CN111906818A - 一种具有防腐功能的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，公开了一种具有防腐功能的机器人，包括固定座、第一套筒、第一关节模组、第二套筒、连接件、转动座、第二关节模组以及转臂，固定座固定布置，第一套筒可相对固定座转动，固定座密封第一套筒，第一关节模组设置在第一内腔内，第一关节模组用于驱动第一套筒转动，连接件的两端分别固定连接第一套筒和第二套筒，转动座密封第二套筒，转动座可相对第二套筒转动，第二关节模组固定设置在第二内腔内，第二关节模组用于驱动转动座转动，转臂与转动座固定连接，转臂用于安装工作机构；本申请提供的一种具有防腐功能的机器人，工作范围大，防腐性好。

Description

一种具有防腐功能的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有防腐功能的机器人。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。由于机器人的大部分零部件由金属制造，所以在潮湿环境下容易腐蚀，影响机器人的工作性能；另外，一些电子元器件也容易遇水失效。所以基于水下环境、潮湿环境等恶劣使用环境的要求，机器人的防水问题受到了关注。

现有技术中，多采用机器人防护服对机器人进行防护，一方面，机器人防护服由于不能对机器人进行完全密封，所以在有水的环境下很容易进水，水分在防护服中气化又形成潮湿环境，加快了机器人的腐蚀速度；另一方面，在一些极端环境，比如水下作业的情况，防护服完全不能发挥效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有防腐功能的机器人，旨在解决现有技术中，机器人防护服不能有效防腐的问题。

本发明是这样实现的，提供一种具有防腐功能的机器人，包括：

固定座，所述固定座固定布置；

第一套筒，所述第一套筒可相对所述固定座转动，所述第一套筒具有第一内腔，所述第一套筒底部具有连通所述第一内腔的第一通孔，所述固定座密封所述第一套筒的第一通孔；

第一关节模组，设置在所述第一内腔内，所述第一关节模组与所述固定座连接，所述第一关节模组用于驱动所述第一套筒转动；

第二套筒，所述第二套筒具有第二内腔，所述第二套筒底部具有与所述第二内腔连通的第二通孔；

连接件，所述连接件的两端分别固定连接所述第一套筒和所述第二套筒；

转动座，所述转动座密封所述第二套筒的第二通孔，所述转动座可相对所述第二套筒转动；

第二关节模组，固定设置在所述第二内腔内，所述第二关节模组与所述转动座连接，所述第二关节模组用于驱动所述转动座转动；

转臂，所述转臂与所述转动座固定连接；所述转臂用于安装工作机构。

进一步地，所述机器人还包括第一密封结构、第一定位件以及第一压缩弹簧；所述第一密封结构设置在所述固定座以及所述第一套筒之间；所述第一定位件一端与所述第一套筒固定连接，另一端与所述第一密封结构沿所述第一定位件的延伸方向活动连接，所述第一套筒与所述第一密封结构之间沿所述第一定位件的延伸方向设置有呈压缩状态的所述第一压缩弹簧。

进一步地，所述机器人还包括第二密封结构、第二定位件以及第二压缩弹簧；所述第二密封结构设置在所述第二套筒以及所述转动座之间；所述第二定位件一端与所述第二套筒固定连接，另一端与所述第二密封结构沿所述第二定位件的延伸方向活动连接，所述第二套筒与所述第二密封结构之间沿所述第二定位件的延伸方向设置有呈压缩状态的所述第二压缩弹簧。

进一步地，所述连接件与所述第一套筒连接的位置设置有密封件，所述连接件与所述第二套筒连接的位置设置有密封件。

进一步地，所述工作机构外部罩设有机构外罩，所述机构外罩与所述转臂之间通过密封件密封连接。

进一步地，所述机构外罩外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

进一步地，所述第一套筒或者所述第二套筒外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

进一步地，所述第二转臂外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

进一步地，所述连接件外表面套设有固态聚四氟乙烯保护层。

进一步地，所述第一套筒设置有由固态聚四氟乙烯制成的第一端盖或者所述第二套筒设置有由固态聚四氟乙烯制成的第二端盖。与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：

上述提供的一种具有防腐功能的机器人，通过可转动的第一套筒以及转臂的结合运动，使设置在转臂上的工作机构可在行程范围内的弧面内运动，扩大了工作范围。固定座密封第一套筒，避免设置在其内的第一关节模组进水；转动座密封第二套筒，避免设置在其内的第二关节模组进水，这种两相转动的零部件之间的防水结构可以防止具有驱动功能的第一关节模组以及第二关节模组进水腐烂。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种具有防腐功能的机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种具有防腐功能的机器人的剖面示意图；

