CN113771006A - 一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法，涉及切割机器人领域，包括竖向防撞部件、多组横向防撞部件、多向防撞部件和顶端法兰盘。通过设置在切割机器人切割头上的竖向防撞部件以及设置在竖向防撞部件内的内缓冲部件，可以在切割机器人切割头工作中与工件发生碰撞时，对竖向的碰撞外力进行缓冲耗能，从而避免切割头或工件的发生损伤，保护切割头的正常切割使用，同时在竖向防撞部件上设置横向防撞部件和多向防撞部件，可以对切割头受到的非横向的不定向撞击外力进行缓冲耗能分压，从而避免不定向外力对切割头造成损坏，可以在切割头工作以及闲置时对切割头形成不同方向上的防护，保障切割头后续的正常工作。

Description

一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法

技术领域

本发明涉及切割机器人领域，具体涉及一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法。

背景技术

工业机器人主要由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成，主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构，大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制，其按照应用类型可分为码垛机器人、焊接机器人、装配机器人以及检测机器人等。

其中，切割机器人是从事切割的工业机器人，一般由多轴机械臂和工作头组成，多轴机械臂与切割头之间大都采用法兰进行固定，使用者根据需要选择不同切割方式的切割头，使之能根据需要进行不同方式的切割，按照切割方式可分为火焰切割机器人、等离子切割机器人、激光切割机器人以及水切割机器人等，它们满足了现代机械加工业对切割质量和精度的要求，同时也使现代机械加工业在生产效率、生产成本以及智能化自动切割方式等方面得到提升。

现有的切割机器人在工作中由于切割工件的不规则或操作不当等原因，常常会造成切割用切割头与工件发生碰撞时，造成切割头或工件的损伤，轻微的会造成切割头发生磨损、掉漆，严重的则会造成切割头发生形变，甚至是损坏，不仅会影响切割头的正常切割使用，也会增加使用者的使用和维修成本；同时切割头大都直接暴露在外，使得切割头在闲置时也容易受到外物的撞击造成损坏，影响切割头后续的正常工作。

发明内容

发明目的：提供一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法，通过在切割机器人切割头上设置竖向防撞部件和内缓冲部件，配合在竖向防撞部件上设置横向防撞部件和多向防撞部件，从而解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种用于切割机器人切割头的防护装置，包括竖向防撞部件、多组横向防撞部件、多向防撞部件和顶端法兰盘。

所述竖向防撞部件连接于切割头主体上，用于在切割头主体受到侧向外力时对切割头主体进行防护，所述竖向防撞部件内对称设有一对用于配合竖向防撞部件在切割头主体受到竖向外力时对切割头主体进行缓冲防护的内缓冲部件；

多组所述横向防撞部件均铰接于竖向防撞部件外侧，用于配合竖向防撞部件在切割头主体受到侧向外力时对切割头主体进行防护；

所述顶端法兰盘用于连接切割机器人机械臂，所述顶端法兰盘与竖向防撞部件之间连接有用于在切割头主体受到多向外力时对切割头主体进行防护的多向防撞部件。

在进一步的实施例中，所述竖向防撞部件包括防撞外壳、固定限位板、防撞垫、内移动槽、第一移动柱和移动限位板；

所述防撞外壳内形成有竖向缓冲腔，缓冲腔贯穿防撞外壳靠近切割头主体的一面，用于在切割头主体受到竖向外力作用时，为切割头主体提供移动缓冲的空间；

所述固定限位板与防撞外壳内壁固定连接，所述固定限位板靠近切割头主体的一面上连接有用于对切割头主体进行撞击缓冲防护的防撞垫，所述固定限位板与防撞垫中部对应开设有内移动槽，固定限位板固定在切割头主体内，当切割头主体受到竖向外力作用向防撞外壳的竖向缓冲腔内移动到预定距离后会与防撞垫发生碰撞，防撞垫的设置可以对碰撞进行缓冲，从而在切割头主体和固定限位板之间形成防护，从而保护切割头主体不受损坏；

所述第一移动柱与内移动槽相适配且通过内移动槽与防撞垫和固定限位板滑动连接，所述第一移动柱一端与切割头主体相连接，当切割头主体受到竖向外力作用向防撞外壳的竖向缓冲腔内移动时，会带动第一移动柱进行移动，使得第一移动柱在内移动槽内壁进行缓冲摩擦，可以对竖向外力进行一定的耗能缓冲；

所述移动限位板连接于第一移动柱另一端且面积大于内移动槽的面积，第一移动柱通过内移动槽贯穿防撞垫和固定限位板，移动限位板连接于第一移动柱贯穿防撞垫和固定限位板的一端，同时移动限位板的面积大于内移动槽，可以避免第一移动柱从防撞外壳内滑脱，保证第一移动柱的正常滑动，同时移动限位板靠近固定限位板的一面连接有减压垫，可以配合第一移动柱的滑动和防撞垫对外力进行耗能缓冲减压，从而避免撞击外力对切割头主体造成损坏。

