CN112372672B - 一种机器人防水密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人防水密封装置，包括：光轴，光轴的一端与机器人的法兰固定连接；过渡法兰，过渡法兰设于光轴的另一端；套筒，套筒套设于光轴的外周，套筒的一端与机器人的法兰固定连接，套筒的内周与光轴的外周之间设有第一密封结构；衬套，衬套设于光轴的外周与套筒的内周之间，衬套与光轴之间间隙配合，衬套的外周与套筒之间过盈配合；线缆分线器，线缆分线器设于过渡法兰内；端盖，端盖的内周与过渡法兰固定连接，端盖的外周与套筒的另一端相抵，端盖与过渡法兰之间设有第二密封结构，端盖与套筒之间设有第三密封结构。本发明可以增大机器人可允许转动范围，延缓防护服的磨损速度，极大减少液体渗入防护服，也可以提升防护服的美观度。

Description

一种机器人防水密封装置

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及一种机器人防水密封装置。

背景技术

在工业机器人压铸、喷釉、清洗等行业中，作业环境中产生的大量水汽会混入金属屑、釉质、粉尘等固体颗粒杂质，杂质会通过水汽侵入机器人的法兰端面及活动关节并逐渐破坏机器人关节处的防水密封器件，这样水汽会直接进入机器人体内，机器人马达线缆接头会逐渐锈蚀，机器人减速器会加速磨损、报废，因此有必要给机器人套一层防护服，以隔绝或减少水汽对机器人的直接接触，必要时只需更换新的防护服即可实现对机器人的防护，降低损失。

目前市场上的防护服在机器人手腕处常采用束口或抱箍使其抱紧在机器人法兰上或附加轴上，防护服能够有效减少水汽与机器人的直接接触，从而减缓机器人本体及马达线缆锈蚀，降低因机器人减速器的锈蚀磨损引发的机器人停机故障。

但是目前市场上主流防护服所存在的问题主要有四点：

①由于防护服直接套在机器人上，为避免防护服在关节处的拉扯需要对机器人的位姿进行限制；

②尽管可以通过抱箍将防护服固定在机器人上，但液体仍可以从机器人6轴处的抱箍渗入，防护性效果较差；

③防护服磨损速度较快；

④通用性差。

如果防护服直接套在机器人上，末端通过弹性束口束在机器人6轴的法兰或附加轴上，即防护服不随机器人6轴转动，这样液体会通过防护服和法兰或附加轴之间的缝隙渗入到机器人上；

如果防护服直接套在机器人上，末端通过抱箍或其他方式抱紧在机器人法兰或附加轴上，即防护服跟转机器人6轴，当机器人5轴、机器人6轴运动时，防护服会扭转严重，不仅不美观，也会大大降低使用寿命，此外，在防护服抱紧处还是会存在缝隙，即液体渗入情况还会存在；

由于机器人法兰面或附加轴相对机器人5轴处的尺寸差距较大，故此处防护服较难设计，且褶皱多、不服帖，当动作幅度较大时，防护服会拉扯严重，加速磨损；

另外，目前市场上的防护服基本都是根据特定的工况进行开发的，当环境或机器人的姿态稍微变化一些，则原有防护服使用效果就会大大降低，或是过快地损坏。

发明内容

针对现有的防护服与机器人之间存在的上述问题，现旨在提供一种机器人防水密封装置，可以增大机器人可允许转动范围，延缓防护服的磨损速度，极大减少液体渗入防护服，也可以提升防护服的美观度。

