CN111791267B - 一种水平关节机器人的密封机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人领域，具体地说是一种水平关节机器人的密封机构，包括磁性板及风琴，水平关节机器人的小臂上可相对上下移动地连接有升降件，小臂朝向升降件的表面两侧均安装有磁性板，升降件的上方及下方均设有风琴，该上方及下方的风琴的一端分别与升降件密封连接，另一端分别与小臂的上端、下端密封连接，上方及下方的风琴随升降件的升降而伸缩；风琴为内部中空结构，朝向小臂的一侧开口，该开口的两侧分别与小臂两侧安装的磁性板吸附、且可相对于磁性板上下升降，小臂与升降件的连接处通过风琴及磁性板包围密封。本发明有助于直线执行机构的小型化，内部运行空间更加合理，具备结构严紧、合理、无噪音、行程大、运动快、使用寿命长等特点。

Description

一种水平关节机器人的密封机构

技术领域

本发明属于机器人领域，具体地说是一种水平关节机器人的密封机构。

背景技术

上甄机器人系统，用于酒业行业的自动上甄环节应用，是整体项目的重要组成部分。由于上甄机器人系统为自动上甄设备组成之一，需配合混料机、输送机、自动开关甄锅盖、自动蒸汽控制系统等一起完成一套完整的酒料自动上甄、蒸馏工作。上甄机器人系统包含四轴主体机器人系统、大小臂及末端送料机系统、红外传感系统、超声波系统，具体工作时，四轴机器人关节负责甄锅内的铺料轨迹实现，大小臂及末端送料机系统负责将酒料均匀地输送至甄锅内铺料轨迹上，同时辅以红外传感系统及超声波系统进行上料过程中的探气检测与高度检测，避免串气与酒料密度层叠不均匀。

现场冲洗机器人比较频繁，蒸汽属弱酸性气体，机器人中的一些设备，如：导电滑环、伺服电机以及非不锈钢材质的采购件和自制件等需要做好防水、防蒸汽、防锈的保护，需要增加不锈钢防护罩。机器人底座一般都采用碳钢制作，需要喷涂防锈油漆。机器人也要考虑清洗后的排水，皮带和侧板以及皮带安装后下边对应部位不允许存在有卫生死角，要易冲洗。

因有弱酸性热蒸汽和清洗要求，常规的直线密封已无法满足机器人的使用要求。

发明内容

为了解决机器人冲洗存在的上述密封问题，本发明的目的在于提供一种水平关节机器人的密封机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括磁性板及风琴，所述水平关节机器人的小臂上可相对上下移动地连接有升降件，该小臂朝向升降件的表面两侧均安装有磁性板，所述升降件的上方及下方均设有风琴，该上方及下方的风琴的一端分别与升降件密封连接，另一端分别与所述小臂的上端、下端密封连接，所述上方及下方的风琴随升降件的升降而伸缩；所述风琴为内部中空结构，朝向小臂的一侧开口，该开口的两侧分别与所述小臂两侧安装的磁性板吸附、且可相对于磁性板上下升降，所述小臂与升降件的连接处通过风琴及磁性板包围密封；

其中：所述风琴包括风琴上板、风琴中段及风琴下板，该风琴中段的上下两端分别与所述风琴上板、风琴下板相连；

所述风琴中段的端面呈“U”形，该“U”形的开口端即为所述风琴朝向小臂的一侧开口，“U”形开口端的两侧向内弯折，该弯折部的端部与所述磁性板相吸附；

所述磁性板呈“L”形，该“L”形的一条边与所述小臂固接，所述弯折部的端部吸附于“L”形的一条边上或吸附于“L”形两条边的连接处，该“L”形的另一端条边朝向小臂的外侧，并与所述弯折部平行、且部分重合；

所述开口的两侧均设有磁性吸附件，该磁性吸附件在风琴随所述升降件升降定位后吸附在所述磁性板上；

所述磁性吸附件为磁性封边，该磁性封边设置于所述开口两侧的端部；

所述开口两侧的端部均连接有管道，该管道内填充有磁粉或磁流体，进而与管道共同形成与所述磁性板吸附的磁性吸附件；

所述磁性板呈“L”形，该“L”形的一条边与所述小臂固接，所述风琴吸附于该“L”形的一条边上，“L”形的另一端条边朝向小臂的外侧；

所述磁性板为多个，沿所述小臂高度方向布置。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明有助于直线执行机构的小型化，内部运行空间更加合理，具备结构严紧、合理、无噪音、行程大、运动快、使用寿命长等特点。