在进一步的实施例中，所述内缓冲部件包括连接板、缓冲槽、缓冲滑块和一对第一缓冲弹簧；

所述连接板连接于所述防撞外壳内壁上，所述连接板内开设有缓冲槽，连接板与防撞外壳远离切割头主体的一端内壁固定连接，用于配合竖向防撞部件对竖向外力进行缓冲耗能；

所述缓冲滑块滑动设于缓冲槽内，一对所述缓冲滑块与第一移动柱之间均连接有内连接杆，所述缓冲滑块上开设有第二滑孔和一对第一滑孔，当第一移动柱发生移动时，可以通过一对内连接杆同时带动一对缓冲滑块进行移动，使得缓冲滑块在缓冲槽进行摩擦移动，可以配合第一移动柱对外力进一步进行耗能；

一对所述第一缓冲弹簧均连接于所述缓冲滑块与缓冲槽内壁之间，且一对第一缓冲弹簧关于缓冲滑块的中轴线对称设置，用于在缓冲滑块移动时进行缓冲，当缓冲滑块在缓冲槽内滑动时会首先带动一对第一缓冲弹簧发生形变，形变后的第一缓冲弹簧可以配合缓冲滑块的滑动对外力进行滑动分压。

在进一步的实施例中，所述内缓冲部件还包括一对第一滑柱、一对第一滑板、一对第二缓冲弹簧和两组耗能凸块；

一对所述第一滑柱均设于缓冲槽内且与一对第一滑孔相适配，一对所述第一滑柱均通过第一滑孔与缓冲滑块滑动连接，使得缓冲滑块在缓冲槽内滑动的同时，缓冲滑块可以通过第一滑孔在一对第一滑柱上移动；

一对所述第一滑板分别滑动设于一对第一滑柱上，一对所述第一滑板与缓冲槽内壁之间均连接有设于第一滑柱外侧用于配合第一缓冲弹簧进行缓冲防护的第二缓冲弹簧，一对所述第一滑板之间连接有协同移动板，正常状态下，一对第一滑板与缓冲滑块均存在一定的预定距离，当缓冲滑块运动到一定的预定距离时可以带动一对第一滑板在第一滑柱进行滑动，当一对第一滑板在第一滑柱上滑动时又可以带动一对第二缓冲弹簧发生形变，形变后的第二缓冲弹簧与第一缓冲弹簧形成梯级缓冲防护，从而提高对竖向外力的缓冲效果，进一步保护切割头主体不受损坏；

两组耗能凸块，分别固定连接于一对第一滑柱外壁上，一对所述第一滑板上均对应开设有多个面积小于耗能凸块的耗能移动孔，第一滑板为弹性材质，当缓冲滑块带动一对第一滑板在第一滑柱上移动时，由于耗能移动孔面积小于耗能凸块的面积，使得第一滑板上的耗能移动孔发生扩张，耗能移动孔扩张之后可以使得第一滑板在耗能凸块上进行移动，通过耗能移动孔和耗能凸块可以配合第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧进一步对竖向外力进行耗能缓冲，从而进一步对切割头主体形成防护。

在进一步的实施例中，所述内缓冲部件还包括第二滑柱、第二滑板和第三缓冲弹簧；

所述第二滑柱连接于所述协同移动板与缓冲槽内壁之间且与第二滑孔相适配，缓冲滑块通过第二滑孔与第二滑柱滑动连接；

所述第二滑板滑动设于所述第二滑柱上，第二滑板设于缓冲滑块与一对第一滑板之间；

所述第三缓冲弹簧连接于所述第二滑柱与协同移动板之间，用于配合第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧进行缓冲防护，当缓冲滑块在第二滑柱上滑动到第一预定距离与第二滑板抵接后，可以带动第二滑板在第二滑柱上移动，当第二滑板在第二滑柱上移动之后会带动第三缓冲弹簧发生形变，从而通过第一缓冲弹簧和第三缓冲弹簧的形变可以更进一步的对竖向撞击外力进行缓冲分压，从而对切割头主体形成更好的防护。

在进一步的实施例中，所述横向防撞部件包括防撞外板、多个固定柱、多个耗能腔、多个移动底板和多个耗能移动柱；

所述防撞外板铰接于所述防撞外壳外侧用于在切割头主体受到侧向外力时对切割头主体进行防护，防撞外板的设置可以使得横向外力作用在防撞外板上，避免横向对切割头主体造成损坏，防撞外板可以根据防撞外壳的面进行设置，本装置中防撞外壳有四个面，因此防撞外板设有四个，通过防撞外壳四个面外侧的防撞外壳的相互配合可以对防撞外壳的四个面形成防护，从而无论在防撞外壳哪个面的方向上受到撞击外力时都可以对防撞外壳形成防护，进而对切割头主体形成横向上更好的防护；

多个所述固定柱均与所述防撞外壳外壁固定连接，所述固定柱内形成有耗能腔，优选的，固定柱设有四个，四个固定柱对应设置在防撞外板与防撞外壳之间，且四个固定柱的底面均与防撞外壳外壁固定连接，每个固定柱内均形成有用于移动底板滑动的耗能腔；