具体技术方案如下：

一种机器人防水密封装置，包括：

光轴，所述光轴的一端与机器人的法兰固定连接；

过渡法兰，所述过渡法兰设于所述光轴的另一端；

套筒，所述套筒套设于所述光轴的外周，所述套筒的一端与所述机器人的法兰固定连接，所述套筒的内周与所述光轴的外周之间设有第一密封结构；

衬套，所述衬套设于所述光轴的外周与所述套筒的内周之间，所述衬套与所述光轴之间间隙配合，所述衬套的外周与所述套筒之间过盈配合；

线缆分线器，所述线缆分线器设于所述过渡法兰内；

端盖，所述端盖的内周与所述过渡法兰固定连接，所述端盖的外周与所述套筒的另一端相抵，所述端盖与所述过渡法兰之间设有第二密封结构，所述端盖与所述套筒之间设有第三密封结构。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述第一密封结构为O型圈，所述套筒的内周设有凹槽，所述O型圈设于所述凹槽内，所述O型圈分别与所述凹槽的侧壁、所述光轴的外周相抵。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述第二密封结构为第一密封垫，所述第一密封垫呈环形设置，所述第一密封垫抵设于所述过渡法兰与所述端盖之间。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述第三密封结构为第二密封垫，所述第二密封垫呈环形设置，所述第二密封垫抵设于所述套筒与所述端盖之间。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述光轴、所述过渡法兰、所述第一密封垫和所述端盖依次通过若干定位销定位配合，所述光轴、所述过渡法兰、所述第一密封垫和所述端盖依次通过若干螺钉固定连接。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述端盖的另一端设有至少一凸环，所述端盖设有至少一卡槽，所述第二密封垫设有所述卡槽内，所述凸环伸入所述卡槽内，且与所述第二密封垫相抵。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述套筒的另一端密封块，所述密封块与所述套筒的内周之间形成有第一台阶，所述密封块与所述套筒的外周之间形成有第二台阶，所述密封块远离所述套筒的一端从内至外依次设有第一凸环、第二凸环和第三凸环，所述第一凸环的内周与所述密封块的内周相齐平，所述第一凸环与所述第二凸环之间第一卡槽，所述第二凸环与所述第三凸环之间设有第二卡槽，所述第三凸环上设有挡环，所述挡环的内周与所述第三凸环之间形成第三台阶，所述挡环的外周、所述第三凸环的外周和所述密封块的外周相齐平；

所述端盖包括：端盖本体和设于所述端盖本体的外周的第一限位环，所述端盖本体与所述过渡法兰之间设有所述第一密封垫，所述第一限位环上从内至外依次设有第四凸环和第五凸环，所述端盖本体与所述第四凸环之间设有第三卡槽，所述第四凸环与所述第五凸环之间设有第四卡槽，所述第四凸环的外周与所述第一限位环之间形成有第四台阶；

所述密封块的内周、所述第一凸环的内周均与所述端盖本体的外周相抵，所述第一限位环的外周与所述挡环的内周相抵，所述第三卡槽内设有所述第二密封垫，所述第一凸环伸入所述第三卡槽内，且与所述第二密封垫相抵，所述第二凸环伸入所述第四卡槽内，所述第四凸环伸入所述第一卡槽内，所述第五凸环伸入所述第二卡槽内，所述第三台阶与所述第四台阶限位配合，所述挡环的端部与所述第一限位环远离所述过渡法兰的一端相齐平。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述光轴的另一端的内周设有第五台阶，所述过渡法兰设于所述第五台阶上，所述光轴的另一端的外周与所述密封块限位配合，所述光轴的一端的外周设有第二限位环，所述套筒的一端的内周设有限位槽，所述衬套设于所述限位槽内。

上述的机器人防水密封装置，其中，所述套筒的一端的外周设有连接环，所述连接环通过螺钉与所述机器人的法兰固定连接。

上述的机器人防水密封装置，其中，还包括：手爪，所述手爪通过若干所述定位销与所述端盖定位配合，所述手爪通过若干所述螺钉与所述端盖固定连接。

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明装在机器人的法兰上，然后将防护服通过抱箍固定在本发明上，本发明包括两个部分，一部分不随机器人6轴转动，将防护服通过抱箍固定在不随机器人6轴转动的防水密封装置上，另一部分随机器人6轴转动，利用线缆分线器可以封住机器人6轴转动的手腕中空腔从而避免液体进入，这样，机器人6轴的转动将不会带动防护服，另外该装置尺寸较大，也使得防护服在机器人5～6轴过渡平缓，这样，可以增大机器人可允许转动范围，延缓防护服的磨损速度，极大减少液体渗入防护服，也可以提升防护服的美观度。

附图说明

图1为本发明一种机器人防水密封装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种机器人防水密封装置的分解结构示意图；