2.本发明有助于直线关节密封，有助于提高设备的洁净等级。

3.本发明的风琴通过磁性吸附于磁性板上，并可相对滑动，便于拆装。

4.本发明的磁性板可分为多个，可以利用风琴中段的弹性变形分段装入。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的结构主视图；

图3为本发明的结构左视图；

图4为本发明的结构俯视图；

图5为图1中A处的局部放大图；

图6为图1中B处的局部放大图；

图7为图2中的C—C剖视图；

图8为图7中D处局部放大图；

其中：1为底座，2为大臂，3为小臂，4为升降件，5为上板，6为中板，7为下板，8为风琴上板，9为风琴中板，10为风琴下板，11为磁性封边，12为升降电机，13为小带轮，14为同步带，15为大带轮，16为丝杠，17为导轨，18下风琴，19为滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～4所示，本发明的水平关节机器人具有底座1、大臂2、小臂3及升降件4，底座1的下端固定，大臂2的一端可转动地与底座1的上端连接，可以相对于底座1做水平旋转运动，小臂3可转动地与大臂2的另一端连接，可以相对于大臂2做水平旋转运动；水平关节机器人的小臂3内部安装有升降电机12，升降电机12的输出轴通过传动机构与转动安装在小臂3内的丝杠16连接，本实施例的传动机构包括小带轮13、同步带14及大带轮15，丝杠16的上端连接有大带轮15，小带轮13连接于升降电机12的输出轴，并通过同步带14与大带轮15相连，在丝杠16上螺纹连接有与升降件4连动的丝母，升降件4通过升降电机12的驱动可相对于小臂3做上下升降直线运动。小臂3朝向升降件4的表面上，位于丝杠16的左右两侧对称安装有导轨17，升降件4上对称安装有分别与这两根导轨17滑动连接的滑块19，升降件4在由升降电机12驱动的过程中沿导轨17升降。

如图1～8所示，本发明包括磁性板及风琴，水平关节机器人的小臂3朝向升降件4的表面两侧对称安装有磁性板，升降件4的上方及下方均设有风琴，该上方的风琴的上端与小臂3的上端相连、下端与升降件4的上部相连，下方的风琴的上端与升降件4的下部相连、下端与小臂3的下端连接。在升降件4由升降电机12驱动的过程中，上方及下方的风琴随升降件4的升降而伸缩。风琴为内部中空结构，朝向小臂3的一侧开口，该开口的两侧分别与小臂3两侧安装的磁性板吸附、且可相对于磁性板上下升降，小臂3与升降件4的连接处通过风琴及磁性板包围密封。

本实施例风琴与磁性板之间的吸附通过磁性吸附件实现。在风琴开口的两侧均设有磁性吸附件，该磁性吸附件在风琴随升降件4升降定位后吸附在磁性板上。本实施例的磁性吸附件为磁性封边11，该磁性封边11设置于开口两侧的端部。或者，在开口两侧的端部均粘接有橡胶管道，该管道内填充有磁粉或磁流体，进而与管道共同形成与磁性板吸附的磁性吸附件。

本实施例的风琴分为位于升降件4上方的上风琴以及位于升降件4下方的下风琴18，上风琴与下风琴18均包括风琴上板8、风琴中段9及风琴下板10，该风琴中段9的上下两端分别与风琴上板8、风琴下板10相连，上风琴中的风琴中段9的上端通过风琴上板8与小臂3的上端密封连接、下端通过风琴下板10与升降件4的上部密封连接，下风琴18中的风琴中段9的上端通过风琴上板8与升降件4的下部密封连接、下端通过风琴下板10与小臂3的下端密封连接。本实施例的风琴中段9的端面呈“U”形，该“U”形的开口端即为风琴朝向小臂3的一侧开口，“U”形开口端的两侧向内弯折，该弯折部的端部与磁性板相吸附。本实施例在弯折部的端部设置了磁性封边11，该磁性封边11为现有技术，是风琴中段9在制作防水涂层(材料可以为橡胶)的同时掺杂磁粉、且外表面有橡胶防磨涂层；或者，在弯折部的端部粘接橡胶管道，内部充满磁粉或磁流体；再或者，磁性板具有磁力，弯折部的端部为铁磁性物质。