图3是本发明实施例提供的第一套筒、第一关节模组以及固定座的结构示意图；

图4是图3的A部放大图。

附图标记：1-固定座，2-第一套筒，21-第一端盖，3-第一关节模组，4-第二套筒，5-连接件，6-转动座，7-第二关节模组，8-转臂，9-机构外罩，10-第一密封结构，20-第一定位件，30-第一压缩弹簧，40-第一摩擦片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

请参阅图1，图1示出了本发明提供的一种具有防腐功能的机器人的结构示意图，同时参阅图2至图4，本实施例提供的一种具有防腐功能的机器人，包括固定座1、第一套筒2、第一关节模组3、第二套筒4、连接件5、转动座6、第二关节模组7以及转臂8。固定座1固定布置，第一套筒2可相对固定座1转动，第一套筒2具有第一内腔，第一套筒2底部具有连通第一内腔的第一通孔，固定座1密封第一套筒2的第一通孔；第一关节模组3设置在第一内腔内，第一关节模组3与固定座1连接，第一关节模组3用于驱动第一套筒2转动；第二套筒4具有第二内腔，第二套筒4底部具有与第二内腔连通的第二通孔；连接件5的两端分别固定连接第一套筒2和第二套筒4；转动座6密封第二套筒4的第二通孔，转动座6可相对第二套筒4转动；第二关节模组7固定设置在第二内腔内，第二关节模组7与转动座6连接，第二关节模组7用于驱动转动座6转动；转臂8与转动座6固定连接；转臂8用于安装工作机构。其中，工作机构可以是用于搬运的机构，也可以是用于取放物料的机构等。

上述提供的一种具有防腐功能的机器人，通过可转动的第一套筒2以及转臂8的结合运动，使设置在转臂8上的工作机构可在行程范围内的弧面内运动，扩大了工作范围。固定座1密封第一套筒2，避免设置在其内的第一关节模组3进水；转动座6密封第二套筒4，避免设置在其内的第二关节模组7进水，这种两相转动的零部件之间的防水结构可以防止具有驱动功能的第一关节模组3以及第二关节模组7进水腐烂。

作为本发明的一种实施形式，机器人还包括第一密封结构10、第一定位件20以及第一压缩弹簧30；第一密封结构10设置在固定座1以及第一套筒2之间；第一定位件20一端与第一套筒2固定连接，另一端与第一密封结构10沿第一定位件20的延伸方向活动连接，第一套筒2与第一密封结构10之间沿第一定位件20的延伸方向设置有呈压缩状态的第一压缩弹簧30。

具体地，第一密封结构10设置在固定座1与第一套筒2之间，选第一套筒2在朝向第一密封结构10的平面上设置第一凹槽，在第一密封结构10上正对第一凹槽的位置设置第二凹槽，将第一定位件20一端固定在第一凹槽上，另一端插入第二凹槽，使第一密封结构10只能沿第一定位件20的长度延伸方向运动，不能沿其他方向运动；在第一套筒2上设置与第一凹槽同中心线但是直径更大、深度更浅的第三凹槽，在第一密封结构10上正对第三凹槽的位置设置比第二凹槽更浅的第四凹槽，将第一压缩弹簧30一端安装在第三凹槽内，另一端安装在第四凹槽内，并保证此时第一压缩弹簧30处于压缩状态。第一压缩弹簧30对第一密封结构10施加弹簧反力，使第一密封结构10和固定座1间紧密接触，使两部件在相对运动时，两部件之间也不会产生过大的间隙，优化了密封性。另外，两部件间的摩擦力还可以通过调整第一压缩弹簧30的刚度以及压缩力等来调整，适配性强。

优选地，第一密封结构10连接第一套筒2的一端设置有第一套件，第一套件紧密套设在第一套筒2外表面。由于第一压缩弹簧30的反力作用，第一密封结构10很有可能向固定座1的方向移动，使第一密封结构10和第一套筒2之间产生间隙，第一套件有效提高了密封性。

进一步地，第一套件与第一套筒2之间设置有密封件。密封件填充在第一套筒2和第一套件之间产生的间隙处，以提高密封性。

再者，第一套件与第一套筒2之间还可以设置更多的密封件，起到多层防护的作用。

具体地，密封件可以采用全包裹塑胶O形圈，这种O形圈是采用特种耐高温橡胶与氟塑料，以特殊工艺复合而成的密封产品，它具有橡胶O形圈所具有的低压缩永久不变形性能，又具有氟树脂特有的耐热、耐寒、耐油、耐磨、耐化学腐蚀等特性。