多个所述移动底板分别对应滑动设于所述耗能腔内，所述移动底板一面连接有耗能移动柱，固定柱上端开设有与耗能移动柱相适配的耗能移动槽，耗能移动柱贯穿耗能移动槽的一端与防撞外板固定连接，而耗能移动柱另一端处于耗能腔内部并与移动底板固定连接，所述耗能移动柱远离移动底板的一端与防撞外板固定连接，移动底板与耗能腔相适配，当防撞外板受到外力撞击时，会带动耗能移动柱进行移动，耗能移动柱的移动是通过移动底板在耗能腔内滑动实现的，且移动底板的面积大于耗能移动槽的面积，使得移动底板可以正常在耗能腔内移动，保证固定柱、移动底板和耗能移动柱的正常工作。

在进一步的实施例中，所述横向防撞部件还包括第一耗能弹簧、第三耗能弹簧和第二耗能弹簧；

所述第一耗能弹簧连接于所述移动底板与耗能腔内壁之间，用于在耗能移动柱受到外力移动时对外力进行耗能缓冲；

所述第二耗能弹簧连接于所述防撞外板与防撞外壳之间，用于在防撞外板受到撞击时对外力进行耗能缓冲，当防撞外板受到外力撞击使得移动底板带动耗能移动柱进行移动时，会同时带动第一耗能弹簧和第二耗能弹簧发生形变，形变后的第一耗能弹簧和第二耗能弹簧可以对外力进行耗能缓冲，从而避免外力对防撞外壳及防撞外壳内的切割头主体造成损坏；

所述第三耗能弹簧连接于所述固定柱上端且设于耗能移动柱外侧，用于配合第一耗能弹簧和第二耗能弹簧对撞击外力形成梯级耗能缓冲，当移动底板运动到第三预定距离后，防撞外板与第三耗能弹簧抵接，之后移动底板如果继续在耗能腔内移动则会作用第三耗能弹簧发生形变，此时第三耗能弹簧与第一耗能弹簧和第二耗能弹簧形成梯级耗能缓冲，可以进一步对外力进行耗能缓冲，从而进一步避免外力对防撞外壳及防撞外壳内的切割头主体造成损坏。

在进一步的实施例中，所述多向防撞部件包括固定底座、多向转槽、多向转球、连接柱、多个固定板、多个多向减压弹簧和多个固定螺钉；

所述固定底座与顶端法兰盘固定连接，所述固定底座远离顶端法兰盘的一面开设有多向转槽，固定底座用于连接多向防撞部件和顶端法兰盘，而多向防撞部件可以对不同方向的外力进行缓冲分压，从而配合竖向防撞部件、横向防撞部件和内缓冲部件对切割头主体形成防护；

所述多向转球转动设于多向转槽内，所述多向转球与防撞外壳之间连接有连接柱，当防撞外板受到横向或非横向的不定向外力作用，造成防撞外壳在竖直方向上发生角度偏移时，防撞外壳会通过连接柱带动多向转球在多向转槽内发生摩擦转动，从而可以配合横向防撞部件对横向或非横向的不定向外力进行缓冲分压，进一步对切割头主体形成防护；

多个固定板，多个所述固定板与固定底座上均对应开设有固定螺纹槽，所述固定螺纹槽内螺纹连接有固定螺钉，通过固定螺纹槽和固定螺钉可以将固定板与固定底座固定，便于使用者对固定底座和固定板进行拆装；

多个多向减压弹簧，分别连接于所述防撞外壳与多个固定板之间，用于配合多向转球受到外力转动时对不同方向的外力进行缓冲分压，当防撞外壳通过连接柱带动多向转球在多向转槽内发生摩擦转动时，会同时带动多个多向减压弹簧发生不同程度的形变，使得多向减压弹簧和多向转球配合对防撞外板受到的横向或非横向的不定向外力进行缓冲分压。

在进一步的实施例中，所述竖向防撞部件还包括一对外移动槽和外连接杆；

一对所述外移动槽分别对称开设于防撞外壳外壁上，且外移动槽内壁上开设有插槽，所述插槽与缓冲腔相连通，一对外移动槽与连接板对应设置，同时一对连接板靠近外移动槽的一面均开设有协同移动槽；

所述外连接杆设于防撞外壳外侧，所述外连接杆与一对缓冲滑块之间均连接有Z型连接滑板，所述Z型连接滑板与插槽相适配，外连接杆与防撞外壳上分别对应开设有两组固定限位孔，当切割头主体闲置时，使用者可以通过外连接杆拉动Z型连接滑板通过外移动槽和协同移动槽滑入插槽内，当Z型连接滑板通过外移动槽和协同移动槽完全滑入插槽后，再将固定限位螺钉插入固定限位孔内将外连接杆与防撞外壳固定，此时在第一滑孔的带动下，移动限位板带动第一移动柱和切割头主体进入防撞外壳内，可以在切割头主体闲置时对切割头主体进行防护，不仅可以避免切割头主体限制时受到撞击损坏，也可以对切割头主体形成防尘以及防水等保护，避免切割头主体在闲置时发生损坏，保护切割头主体的再次使用。

