CN113829391B - 大行程工业机器人防坠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大行程工业机器人防坠装置。包括固定座、活动座、卡接件、压气件和驱动件；活动座插接在固定座内，固定座侧端安装有与活动座啮合的传动件。上述大行程工业机器人防坠装置，通过在压气件内设置曲轴活塞机构来根据活动座的移动对空气进行驱动，使空气进入到气压腔内，且气压腔通过出气孔与外界连通，以此来保证气压腔内气压稳定，当机械臂快速坠落时会带动活动座快速移动，从而使得曲轴活塞机构加速将空气压入气压腔，气压腔内的空气无法通过出气孔快速排出导致其内气压增大，驱动件检测到该气压达到预定值，便会运行驱动其活动端插入活动座内对活动座进行固定，防止机械臂坠落造成损失，且安全性更好。

Description

大行程工业机器人防坠装置

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别是涉及一种大行程工业机器人防坠装置。

背景技术

工业机器人是用于制造生产的机器人系统。传统的工业机器人通过多轴向组合运动从而构成大行程机器人，但传统的大行程机器人缺少机械性防护机构，例如机器人移动时机械臂猛然掉落，对该机械臂进行紧急定位的装置，存在一定安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对传统的大行程机器人缺少防坠落机构，安全性差的问题，提供一种可用于大行程机器人上并可防坠落，安全性强的大行程工业机器人防坠装置。

一种大行程工业机器人防坠装置，包括固定座、活动座、卡接件、压气件和驱动件；所述活动座插接在固定座内，所述固定座侧端安装有与活动座啮合的传动件；所述卡接件和所述压气件均安装在固定座的侧壁上，所述卡接件内部与固定座之间构成一个气压腔，所述卡接件上开设有与气压腔连通的出气孔；所述压气件内设有曲轴活塞机构，所述曲轴活塞机构的一端与传动件传动连接，所述曲轴活塞机构的另一端卡接在压气件的一端，且压气件的该端通过输气管与气压腔连通；所述驱动件安装在卡接件上，所述驱动件可对气压腔内气压进行检测，且依次控制其活动端依次贯穿卡接件和固定座插入活动座内。

进一步的，所述活动座上相对的两侧均开设有限位槽，所述限位槽的底面纵向间隔设置有多个限位筋，所述活动座的另外两侧壁上纵向间隔开设有多个限位孔。

进一步的，所述传动件包括转轴和卡块；所述转轴横向安装在固定座侧壁上开设的安装口内，且转轴的两端活动贯穿固定座，所述卡块套设在转轴上，且其一侧卡接在限位槽内；所述卡块呈圆形柱状结构设置，且其圆周面上间隔开设有多个与限位筋相匹配的卡槽。

进一步的，所述限位槽的截面为等腰梯形，且该等腰梯形的底边位于活动座的侧壁；所述卡块的外圈与两端连接处设有与等腰梯形斜边相贴合的斜面。

进一步的，所述卡块的两端与安装口的两侧端之间通过轴承连接。

进一步的，所述驱动件包括电机、限位杆和气压传感器；所述气压传感器位于气压腔内，并通过控制单元与电机电连接；所述限位杆贯穿卡接在卡接件和固定座内，所述限位杆内部中空，并设置有螺纹，所述电机输出轴上设有与限位杆内壁相匹配的螺纹。

进一步的，所述卡接件由两个相互套接的壳体构成，两个壳体之间构成所述气压腔，最里面的壳体与固定座之间构成储藏腔，所述储藏腔的一端与一个限位孔相对；所述出气孔开设在最外面的壳体上。

进一步的，所述驱动架还包括插块，所述插块卡接在储藏腔内，所述插块套设在限位杆上；所述插块内圈远离活动座的一端凸出，所述限位杆外圈靠近活动座的一端凸出并与插块内圈的凸出相卡合；所述插块与储藏腔的底面通过弹簧弹性连接。

进一步的，所述压气件包括安装腔、进气腔、出气腔和所述曲轴活塞机构；所述曲轴活塞机构安装在安装腔内，所述曲轴活塞机构的曲轴一端与转轴传动连接，所述曲轴活塞机构的活塞一端卡接在安装腔与进气腔和出气腔连通的一端；所述进气腔和所述出气腔内均铰接有密封盖，所述进气腔内的密封盖远离曲轴活塞机构的一面与腔体内壁相贴合，所述出气腔内的密封盖靠近曲轴活塞机构的一面与腔体内壁相贴合。

进一步的，所述曲轴活塞机构包括曲轴和活塞件；所述曲轴的两端分别活动贯穿安装腔的两侧，所述活塞件的一端套接在曲轴的中间弯曲部上，所述活塞件的另一端活动卡接在安装腔与进气腔和出气腔连通的一端。