可选地，也可以在第一套筒2连接第一密封结构10的一面设置一环形容纳槽，在第一密封结构10上设置一与环形容纳槽配合的突起结构，将该突起结构插入环形容纳槽内，也可有效实现密封。

优选地，机器人还包括第一摩擦片40，第一摩擦片40设置在固定座1上与第一密封结构10接触的一端。由于固定座1与第一密封结构10相对转动会磨损固定座1，第一摩擦片40的设置转移了磨损对象，保护了固定座1，而第一摩擦片40可以选用耐磨性好、润滑性好的材料，且由于体积小也可以在磨损较大时更换，提高了经济效益。

具体地，第一摩擦片40可由固态聚四氟乙烯制成。第一，聚四氟乙烯制成的第一摩擦片40有很好的润滑效果，在固体材料中摩擦系数最小；第二，聚四氟乙烯在塑料中有最佳的寿命；第三，聚四氟乙烯耐腐蚀，对大多数化学药品和试剂表现出惰性，能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂；第四，压缩回弹机能好，可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响。

作为本发明的一种实施方式，机器人还包括第二密封结构、第二定位件以及第二压缩弹簧；第二密封结构设置在第二套筒4以及转动座6之间；第二定位件一端与第二套筒4固定连接，另一端与第二密封结构沿第二定位件的延伸方向活动连接，第二套筒4与第二密封结构之间沿第二定位件的延伸方向设置有呈压缩状态的第二压缩弹簧。

具体地，第二密封结构设置在转动座6与第二套筒4之间，选第二套筒4在朝向第二密封结构的平面上设置第五凹槽，在第二密封结构上正对第五凹槽的位置设置第六凹槽，将第二定位件一端固定在第五凹槽上，另一端插入第六凹槽，使第二密封结构只能沿第二定位件的长度延伸方向运动，不能沿其他方向运动；在第二套筒4上设置与第五凹槽同中心线但是直径更大、深度更浅的第七凹槽，在第二密封结构上正对第七凹槽的位置设置比第六凹槽更浅的第八凹槽，将第二压缩弹簧一端安装在第七凹槽内，另一端安装在第八凹槽内，并保证此时第二压缩弹簧处于压缩状态。第二压缩弹簧对第二密封结构施加弹簧反力，使第二密封结构和活动座座间紧密接触，使两部件在相对运动时，两部件之间也不会产生过大的间隙，优化了密封性。另外，两部件间的摩擦力还可以通过调整第二压缩弹簧的刚度以及压缩力等来调整，适配性强。

优选地，第二密封结构连接第二套筒4的一端设置有第二套件，第二套件紧密套设在第二套筒4外表面。由于第二压缩弹簧的反力作用，第二密封结构很有可能向转动座6的方向移动，使第二密封结构和第二套筒4之间产生间隙，第二套件有效提高了密封性。

进一步地，第二套件与第二套筒4之间设置有密封件，密封件填充在第二套件与第二套筒4之间产生的间隙处，以提高密封性。

再者，第二套件与第二套筒4之间还可以设置更多的密封件，起到多层防护的作用。

具体地，密封件可以采用全包裹塑胶O形圈，这种O形圈是采用特种耐高温橡胶与氟塑料，以特殊工艺复合而成的密封产品，它具有橡胶O形圈所具有的低压缩永久不变形性能，又具有氟树脂特有的耐热、耐寒、耐油、耐磨、耐化学腐蚀等特性。

可选地，也可以在第二套筒4连接第二密封结构的一面设置一环形容纳槽，在第二密封结构上设置一与环形容纳槽配合的突起结构，将该突起结构插入环形容纳槽内，也可有效实现密封。

优选地，机器人还包括第二摩擦片，第二摩擦片设置在转动座6上与第二密封结构接触的一端。由于转动座6与第二密封结构相对转动会磨损转动座6，第二摩擦片的设置转移了磨损对象，保护了转动座6，而第二摩擦片可以选用耐磨性好、润滑性好的材料，且由于体积小也可以在磨损较大时更换，提高了经济效益。

具体地，第二摩擦片可由固态聚四氟乙烯制成。第一，聚四氟乙烯制成的第二摩擦片有很好的润滑效果，在固体材料中摩擦系数最小；第二，聚四氟乙烯在塑料中有最佳的寿命；第三，聚四氟乙烯耐腐蚀，对大多数化学药品和试剂表现出惰性，能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂；第四，压缩回弹机能好，可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响。