一种用于切割机器人切割头的防护装置的防护方法，包括以下步骤：

S1、当切割头主体受到竖向外力作用时，切割头主体带动第一移动柱在内移动槽内移动，通过移动限位板带动一对缓冲滑块在缓冲槽内滑动，同时带动第一缓冲弹簧发生形变；

S2、当缓冲滑块滑动到第一预定距离与第二滑板抵接后，带动第三缓冲弹簧发生形变，之后第二滑板在第二滑柱上滑动到第二预定距离后，带动第一滑板在第一滑柱的耗能凸块上进行滑动，使得第二缓冲弹簧发生形变，通过第一缓冲弹簧、第二滑板和第二缓冲弹簧的梯级缓冲配合耗能凸块对竖向外力进行耗能缓冲；

S3、当切割头主体受到横向外力作用时，外力首先作用在防撞外板上，之后带动耗能移动柱与固定柱发生相对运动，同时带动第二耗能弹簧和第一耗能弹簧发生形变；

S4、当移动底板运动到第三预定距离后，防撞外板与第三耗能弹簧抵接并作用第三耗能弹簧发生形变，通过第一耗能弹簧、第二耗能弹簧和第三耗能弹簧的梯级耗能对横向外力进行耗能缓冲；

S5、同时在横向外力的作用下，多向转球在多向转槽发生转动，使得多个多向减压弹簧发生形变，可以配合第一耗能弹簧、第二耗能弹簧和第三耗能弹簧对外力进行耗能缓冲分压。

有益效果：本发明涉及一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法，通过设置在切割机器人切割头上的竖向防撞部件以及设置在竖向防撞部件内的内缓冲部件，可以在切割机器人切割头工作中与工件发生碰撞时，对竖向的碰撞外力进行缓冲耗能，从而避免切割头或工件的发生损伤，保护切割头的正常切割使用，同时在竖向防撞部件上设置横向防撞部件和多向防撞部件，可以对切割头受到的非横向的不定向撞击外力进行缓冲耗能分压，从而避免不定向外力对切割头造成损坏，可以在切割头工作以及闲置时对切割头形成不同方向上的防护，避免外物撞击造成切割头的损坏，保障切割头后续的正常工作。

附图说明

图1为本发明整体结构的立体图。

图2为本发明部分结构的立体图。

图3为本发明部分结构的爆炸图。

图4为本发明竖向防撞部件的立体图。

图5为本发明防撞外壳的立体图。

图6为本发明竖向防撞部件部分结构的立体图。

图7为本发明内缓冲部件的爆炸图。

图8为本发明多向防撞部件的立体图。

图9为本发明多向防撞部件的剖视图。

图10为本发明横向防撞部件的剖视图。

图中各附图标记为：1.切割头主体、2.竖向防撞部件、201.防撞外壳、202.固定限位板、203.防撞垫、204.内移动槽、205.第一移动柱、206.移动限位板、207.外移动槽、208.外连接杆、3.横向防撞部件、301.防撞外板、302.固定柱、303.耗能腔、304.移动底板、305.耗能移动柱、306.第一耗能弹簧、307.第二耗能弹簧、308.第三耗能弹簧、4.多向防撞部件、401.固定底座、402.多向转槽、403.多向转球、404.连接柱、405.固定板、406.多向减压弹簧、407.固定螺钉、5.顶端法兰盘、6.内缓冲部件、601.连接板、602.缓冲槽、603.缓冲滑块、604.第一缓冲弹簧、605.第一滑孔、606.第一滑柱、607.第一滑板、608.第二缓冲弹簧、609.耗能凸块、610.第二滑孔、611.第二滑柱、612.第二滑板、613.第三缓冲弹簧、7.内连接杆、8.Z型连接滑板。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如图1-图10所示，本发明公开了一种用于切割机器人切割头的防护装置及其防护方法。其中，一种用于切割机器人切割头的防护装置包括竖向防撞部件2、多组横向防撞部件3、多向防撞部件4和顶端法兰盘5。

如图1-图6所示，竖向防撞部件2连接于切割头主体1上，用于在切割头主体1受到侧向外力时对切割头主体1进行防护。

其中，竖向防撞部件2包括防撞外壳201、固定限位板202、防撞垫203、内移动槽204、第一移动柱205和移动限位板206。

防撞外壳201内形成有竖向缓冲腔，缓冲腔贯穿防撞外壳201靠近切割头主体1的一面，用于在切割头主体1受到竖向外力作用时，为切割头主体1提供移动缓冲的空间。

固定限位板202与防撞外壳201内壁固定连接，固定限位板202靠近切割头主体1的一面上连接有用于对切割头主体1进行撞击缓冲防护的防撞垫203，固定限位板202与防撞垫203中部对应开设有内移动槽204，固定限位板202固定在切割头主体1内，当切割头主体1受到竖向外力作用向防撞外壳201的竖向缓冲腔内移动到预定距离后会与防撞垫203发生碰撞，防撞垫203的设置可以对碰撞进行缓冲，从而在切割头主体1和固定限位板202之间形成防护，从而保护切割头主体1不受损坏。