图3为本发明一种机器人防水密封装置的剖视图；

图4为本发明一种机器人防水密封装置的图3中的局部放大图；

附图中：1、光轴；2、过渡法兰；3、套筒；4、衬套；5、端盖；6、线缆分线器；7、O型圈；8、凹槽；10、机器人；11、第一密封垫；12、第二密封垫；13、密封块；14、挡环；15、第二限位环；16、连接环；17、手爪；21、第一台阶；22、第二台阶；23、第三台阶；24、第四台阶；25、第五台阶；31、第一凸环；32、第二凸环；33、第三凸环；34、第四凸环；35、第五凸环；41、第一卡槽；42、第二卡槽；43、第三卡槽；44、第四卡槽；51、端盖本体；52、第一限位环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明一种机器人防水密封装置的整体结构示意图，图2为本发明一种机器人防水密封装置的分解结构示意图，图3为本发明一种机器人防水密封装置的剖视图，图4为本发明一种机器人防水密封装置的图3中的局部放大图，如图1至图4所示，示出了一种较佳实施例的机器人防水密封装置，包括：光轴1、过渡法兰2、套筒3、衬套4和端盖5，光轴1的一端与机器人10的法兰固定连接，过渡法兰2设于光轴1的另一端，套筒3套设于光轴1的外周，套筒3的一端与机器人10的法兰固定连接，套筒3的内周与光轴1的外周之间设有第一密封结构，衬套4设于光轴1的外周与套筒3的内周之间，衬套4与光轴1之间间隙配合，衬套4的外周与套筒3之间过盈配合，端盖5的内周与过渡法兰2固定连接，端盖5的外周与套筒3的另一端相抵，端盖5与过渡法兰2之间设有第二密封结构，端盖5与套筒3之间设有第三密封结构。

优选的，光轴1外表面涂有一层润滑脂。

优选的，机器人10的法兰为机器人6轴的法兰。

优选的，衬套4为无油衬套。

进一步，作为一种较佳的实施例，机器人防水密封装置还包括：线缆分线器6，线缆分线器6设于过渡法兰2内，线缆分线器6的外周分别与过渡法兰2的内周、光轴1的内周相抵。

优选的，线缆分线器6为橡胶分线器，在橡胶分线器的切缝明显处涂上硅胶防止液体渗漏。

进一步，作为一种较佳的实施例，第一密封结构为O型圈7，套筒3的内周设有凹槽8，O型圈7设于凹槽8内，O型圈7分别与凹槽8的侧壁、光轴1的外周相抵。

进一步，作为一种较佳的实施例，第二密封结构为第一密封垫11，第一密封垫11呈环形设置，第一密封垫11抵设于过渡法兰2与端盖5之间。

进一步，作为一种较佳的实施例，第三密封结构为第二密封垫12，第二密封垫12呈环形设置，第二密封垫12抵设于套筒3与端盖5之间。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图4所示，光轴1、过渡法兰2、第一密封垫11和端盖5依次通过若干定位销定位配合，光轴1、过渡法兰2、第一密封垫11和端盖5依次通过若干螺钉固定连接。

本发明的进一步实施例中，端盖5的另一端设有至少一凸环，端盖5设有至少一卡槽，第二密封垫12设有卡槽内，凸环伸入卡槽内，且与第二密封垫12相抵。

本发明的进一步实施例中，套筒3的另一端密封块13，密封块13与套筒3的内周之间形成有第一台阶21，密封块13与套筒3的外周之间形成有第二台阶22，密封块13远离套筒3的一端从内至外依次设有第一凸环31、第二凸环32和第三凸环33，第一凸环31的内周与密封块13的内周相齐平，第一凸环31与第二凸环32之间第一卡槽41，第二凸环32与第三凸环33之间设有第二卡槽42，第三凸环33上设有挡环14，挡环14的内周与第三凸环33之间形成第三台阶23，挡环14的外周、第三凸环23的外周和密封块13的外周相齐平。

本发明的进一步实施例中，端盖5包括：端盖本体51和设于端盖本体51的外周的第一限位环52，端盖本体51与过渡法兰2之间设有第一密封垫11，第一限位环52上从内至外依次设有第四凸环34和第五凸环35，端盖本体51与第四凸环34之间设有第三卡槽43，第四凸环34与第五凸环35之间设有第四卡槽44，第四凸环34的外周与第一限位环52之间形成有第四台阶24。

本发明的进一步实施例中，密封块13的内周、第一凸环31的内周均与端盖本体51的外周相抵，第一限位环52的外周与挡环14的内周相抵，第三卡槽43内设有第二密封垫12，第一凸环31伸入第三卡槽43内，且与第二密封垫12相抵，第二凸环32伸入第四卡槽44内，第四凸环34伸入第一卡槽41内，第五凸环35伸入第二卡槽42内，第三台阶23与第四台阶24限位配合，挡环14的端部与第一限位环52远离过渡法兰2的一端相齐平。

本发明的进一步实施例中，光轴1的另一端的内周设有第五台阶25，过渡法兰2设于第五台阶25上，光轴1的另一端的外周与密封块13限位配合，光轴1的一端的外周设有第二限位环15，套筒3的一端的内周设有限位槽，衬套4设于限位槽内。