作为本发明的一种实施方式，连接件5与第一套筒2连接的位置设置有密封件，连接件5与第二套筒4连接的位置设置有密封件。密封件可以采用全包裹塑胶O形圈，这种O形圈是采用特种耐高温橡胶与氟塑料，以特殊工艺复合而成的密封产品，它具有橡胶O形圈所具有的低压缩永久不变形性能，又具有氟树脂特有的耐热、耐寒、耐油、耐磨、耐化学腐蚀等特性。

进一步地，工作机构外部罩设有机构外罩9，机构外罩9与转臂8之间通过密封带密封，这里的密封带可以使用膨体聚四氟乙烯技术制成，膨体聚四氟乙烯密封带是新型的密封产品，可以取代垫片、垫圈等密封产品，它是采用独特的加工工艺制造而成的一种非常新颖奇特的密封材料。它是一种连续带状的白色纯聚四氟乙烯制品，具有很好的柔韧性、压缩回弹性、耐蠕变性、耐高低温性及优异的耐腐蚀性、不老化性、自润滑性。密封性能卓越，安装使用极为方便。

再者，机构外罩9外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。聚四氟乙烯涂层具有优越的耐高、低温性，耐磨性，耐腐蚀性、耐化学性和绝缘性，因此可起到表面防护、防腐、密封、润滑和延长零部件使用寿命的作用。

优选地，第一套筒2或者第二套筒4外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。聚四氟乙烯涂层具有优越的耐高、低温性，耐磨性，耐腐蚀性、耐化学性和绝缘性，因此可起到表面防护、防腐、密封、润滑和延长零部件使用寿命的作用。

优选地，第二转臂8外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。聚四氟乙烯涂层具有优越的耐高、低温性，耐磨性，耐腐蚀性、耐化学性和绝缘性，因此可起到表面防护、防腐、密封、润滑和延长零部件使用寿命的作用。

作为本发明的一种实施方式，连接件5外表面套设有固态聚四氟乙烯保护层。固态聚四氟乙烯保护层具有极为优越的综合性能:耐高低温、耐腐蚀(强酸、强碱、王水等)、耐气候、高绝缘、高润滑、不粘附、无毒害等。

具体地，连接件5为圆柱形套筒，一方面，圆柱形套筒具有刚性好、强度高的特点，使结构更牢固；另一方面，由于其圆柱形的形状，使其在运动时风阻小，提高了设备的工作效率。

可选地，第一套筒2设置有由固态聚四氟乙烯制成的第一端盖21或者第二套筒4设置有由固态聚四氟乙烯制成的第二端盖。这种端盖具有极为优越的综合性能:耐高低温、耐腐蚀(强酸、强碱、王水等)、耐气候、高绝缘、高润滑、不粘附、无毒害等。

作为本发明的一种实施方式，第一关节模组3包括集成于一体的第一伺服电机、第一伺服驱动器、第一减速器以及第一编码器，第一伺服驱动器电性连接第一伺服电机，第一伺服驱动器用于驱动第一伺服电机；第一编码器用于测定第一伺服电机的行程或者转速；第一伺服电机输出轴连接第一减速器，第一减速器用于输出动力。既往的第一伺服驱动器都单独设置在设备之外，体积大，在这里，将第一伺服驱动器与第一伺服电机集成在一起，减小了设备的占用空间；另外，第一关节模组3形成的驱动部件具有精度高、抗过载能力强以及稳定的优点。

进一步地，固定座1包括第一法兰盘，第一减速器输出轴固定连接第一法兰盘，当第一伺服电机工作时，第一减速器输出轴带动第一法兰盘转动。

再者，第一法兰盘上具有安装孔，用于将第一关节模组3安装在其他结构上。

可选地，当把第一法兰盘固定时，第一减速器输出轴随之固定，基于电机的原理，这时第一关节模组3实现转动功能。

优选地，第一法兰盘外圈套设有第三密封结构，第三密封结构沿轴向紧密连接第一摩擦片40，第三密封结构的外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层(PTFE)，PTFE涂层具有优越的耐高、低温性，耐磨性，耐腐蚀性、耐化学性和绝缘性，因此可起到表面防护、防腐、密封、润滑和延长零部件使用寿命的作用。在这里，由于第一法兰盘与第一减速器输出轴连接处要求的配合精度比较高，而若对第一法兰盘进行涂覆PTFE处理，需要将第一法兰盘加热至300℃以上，高温会使第一法兰盘变形，影响与第一减速器输出轴的配合，所以在第一法兰盘外圈套设第三密封结构，并在第三密封结构的外表面涂覆PTFE，既对外表面进行了保护，也有效避免了第一法兰盘变形。