第一移动柱205与内移动槽204相适配且通过内移动槽204与防撞垫203和固定限位板202滑动连接，第一移动柱205一端与切割头主体1相连接，当切割头主体1受到竖向外力作用向防撞外壳201的竖向缓冲腔内移动时，会带动第一移动柱205进行移动，使得第一移动柱205在内移动槽204内壁进行缓冲摩擦，可以对竖向外力进行一定的耗能缓冲。

移动限位板206连接于第一移动柱205另一端且面积大于内移动槽204的面积，第一移动柱205通过内移动槽204贯穿防撞垫203和固定限位板202，移动限位板206连接于第一移动柱205贯穿防撞垫203和固定限位板202的一端，同时移动限位板206的面积大于内移动槽204，可以避免第一移动柱205从防撞外壳201内滑脱，保证第一移动柱205的正常滑动，同时移动限位板206靠近固定限位板202的一面连接有减压垫，可以配合第一移动柱205的滑动和防撞垫203对外力进行耗能缓冲减压，从而避免撞击外力对切割头主体1造成损坏。

如图6-图7所示，竖向防撞部件2内对称设有一对用于配合竖向防撞部件2在切割头主体1受到竖向外力时对切割头主体1进行缓冲防护的内缓冲部件6

其中，内缓冲部件6包括连接板601、缓冲槽602、缓冲滑块603和一对第一缓冲弹簧604。

连接板601连接于防撞外壳201内壁上，连接板601内开设有缓冲槽602，连接板601与防撞外壳201远离切割头主体1的一端内壁固定连接，用于配合竖向防撞部件2对竖向外力进行缓冲耗能。

缓冲滑块603滑动设于缓冲槽602内，一对缓冲滑块603与第一移动柱205之间均连接有内连接杆7，缓冲滑块603上开设有第二滑孔610和一对第一滑孔605，当第一移动柱205发生移动时，可以通过一对内连接杆7同时带动一对缓冲滑块603进行移动，使得缓冲滑块603在缓冲槽602进行摩擦移动，可以配合第一移动柱205对外力进一步进行耗能。

一对第一缓冲弹簧604均连接于缓冲滑块603与缓冲槽602内壁之间，且一对第一缓冲弹簧604关于缓冲滑块603的中轴线对称设置，用于在缓冲滑块603移动时进行缓冲，当缓冲滑块603在缓冲槽602内滑动时会首先带动一对第一缓冲弹簧604发生形变，形变后的第一缓冲弹簧604可以配合缓冲滑块603的滑动对外力进行滑动分压。

如图7所示，另外，内缓冲部件6还包括一对第一滑柱606、一对第一滑板607、一对第二缓冲弹簧608和两组耗能凸块609。

其中，一对第一滑柱606均设于缓冲槽602内且与一对第一滑孔605相适配，一对第一滑柱606均通过第一滑孔605与缓冲滑块603滑动连接，使得缓冲滑块603在缓冲槽602内滑动的同时，缓冲滑块603可以通过第一滑孔605在一对第一滑柱606上移动。

一对第一滑板607分别滑动设于一对第一滑柱606上，一对第一滑板607与缓冲槽602内壁之间均连接有设于第一滑柱606外侧用于配合第一缓冲弹簧604进行缓冲防护的第二缓冲弹簧608，一对第一滑板607之间连接有协同移动板，正常状态下，一对第一滑板607与缓冲滑块603均存在一定的预定距离，当缓冲滑块603运动到一定的预定距离时可以带动一对第一滑板607在第一滑柱606进行滑动，当一对第一滑板607在第一滑柱606上滑动时又可以带动一对第二缓冲弹簧608发生形变，形变后的第二缓冲弹簧608与第一缓冲弹簧604形成梯级缓冲防护，从而提高对竖向外力的缓冲效果，进一步保护切割头主体1不受损坏。

两组耗能凸块609，分别固定连接于一对第一滑柱606外壁上，一对第一滑板607上均对应开设有多个面积小于耗能凸块609的耗能移动孔，第一滑板607为弹性材质，当缓冲滑块603带动一对第一滑板607在第一滑柱606上移动时，由于耗能移动孔面积小于耗能凸块609的面积，使得第一滑板607上的耗能移动孔发生扩张，耗能移动孔扩张之后可以使得第一滑板607在耗能凸块609上进行移动，通过耗能移动孔和耗能凸块609可以配合第一缓冲弹簧604和第二缓冲弹簧608进一步对竖向外力进行耗能缓冲，从而进一步对切割头主体1形成防护。

同时，内缓冲部件6还包括第二滑柱611、第二滑板612和第三缓冲弹簧613。

第二滑柱611连接于协同移动板与缓冲槽602内壁之间且与第二滑孔610相适配，缓冲滑块603通过第二滑孔610与第二滑柱611滑动连接。

第二滑板612滑动设于第二滑柱611上，第二滑板612设于缓冲滑块603与一对第一滑板607之间。

第三缓冲弹簧613连接于第二滑柱611与协同移动板之间，用于配合第一缓冲弹簧604和第二缓冲弹簧608进行缓冲防护，当缓冲滑块603在第二滑柱611上滑动到第一预定距离与第二滑板612抵接后，可以带动第二滑板612在第二滑柱611上移动，当第二滑板612在第二滑柱611上移动之后会带动第三缓冲弹簧613发生形变，从而通过第一缓冲弹簧604和第三缓冲弹簧613的形变可以更进一步的对竖向撞击外力进行缓冲分压，从而对切割头主体1形成更好的防护。