本发明的进一步实施例中，套筒3的一端的外周设有连接环16，连接环16通过螺钉与机器人10的法兰固定连接。

本发明的进一步实施例中，机器人防水密封装置还包括：手爪17，手爪17通过若干定位销与端盖5定位配合，手爪17通过若干螺钉与端盖5固定连接。

该发明的主要目的是使防护服固定在机器人手腕上并不随机器人6轴的转动而转动，进一步提高防护服在手腕处的防水密封效果，同时提高防护服的使用寿命。

本发明的安装顺序：

1、将光轴1安装在机器人6轴的法兰端面上，并在光轴1的外表面涂上一层润滑脂；

2、将过渡法兰2固定在光轴1上；

3、将第一密封垫11装在过渡法兰2的端面上；

4、将O型圈7装在套筒3的凹槽8内，衬套4与套筒3采用过盈配合并通过定位销卡紧防止套筒3与衬套4相对转动；

5、将套筒3和衬套4套在光轴1上，衬套4与光轴1通过间隙配合，这样可以保证在机器人6轴转动时，衬套4与光轴1之间转动，而衬套4与端盖5之间不产生相对转动；

6、沿机器人10的法兰端面侧方向推动套筒至不可推动时，使用紧定螺钉将套筒固定在机器人10的法兰手腕上；

7、将用来缓冲的第二密封垫12装在端盖5的卡槽内；

8、将端盖5装在过渡法兰2上；

9、将线缆分线器6塞入过渡法兰2内的圆柱面内侧，在线缆分线器6的切缝明显处涂上硅胶防止液体渗漏；

10、安装机器人10防护服，将机器人10手腕关节的防护服袖口套在套筒3上，并通过卡箍卡紧；

11、手爪17通过螺钉和定位销固定在端盖上，通过过渡法兰2可以将端盖5受到的负载力传递给光轴1。

本发明按照以上顺序安装完毕后，在防护服未破损的情况下，液体就很难进入防水结构内，更难以侵入机器人的内部。

本发明通过第一密封结构、第二密封结构和第三密封结构，可减少液体渗入防护服，延长防护服的使用寿命，减缓机器人5、6轴马达、减速器的锈蚀、磨损。

本发明避免了液体通过防护服和法兰或附加轴之间的缝隙渗入到机器人。

本发明中防护服不会跟转机器人6轴，当机器人5轴、机器人6轴运动时，可以减小防护服的扭转程度，此外，该防水密封装置的尺寸相对机器人法兰增大很多，可以降低机器人防护服的设计制造难度，使得防护服从机器人4轴到6轴的过渡更加平缓。

本发明隔绝了液体通过机器人法兰渗入到机器人体内，该防水密封装置适合机器人压铸、喷釉、清洗等多种工况。

本发明拆装方便，且能较大程度上提高防护服的使用寿命，降低防护服的更换频率和简化日常维护工作。

本发明所涉及的机器人防护服适用于机器人压铸、喷釉、清洗等各种工况下，以发那科M10iD 8L机器人防护服为例，安装使用方法如下：

步骤S1：利用定柱销定位并通过螺钉将光轴1安装在在机器人10法兰端面上，在光轴1外表面上涂抹一层润滑脂，将过渡法兰2安装在在光轴1上，将第一密封垫11装在过渡法兰2的端面上；

步骤S2：套筒3和衬套4通过定位销定位并采用过盈配合方式保证不会产生相对转动，将O型圈7安装在套筒3的凹槽8内，将套筒3和衬套4安装在光轴1上，光轴1与衬套4采用间隙配合使得机器人6轴转动时，光轴1与衬套4之间产生相对转动，沿机器人10的法兰端面侧方向推动套筒3至不可推动时，使用紧定螺钉将套筒3固定在机器人10的法兰手腕上；

步骤S3：将用来缓冲的第二密封垫12装在端盖的卡槽内，通过定位销定位并利用螺钉将端盖安装在过渡法兰2上，将线缆分线器6塞入过渡法兰2的内圆柱面内侧，在线缆分线器6切缝明显处涂上硅胶防止液体渗漏；