作为本发明的一种实施方式，第二关节模组7包括集成于一体的第二伺服电机、第二伺服驱动器、第二减速器以及第二编码器，第二伺服驱动器电性连接第二伺服电机，第二伺服驱动器用于驱动第二伺服电机；第二编码器用于测定第二伺服电机的行程或者转速；第二伺服电机输出轴连接第二减速器，第二减速器用于输出动力。既往的第二伺服驱动器都单独设置在设备之外，体积大，在这里，将第二伺服驱动器与第二伺服电机集成在一起，减小了设备的占用空间；另外，第二关节模组7形成的驱动部件具有精度高、抗过载能力强以及稳定的优点。

进一步地，转动座6包括第二法兰盘，第二减速器输出轴固定连接第二法兰盘，当第二伺服电机工作时，第二减速器输出轴带动第二法兰盘转动。

再者，第二法兰盘上具有安装孔，用于将第二关节模组7安装在其他结构上。

可选地，当把第二关节模组7固定时，转动座6实现转动功能。

优选地，第二法兰盘外圈套设有第四密封结构，第四密封结构沿轴向紧密连接第二摩擦片，第四密封结构的外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层(PTFE)，PTFE涂层具有优越的耐高、低温性，耐磨性，耐腐蚀性、耐化学性和绝缘性，因此可起到表面防护、防腐、密封、润滑和延长零部件使用寿命的作用。在这里，由于第二法兰盘与第二减速器输出轴连接处要求的配合精度比较高，而若对第二法兰盘进行涂覆PTFE处理，需要将第二法兰盘加热至300℃以上，高温会使第二法兰盘变形，影响与第二减速器输出轴的配合，所以在第二法兰盘外圈套设第四密封结构，并在第四密封结构的外表面涂覆PTFE，既对外表面进行了保护，也有效避免了第二法兰盘变形。

进一步地，该机器人还包括波纹管，波纹管用于放置线束。波纹管一端与第一关节模组3连接，另一端与机构外罩9连接，并通过防水锁头锁紧密封，密封性佳。

优选地，该机器人上所有外露的螺纹孔都使用固态聚四氟乙烯填充，有效避免水从螺纹孔进入设备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，包括：

固定座，所述固定座固定布置；

第一套筒，所述第一套筒可相对所述固定座转动，所述第一套筒具有第一内腔，所述第一套筒底部具有连通所述第一内腔的第一通孔，所述固定座密封所述第一套筒的第一通孔；

第一关节模组，设置在所述第一内腔内，所述第一关节模组与所述固定座连接，所述第一关节模组用于驱动所述第一套筒转动；

第二套筒，所述第二套筒具有第二内腔，所述第二套筒底部具有与所述第二内腔连通的第二通孔；

连接件，所述连接件的两端分别固定连接所述第一套筒和所述第二套筒；

转动座，所述转动座密封所述第二套筒的第二通孔，所述转动座可相对所述第二套筒转动；

第二关节模组，固定设置在所述第二内腔内，所述第二关节模组与所述转动座连接，所述第二关节模组用于驱动所述转动座转动；

转臂，所述转臂与所述转动座固定连接；所述转臂用于安装工作机构。

2.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述机器人还包括第一密封结构、第一定位件以及第一压缩弹簧；所述第一密封结构设置在所述固定座以及所述第一套筒之间；所述第一定位件一端与所述第一套筒固定连接，另一端与所述第一密封结构沿所述第一定位件的延伸方向活动连接，所述第一套筒与所述第一密封结构之间沿所述第一定位件的延伸方向设置有呈压缩状态的所述第一压缩弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述机器人还包括第二密封结构、第二定位件以及第二压缩弹簧；所述第二密封结构设置在所述第二套筒以及所述转动座之间；所述第二定位件一端与所述第二套筒固定连接，另一端与所述第二密封结构沿所述第二定位件的延伸方向活动连接，所述第二套筒与所述第二密封结构之间沿所述第二定位件的延伸方向设置有呈压缩状态的所述第二压缩弹簧。

4.根据权利要求1-3所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述连接件与所述第一套筒连接的位置设置有密封件，所述连接件与所述第二套筒连接的位置设置有密封件。

5.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述工作机构外部罩设有机构外罩，所述机构外罩与所述转臂之间通过密封件密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述机构外罩外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

7.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述第一套筒或者所述第二套筒外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

8.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述第二转臂外表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

9.根据权利要求1或7所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述连接件外表面套设有固态聚四氟乙烯保护层。

10.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的机器人，其特征在于，所述第一套筒设置有由固态聚四氟乙烯制成的第一端盖或者所述第二套筒设置有由固态聚四氟乙烯制成的第二端盖。

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