如图1-图10所示，多组横向防撞部件3均铰接于竖向防撞部件2外侧，用于配合竖向防撞部件2在切割头主体1受到侧向外力时对切割头主体1进行防护。

其中，横向防撞部件3包括防撞外板301、多个固定柱302、多个耗能腔303、多个移动底板304和多个耗能移动柱305。

防撞外板301铰接于防撞外壳201外侧用于在切割头主体1受到侧向外力时对切割头主体1进行防护，防撞外板301的设置可以使得横向外力作用在防撞外板301上，避免横向对切割头主体1造成损坏，防撞外板301可以根据防撞外壳201的面进行设置，本装置中防撞外壳201有四个面，因此防撞外板301设有四个，通过防撞外壳201四个面外侧的防撞外壳201的相互配合可以对防撞外壳201的四个面形成防护，从而无论在防撞外壳201哪个面的方向上受到撞击外力时都可以对防撞外壳201形成防护，进而对切割头主体1形成横向上更好的防护。

多个固定柱302均与防撞外壳201外壁固定连接，固定柱302内形成有耗能腔303，优选的，固定柱302设有四个，四个固定柱302对应设置在防撞外板301与防撞外壳201之间，且四个固定柱302的底面均与防撞外壳201外壁固定连接，每个固定柱302内均形成有用于移动底板304滑动的耗能腔303。

多个移动底板304分别对应滑动设于耗能腔303内，移动底板304一面连接有耗能移动柱305，固定柱302上端开设有与耗能移动柱305相适配的耗能移动槽，耗能移动柱305贯穿耗能移动槽的一端与防撞外板301固定连接，而耗能移动柱305另一端处于耗能腔303内部并与移动底板304固定连接，耗能移动柱305远离移动底板304的一端与防撞外板301固定连接，移动底板304与耗能腔303相适配，当防撞外板301受到外力撞击时，会带动耗能移动柱305进行移动，耗能移动柱305的移动是通过移动底板304在耗能腔303内滑动实现的，且移动底板304的面积大于耗能移动槽的面积，使得移动底板304可以正常在耗能腔303内移动，保证固定柱302、移动底板304和耗能移动柱305的正常工作。

如图10所示，横向防撞部件3还包括第一耗能弹簧306、第三耗能弹簧308和第二耗能弹簧307。

其中，第一耗能弹簧306连接于移动底板304与耗能腔303内壁之间，用于在耗能移动柱305受到外力移动时对外力进行耗能缓冲。

第二耗能弹簧307连接于防撞外板301与防撞外壳201之间，用于在防撞外板301受到撞击时对外力进行耗能缓冲，当防撞外板301受到外力撞击使得移动底板304带动耗能移动柱305进行移动时，会同时带动第一耗能弹簧306和第二耗能弹簧307发生形变，形变后的第一耗能弹簧306和第二耗能弹簧307可以对外力进行耗能缓冲，从而避免外力对防撞外壳201及防撞外壳201内的切割头主体1造成损坏。

第三耗能弹簧308连接于固定柱302上端且设于耗能移动柱305外侧，用于配合第一耗能弹簧306和第二耗能弹簧307对撞击外力形成梯级耗能缓冲，当移动底板304运动到第三预定距离后，防撞外板301与第三耗能弹簧308抵接，之后移动底板304如果继续在耗能腔303内移动则会作用第三耗能弹簧308发生形变，此时第三耗能弹簧308与第一耗能弹簧306和第二耗能弹簧307形成梯级耗能缓冲，可以进一步对外力进行耗能缓冲，从而进一步避免外力对防撞外壳201及防撞外壳201内的切割头主体1造成损坏。

如图1-图9所示，顶端法兰盘5用于连接切割机器人机械臂，顶端法兰盘5与竖向防撞部件2之间连接有用于在切割头主体1受到多向外力时对切割头主体1进行防护的多向防撞部件4。

其中，多向防撞部件4包括固定底座401、多向转槽402、多向转球403、连接柱404、多个固定板405、多个多向减压弹簧406和多个固定螺钉407。

固定底座401与顶端法兰盘5固定连接，固定底座401远离顶端法兰盘5的一面开设有多向转槽402，固定底座401用于连接多向防撞部件4和顶端法兰盘5，而多向防撞部件4可以对不同方向的外力进行缓冲分压，从而配合竖向防撞部件2、横向防撞部件3和内缓冲部件6对切割头主体1形成防护。