步骤S4：通过卡箍将机器人的手腕关节的防护服袖口卡紧在套筒3上，通过螺钉和定位销将手爪17固定在端盖5上，通过过渡法兰2将端盖5受到的负载力传递给光轴1。

本实施例由于光轴1和衬套4之间是间隙配合，衬套4和套筒3之间是过盈配合，所以当机器人6轴转动时会带动光轴1衬套4转动，而套筒3不会转动，这样通过卡箍固定在套筒3上的防护服就不会随着机器人10法兰的转动而扭转。此外，端盖5和套筒3之间采用第三密封结构，光轴1和套筒3利用第一密封结构进行密封，这样液体就很难通过机器人手腕的法兰部件渗入到机器人体内。另外，该装置尺寸较大，也使得防护服在机器人5轴机器人6轴过渡平缓，这样可以增大机器人可允许转动范围，延缓防护服的磨损速度，降低防护服的更换频率和简化日常维护工作。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种机器人防水密封装置，其特征在于，包括：

光轴，所述光轴的一端与机器人的法兰固定连接；

过渡法兰，所述过渡法兰设于所述光轴的另一端；

套筒，所述套筒套设于所述光轴的外周，所述套筒的一端与所述机器人的法兰固定连接，所述套筒的内周与所述光轴的外周之间设有第一密封结构；

衬套，所述衬套设于所述光轴的外周与所述套筒的内周之间，所述衬套与所述光轴之间间隙配合，所述衬套的外周与所述套筒之间过盈配合；

线缆分线器，所述线缆分线器设于所述过渡法兰内；

端盖，所述端盖的内周与所述过渡法兰固定连接，所述端盖的外周与所述套筒的另一端相抵，所述端盖与所述过渡法兰之间设有第二密封结构，所述端盖与所述套筒之间设有第三密封结构；

所述第一密封结构为O型圈，所述套筒的内周设有凹槽，所述O型圈设于所述凹槽内，所述O型圈分别与所述凹槽的侧壁、所述光轴的外周相抵；

所述第二密封结构为第一密封垫，所述第一密封垫呈环形设置，所述第一密封垫抵设于所述过渡法兰与所述端盖之间；

所述第三密封结构为第二密封垫，所述第二密封垫呈环形设置，所述第二密封垫抵设于所述套筒与所述端盖之间；

所述套筒的另一端设有密封块，所述密封块与所述套筒的内周之间形成有第一台阶，所述密封块与所述套筒的外周之间形成有第二台阶，所述密封块远离所述套筒的另一端从内至外依次设有第一凸环、第二凸环和第三凸环，所述第一凸环的内周与所述密封块的内周相齐平，所述第一凸环与所述第二凸环之间第一卡槽，所述第二凸环与所述第三凸环之间设有第二卡槽，所述第三凸环上设有挡环，所述挡环的内周与所述第三凸环之间形成第三台阶，所述挡环的外周、所述第三凸环的外周和所述密封块的外周相齐平；

所述端盖包括端盖本体和设于所述端盖本体的外周的第一限位环，所述端盖本体与所述过渡法兰之间设有所述第一密封垫，所述第一限位环上从内至外依次设有第四凸环和第五凸环，所述端盖本体与所述第四凸环之间设有第三卡槽，所述第四凸环与所述第五凸环之间设有第四卡槽，所述第四凸环的外周与所述第一限位环之间形成有第四台阶；

所述密封块的内周、所述第一凸环的内周均与所述端盖本体的外周相抵，所述第一限位环的外周与所述挡环的内周相抵，所述第三卡槽内设有所述第二密封垫，所述第一凸环伸入所述第三卡槽内，且与所述第二密封垫相抵，所述第二凸环伸入所述第四卡槽内，所述第四凸环伸入所述第一卡槽内，所述第五凸环伸入所述第二卡槽内，所述第三台阶与所述第四台阶限位配合，所述挡环的端部与所述第一限位环远离所述过渡法兰的一端相齐平。

2.根据权利要求1所述机器人防水密封装置，其特征在于，所述光轴、所述过渡法兰、所述第一密封垫和所述端盖依次通过若干定位销定位配合，所述光轴、所述过渡法兰、所述第一密封垫和所述端盖依次通过若干螺钉固定连接。

3.根据权利要求2所述机器人防水密封装置，其特征在于，所述光轴的另一端的内周设有第五台阶，所述过渡法兰设于所述第五台阶上，所述光轴的另一端的外周与所述密封块限位配合，所述光轴的一端的外周设有第二限位环，所述套筒的一端的内周设有限位槽，所述衬套设于所述限位槽内。

4.根据权利要求3所述机器人防水密封装置，其特征在于，所述套筒的一端的外周设有连接环，所述连接环通过螺钉与所述机器人的法兰固定连接。

5.根据权利要求4所述机器人防水密封装置，其特征在于，还包括：手爪，所述手爪通过若干所述定位销与所述端盖定位配合，所述手爪通过若干所述螺钉与所述端盖固定连接。

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