本实施例的磁性板呈“L”形，该“L”形的一条边与小臂3固接，弯折部的端部设置的磁性封边11吸附于“L”形的一条边上或吸附于“L”形两条边的连接处；本实施例的磁性封边11吸附于“L”形的一条边上，并与另一条边抵接。“L”形的另一端条边朝向小臂3的外侧，并与弯折部平行、且部分重合。磁性板为整体结构或为多个，本实施例为三个，分为上板5、中板6和下板7，上板5、中板6和下板7沿小臂3高度方向布置。

本发明的风琴采用帆布和橡胶热压成型，防水、切削液，防油污。

本发明的工作原理为：

上甄机器人系统中的水平关节机器人所应用的环境是需要防水防蒸汽,现场冲洗机器人比较频繁，蒸汽属弱酸性气体，设备需要做好防水、防汽保护。首先，升降件4相对小臂3升降运动的过程中，磁性封边11的一端(接触面为百褶型)一直吸附且滑动于磁性板，当冲水清洗过程中风琴中段9与磁性板可有效阻挡分解水雾对风琴中段9的动态冲击力。最后由于结构限制，磁性板可以分段利用风琴中段9的弹性变形分段装入。

本发明由于在结构设计中不用考虑常规风琴内部含有钢制支撑骨架、木质骨架、PVC骨架、冷板骨架风琴护罩等，或者根据设备运行环境风琴护罩内部结构有槽型、滚轮、尼龙滑片、滑块、拉筋、拉簧、尼龙轴，所以有助于直线执行机构的小型化，内部运行空间更加合理。所以本发明具备结构严紧、合理、无噪音、行程大、运动快、使用寿命长等特点。

本发明的风琴上板8、风琴中段9、风琴下板10、磁性封边11有助于提高设备的洁净等级。相对于替代方案，直线波纹管的组合，首先部件少，减少污染颗粒产生的概率；其次直线波纹管对升降高度有一定的损失，风琴上板8、风琴中段9、风琴下板10、磁性封边11能在直线伸缩方向上压缩行程，提高性能指标；最后，简单便于低成本量产。

本发明由于风琴中段9和磁性封边11为弹性体，提高了对磁性板的加工面的公差容隐度，有益于降低成本。

Claims (3)

1.一种水平关节机器人的密封机构，其特征在于：包括磁性板及风琴，所述水平关节机器人的小臂(3)上可相对上下移动地连接有升降件(4)，该小臂(3)朝向升降件(4)的表面两侧均安装有磁性板，所述升降件(4)的上方及下方均设有风琴，该上方及下方的风琴的一端分别与升降件(4)密封连接，另一端分别与所述小臂(3)的上端、下端密封连接，所述上方及下方的风琴随升降件(4)的升降而伸缩；所述风琴为内部中空结构，朝向小臂(3)的一侧开口，该开口的两侧分别与所述小臂(3)两侧安装的磁性板吸附、且可相对于磁性板上下升降，所述小臂(3)与升降件(4)的连接处通过风琴及磁性板包围密封；

所述风琴包括风琴上板(8)、风琴中段(9)及风琴下板(10)，该风琴中段(9)的上下两端分别与所述风琴上板(8)、风琴下板(10)相连；

所述风琴中段(9)的端面呈“U”形，该“U”形的开口端即为所述风琴朝向小臂(3)的一侧开口，“U”形开口端的两侧向内弯折形成弯折部，该弯折部的端部与所述磁性板相吸附；

所述磁性板呈“L”形，该“L”形的一条边与所述小臂(3)固接，所述弯折部的端部吸附于“L”形的一条边上或吸附于“L”形两条边的连接处，该“L”形的另一端条边朝向小臂(3)的外侧，并与所述弯折部平行、且部分重合；

所述开口的两侧均设有磁性吸附件，该磁性吸附件在风琴随所述升降件(4)升降定位后吸附在所述磁性板上；

所述磁性板呈“L”形，该“L”形的一条边与所述小臂(3)固接，所述风琴吸附于该“L”形的一条边上，“L”形的另一端条边朝向小臂(3)的外侧；

所述磁性板为多个，沿所述小臂(3)高度方向布置。

2.根据权利要求1所述水平关节机器人的密封机构，其特征在于：所述磁性吸附件为磁性封边(11)，该磁性封边(11)设置于所述开口两侧的端部。

3.根据权利要求1所述水平关节机器人的密封机构，其特征在于：所述开口两侧的端部均连接有管道，该管道内填充有磁粉或磁流体，进而与管道共同形成与所述磁性板吸附的磁性吸附件。

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