多向转球403转动设于多向转槽402内，多向转球403与防撞外壳201之间连接有连接柱404，当防撞外板301受到横向或非横向的不定向外力作用，造成防撞外壳201在竖直方向上发生角度偏移时，防撞外壳201会通过连接柱404带动多向转球403在多向转槽402内发生摩擦转动，从而可以配合横向防撞部件3对横向或非横向的不定向外力进行缓冲分压，进一步对切割头主体1形成防护。

多个固定板405，多个固定板405与固定底座401上均对应开设有固定螺纹槽，固定螺纹槽内螺纹连接有固定螺钉407，通过固定螺纹槽和固定螺钉407可以将固定板405与固定底座401固定，便于使用者对固定底座401和固定板405进行拆装。

多个多向减压弹簧406，分别连接于防撞外壳201与多个固定板405之间，用于配合多向转球403受到外力转动时对不同方向的外力进行缓冲分压，当防撞外壳201通过连接柱404带动多向转球403在多向转槽402内发生摩擦转动时，会同时带动多个多向减压弹簧406发生不同程度的形变，使得多向减压弹簧406和多向转球403配合对防撞外板301受到的横向或非横向的不定向外力进行缓冲分压。

如图1-图7所示，竖向防撞部件2还包括一对外移动槽207和外连接杆208。

其中，一对外移动槽207对称开设于防撞外壳201外壁上，且外移动槽207内壁上开设有插槽，插槽与缓冲腔相连通，一对外移动槽207与连接板601对应设置，同时一对连接板601靠近外移动槽207的一面均开设有协同移动槽。

外连接杆208设于防撞外壳201外侧，外连接杆208与一对缓冲滑块603之间均连接有Z型连接滑板8，Z型连接滑板8与插槽相适配，外连接杆208与防撞外壳201上分别对应开设有两组固定限位孔，当切割头主体1闲置时，使用者可以通过外连接杆208拉动Z型连接滑板8通过外移动槽207和协同移动槽滑入插槽内，当Z型连接滑板8通过外移动槽207和协同移动槽完全滑入插槽后，再将固定限位螺钉插入固定限位孔内将外连接杆208与防撞外壳201固定，此时在第一滑孔605的带动下，移动限位板206带动第一移动柱205和切割头主体1进入防撞外壳201内，可以在切割头主体1闲置时对切割头主体1进行防护，不仅可以避免切割头主体1限制时受到撞击损坏，也可以对切割头主体1形成防尘以及防水等保护，避免切割头主体1在闲置时发生损坏，保护切割头主体1的再次使用。

基于上述技术方案，本发明具体的工作过程如下：当切割头主体1受到竖向外力作用时，首先，切割头主体1带动第一移动柱205在防撞垫203和固定限位板202之间的内移动槽204内移动，之后，通过移动限位板206带动一对缓冲滑块603在缓冲槽602内滑动，同时带动第一缓冲弹簧604发生形变，此时缓冲滑块603通过第一滑孔605和第二滑孔610分别在第一滑柱606和第二滑柱611上滑动，当缓冲滑块603滑动到第一预定距离与第二滑板612抵接，并继续带动第二滑板612在第二滑柱611上滑动后会带动第三缓冲弹簧613发生形变，之后第二滑板612在第二滑柱611上滑动到第二预定距离后，会带动第一滑板607在第一滑柱606的耗能凸块609上进行滑动，使得第二缓冲弹簧608发生形变，通过第一缓冲弹簧604、第二滑板612和第二缓冲弹簧608的梯级缓冲配合耗能凸块609对竖向外力进行耗能缓冲。

当切割头主体1受到横向外力会非横向的不定向外力作用时，外力首先作用在防撞外板301上，之后带动耗能移动柱305与固定柱302发生相对运动，同时带动第二耗能弹簧307和第一耗能弹簧306发生形变，当移动底板304运动到第三预定距离后，防撞外板301与第三耗能弹簧308抵接并作用第三耗能弹簧308发生形变，通过第一耗能弹簧306、第二耗能弹簧307和第三耗能弹簧308的梯级耗能对横向外力进行耗能缓冲，同时在横向外力或非横向的不定向外力的作用下，多向转球403在多向转槽402发生转动，使得多个多向减压弹簧406发生形变，可以配合第一耗能弹簧306、第二耗能弹簧307和第三耗能弹簧308对外力进行耗能缓冲分压。

如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于，包括：

竖向防撞部件，连接于切割头主体上，用于在切割头主体受到侧向外力时对切割头主体进行防护，所述竖向防撞部件内对称设有一对用于配合竖向防撞部件在切割头主体受到竖向外力时对切割头主体进行缓冲防护的内缓冲部件；

多组横向防撞部件，铰接于竖向防撞部件外侧，用于配合竖向防撞部件在切割头主体受到侧向外力时对切割头主体进行防护；

顶端法兰盘，用于连接切割机器人机械臂，所述顶端法兰盘与竖向防撞部件之间连接有用于在切割头主体受到多向外力时对切割头主体进行防护的多向防撞部件。

2.根据权利要求1所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述竖向防撞部件包括：

防撞外壳，所述防撞外壳内形成有竖向缓冲腔；

固定限位板，与所述防撞外壳内壁固定连接，所述固定限位板靠近切割头主体的一面上连接有用于对切割头主体进行撞击缓冲防护的防撞垫，所述固定限位板与防撞垫中部对应开设有内移动槽；

