋转油封的唇口与末端执行器的输出轴接触。
本发明的有益效果是：将密封件的唇口与自密封谐波减速机的刚轮接触，结构紧凑，进一步缩小体积；将密封件的唇口朝外设置，与自密封谐波减速机自身的密封圈是朝内设置配合，用于避免油脂泄露，同时避免异物入侵损伤自密封谐波减速机的密封性能，其次，也可以起到一定的防止油脂泄露的作用；密封法兰的第二台阶面与末端执行器保持0.5mm的间隙，可使得第二台阶面与末端执行器的油封位保持间隙，避免运动干涉。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的密封法兰立体结构示意图一；
图3为本发明的密封法兰立体结构示意图二；
图4为本发明的密封法兰侧视结构示意图；
图5为本发明的局部放大立体结构示意图；
图6为本发明的工作装配立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图6所示，一种工业机器人密封结构,包括小臂1、位于小臂1中间的手腕2、固定在小臂1上驱动手腕2转动的自密封谐波减速机3、安装在手腕2前端的末端执行器4，还包括：
旋转密封结构，设置在自密封谐波减速机3与小臂1之间，用于对小臂1进行旋转式密封；
密封组件5，设置在末端执行器4上，用于对末端执行器4进行密封。
所述的旋转密封结构为设置在小臂1内的密封件11，所述的密封件11的唇口与自密封谐波减速机3的刚轮31接触，能够进一步缩小体积，具备更紧凑的结构。
所述的密封件11为旋转轴唇形密封圈，且密封件11的唇口朝外设置，由于自密封谐波减速机3自身的密封圈是朝内设置，用于避免油脂泄露，所述的密封件11唇口朝外设计，可以避免异物入侵损伤自密封谐波减速机3的密封性能，其次，也可以起到一定的防止油脂泄露的作用。
所述的密封组件5包括设置在末端执行器4上的密封法兰51、设置在密封法兰51与末端执行器4之间的O形圈52和旋转油封53。
所述的密封法兰51通过螺钉固定在末端执行器4上，所述的密封组件5包裹住末端执行器4，通过O形圈516和旋转油封53来提高密封性能，其次，由于末端执行器4采用钢制材料，密封组件5可以用来提高末端执行器4的防锈能力。
所述的密封法兰51上设置有若干组沉孔511、用于避让螺钉的U形槽512、用于定位的第一台阶面513、第三台阶面515、用于避让的第二台阶面514以及周向设置的O形圈槽516。
所述的第一台阶面513与末端执行器4的端面接触，依靠第一台阶面51与减速机的螺钉安装面41接触定位。
所述的第二台阶面514与末端执行器4保持0.5mm的间隙，由于第二台阶面514处的位置是末端执行器4的油封位42，因此，第二台阶面514需要与末端执行器4的油封位42保持间隙，避免运动干涉。
所述的所述的密封法兰51的第三台阶面515的直径大于末端执行器4的输出轴43直径，末端执行器4的输出轴43需要旋转的夹具工具，此处的第三台阶面515的直径需要比输出轴43的直径大，不能影响到输出轴43的旋转。
所述的密封法兰51为表面具有黑色阳极氧化处理的铝合金材料，铝合金材料可以降低密封法兰的重量，更加轻量化，黑色阳极氧化的处理能够提升表面美观度和提升铝的抗氧化能力。
所述的O形圈52安装在密封法兰51的O形圈槽516内，所述的O形圈52的内圈与末端执行器4的表面接触，构成静密封结构。
如图6所示，图上所示的J1-J6分别为：
J1：第一关节,轴线沿Z方向；
J2：第二关节,轴线沿Y方向；
J3：第三关节,轴线沿Y方向；
J4：第四关节,轴线沿X方向；
J5：第五关节,轴线沿Y方向；
J6：末端执行器,轴线沿X方向；
其中J1-J6的连接关系分别为：
第二关节能绕第一关节的轴线转动；
第三关节能绕第二关节的轴线转动；
第四关节能绕第三关节的轴线转动；
第五关节能绕第四关节的轴线转动；
末端执行器能绕第五关节的轴线转动；
其中每个标号后面均标明+和-，即为该零件的转动方向，由+到-，其中J6与本发明的末端执行器4为同一部件。
所述的旋转油封53设置在密封法兰51的第三台阶面515上，所述的旋转油封53的唇口朝内设置，所述的旋转油封53的唇口与末端执行器4的输出轴43接触，由于末端执行器4自身带有密封件，唇口朝内设置主要用来防止末端执行器4内部的油脂泄露，污染工件，在洁净环境下的工作中更加具有优越性。
本发明的安装过程：将O形圈52放置于密封法兰51的O形圈槽516内，将旋转油封53放置在密封法兰51的第三台阶面515处，将安装好的密封组件5套装在末端执行器4上，利用密封法兰51的U形槽512避开末端执行器4上的安装螺钉，当密封法兰51的第一台阶面513与末端执行器4的端面41接触时，利用螺钉锁紧，进而对末端执行器4形成保护，其次，将密封件11放置在小臂1内，将装配好的手腕2与小臂1进行装配，密封件11与自密封谐波减速机3的刚轮31接触形成密封保护层。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种工业机器人密封结构,包括小臂(1)、位于小臂(1)中间的手腕(2)、固定在小臂(1)上驱动手腕(2)转动的自密封谐波减速机(3)、安装在手腕(2)前端的末端执行器(4)，其特征在于：还包括：
旋转密封结构，设置在自密封谐波减速机(3)与小臂(1)之间，用于对小臂(1)进行旋转式密封；
密封组件(5)，设置在末端执行器(4)上，用于对末端执行器(4)进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的旋转密封结构为设置在小臂(1)内的密封件(11)，所述的密封件(11)的唇口与自密封谐波减速机(3)的刚轮(31)接触。
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的密封件(11)为旋转轴唇形密封圈，且密封件(11)的唇口朝外设置。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的密封组件(5)包括设置在末端执行器(4)上的密封法兰(51)、设置在密封法兰(51)与末端执行器(4)之间的O形圈(52)和旋转油封(53)。
5.根据权利要求4所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的密封法兰(51)上设置有若干组沉孔(511)、用于避让螺钉的U形槽(512)、用于定位的第一台阶面(513)、第三台阶面(515)、用于避让的第二台阶面(514)以及周向设置的O形圈槽(516)。
6.根据权利要求5所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的第一台阶面(513)与末端执行器(4)的端面接触。
7.根据权利要求5所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的第二台阶面(514)与末端执行器(4)保持0.5mm的间隙。
8.根据权利要求5所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的所述的密封法兰(51)的第三台阶面(515)的直径大于末端执行器(4)的输出轴(43)直径，所述的密封法兰(51)为表面具有黑色阳极氧化处理的铝合金材料。
9.根据权利要求5所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的O形圈(52)安装在密封法兰(51)的O形圈槽(516)内，所述的O形圈(52)的内圈与末端执行器(4)的表面接触。
10.根据权利要求5所述的一种工业机器人密封结构,其特征在于：所述的旋转油封(53)设置在密封法兰(51)的第三台阶面(515)上，所述的旋转油封(53)的唇口朝内设置，所述的旋转油封(53)的唇口与末端执行器(4)的输出轴(43)接触。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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