第一移动柱，与所述内移动槽相适配且通过内移动槽与防撞垫和固定限位板滑动连接，所述第一移动柱一端与切割头主体相连接；

移动限位板，连接于所述第一移动柱另一端且面积大于内移动槽的面积。

3.根据权利要求1所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述内缓冲部件包括：

连接板，连接于所述防撞外壳内壁上，所述连接板内开设有缓冲槽；

缓冲滑块，滑动设于所述缓冲槽内，一对所述缓冲滑块与第一移动柱之间均连接有内连接杆，所述缓冲滑块上开设有第二滑孔和一对第一滑孔；

一对第一缓冲弹簧，连接于所述缓冲滑块与缓冲槽内壁之间，用于在缓冲滑块移动时进行缓冲。

4.根据权利要求3所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述内缓冲部件还包括：

一对第一滑柱，设于所述缓冲槽内且与一对第一滑孔相适配；

一对第一滑板，分别滑动设于一对所述第一滑柱上，一对所述第一滑板与缓冲槽内壁之间均连接有设于第一滑柱外侧用于配合第一缓冲弹簧进行缓冲防护的第二缓冲弹簧，一对所述第一滑板之间连接有协同移动板；

两组耗能凸块，分别固定连接于一对所述第一滑柱外壁上，一对所述第一滑板上均对应开设有多个面积小于耗能凸块的耗能移动孔。

5.根据权利要求4所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述内缓冲部件还包括：

第二滑柱，连接于所述协同移动板与缓冲槽内壁之间且与第二滑孔相适配；

第二滑板，滑动设于所述第二滑柱上；

第三缓冲弹簧，连接于所述第二滑柱与协同移动板之间，用于配合第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧进行缓冲防护。

6.根据权利要求1所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述横向防撞部件包括：

防撞外板，铰接于所述防撞外壳外侧用于在切割头主体受到侧向外力时对切割头主体进行防护；

多个固定柱，与所述防撞外壳外壁固定连接，所述固定柱内形成有耗能腔；

多个移动底板，分别对应滑动设于所述耗能腔内，所述移动底板一面连接有耗能移动柱，所述耗能移动柱远离移动底板的一端与防撞外板固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述横向防撞部件还包括：

第一耗能弹簧，连接于所述移动底板与耗能腔内壁之间，用于在耗能移动柱受到外力移动时对外力进行耗能缓冲；

第二耗能弹簧，连接于所述防撞外板与防撞外壳之间，用于在防撞外板受到撞击时对外力进行耗能缓冲；

第三耗能弹簧，连接于所述固定柱上端且设于耗能移动柱外侧，用于配合第一耗能弹簧和第二耗能弹簧对撞击外力形成梯级耗能缓冲。

8.根据权利要求1所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述多向防撞部件包括：

固定底座，与顶端法兰盘固定连接，所述固定底座远离顶端法兰盘的一面开设有多向转槽；

多向转球，转动设于多向转槽内，所述多向转球与防撞外壳之间连接有连接柱；

多个固定板，多个所述固定板与固定底座上均对应开设有固定螺纹槽，所述固定螺纹槽内螺纹连接有固定螺钉；

多个多向减压弹簧，分别连接于所述防撞外壳与多个固定板之间，用于配合多向转球受到外力转动时对不同方向的外力进行缓冲分压。

9.根据权利要求2所述的一种用于切割机器人切割头的防护装置，其特征在于：所述竖向防撞部件还包括：

一对外移动槽，对称开设于防撞外壳外壁上，且外移动槽内壁上开设有插槽，所述插槽与缓冲腔相连通；

外连接杆，设于防撞外壳外侧，所述外连接杆与一对缓冲滑块之间均连接有Z型连接滑板，所述Z型连接滑板与插槽相适配。

10.一种用于切割机器人切割头的防护装置的防护方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、当切割头主体受到竖向外力作用时，切割头主体带动第一移动柱在内移动槽内移动，通过移动限位板带动一对缓冲滑块在缓冲槽内滑动，同时带动第一缓冲弹簧发生形变；

S2、当缓冲滑块滑动到第一预定距离与第二滑板抵接后，带动第三缓冲弹簧发生形变，之后第二滑板在第二滑柱上滑动到第二预定距离后，带动第一滑板在第一滑柱的耗能凸块上进行滑动，使得第二缓冲弹簧发生形变；

S3、当切割头主体受到横向外力作用时，外力首先作用在防撞外板上，之后带动耗能移动柱与固定柱发生运动，同时带动第二耗能弹簧和第一耗能弹簧发生形变；

S4、当移动底板运动到第三预定距离后，防撞外板与第三耗能弹簧抵接并作用第三耗能弹簧发生形变；

S5、同时在横向外力的作用下，多向转球在多向转槽发生转动，使得多个多向减压弹簧发生形变，配合第一耗能弹簧、第二耗能弹簧和第三耗能弹簧对外力进行耗能缓冲分压。

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