上述大行程工业机器人防坠装置，通过在压气件内设置曲轴活塞机构来根据活动座的移动对空气进行驱动，使空气进入到气压腔内，且气压腔通过出气孔与外界连通，以此来保证气压腔内气压稳定，当机械臂快速坠落时会带动活动座快速移动，从而使得曲轴活塞机构加速将空气压入气压腔，气压腔内的空气无法通过出气孔快速排出导致其内气压增大，驱动件检测到该气压达到预定值，便会运行驱动其活动端插入活动座内对活动座进行固定，防止机械臂坠落造成损失，且安全性更好。

附图说明

图1为防坠装置的立体结构示意图；

图2为防坠装置的剖面结构示意图；

图3为传动件的剖面结构示意图；

图4为驱动件的剖面结构示意图；

图5为压气件的剖面结构示意图。

图中：100、固定座；200、活动座；210、限位槽；220、限位筋；230、限位孔；231、倒角；300、传动件；310、转轴；320、卡块；321、卡槽；330、轴承；400、卡接件；410、气压腔；420、储藏腔；430、出气孔；500、压气件；510、安装腔；520、进气腔；530、出气腔；540、曲轴；550、活塞件；560、密封盖；600、驱动件；610、电机；620、限位杆；630、气压传感器；640、插块；650、弹簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种大行程工业机器人防坠装置，包括固定座100、活动座200、卡接件400、压气件500和驱动件600；活动座200插接在固定座100内，固定座100侧端安装有与活动座200啮合的传动件300；卡接件400和压气件500均安装在固定座100的侧壁上，卡接件400内部与固定座100之间构成一个气压腔410，卡接件400上开设有与气压腔410连通的出气孔430；压气件500内设有曲轴活塞机构，曲轴活塞机构的一端与传动件300传动连接，曲轴活塞机构的另一端卡接在压气件500的一端，且压气件500的该端通过输气管与气压腔410连通；驱动件600安装在卡接件400上，驱动件600可对气压腔410内气压进行检测，且依次控制其活动端依次贯穿卡接件400和固定座100插入活动座200内。

上述大行程工业机器人防坠装置在使用时，将固定座100固定在机器人的横向轴移动端上，将活动座200与机械臂纵向活动端连接。由此，当机械臂横向移动时，该装置整体也一起做横向移动，当机械臂纵向移动来对物件进行夹持操作时，活动座200会在固定座100内移动，并使传动件300转动，从而带动压气件500内的曲轴活塞机构运行，并将空气压缩向卡接件400的气压腔410内。此时气压腔410内的空气会随卡接件400上开设的出气孔430流出，以此来避免气压腔410内的气压变大。当机械臂发生故障导致快速坠落时，活动座200会带动传动件300快速转动，从而使得压气件500内的曲轴活塞机构快速的将空气压入气压腔410内，而卡接件400上的出气孔430不足以对其内的空气进行快速排出，因此当驱动件600检测到气压腔410内的压强达到阈值时，其活动端会向活动座200移动，并插入活动座200内，以此来对活动座200进行限位，避免机械臂发生坠落造成损失。

上述大行程工业机器人防坠装置，通过在压气件500内设置曲轴活塞机构来根据活动座200的移动对空气进行驱动，使空气进入到气压腔410内，且气压腔410通过出气孔430与外界连通，以此来保证气压腔410内气压稳定，当机械臂快速坠落时会带动活动座200快速移动，从而使得曲轴活塞机构加速将空气压入气压腔410，气压腔410内的空气无法通过出气孔430快速排出导致其内气压增大，驱动件600检测到该气压达到预定值，便会运行驱动其活动端插入活动座200内对活动座200进行固定，防止机械臂坠落造成损失，且安全性更好。

如图3所示，在本实施例中，活动座200上相对的两侧均开设有限位槽210，限位槽210的底面纵向间隔设置有多个限位筋220，活动座200的另外两侧壁上纵向间隔开设有多个限位孔230。

在本实施例中，传动件300包括转轴310和卡块320；转轴310横向安装在固定座100侧壁上开设的安装口内，且转轴310的两端活动贯穿固定座100，卡块320套设在转轴310上，且其一侧卡接在限位槽210内；卡块320呈圆形柱状结构设置，且其圆周面上间隔开设有多个与限位筋220相匹配的卡槽321。

在本实施例中，限位槽210的截面为等腰梯形，且该等腰梯形的底边位于活动座200的侧壁；卡块320的外圈与两端连接处设有与等腰梯形斜边相贴合的斜面。

上述限位槽210的截面设置为等腰梯形，卡块320的表面与该等腰梯形相匹配，使得活动座200与传动件300之间卡接准确且不易发生偏移。

在本实施例中，卡块320的两端与安装口的两侧端之间通过轴承330连接。且轴承330的两端分别与卡块320和安装口的侧端连接，该轴承330可在活动座200发生偏转或歪斜时对卡块320进行限位，从而避免活动座200的歪斜。

如图4所示，在本实施例中，驱动件600包括电机610、限位杆620和气压传感器630；气压传感器630位于气压腔410内，并通过控制单元与电机610电连接；限位杆620贯穿卡接在卡接件400和固定座100内，限位杆620内部中空，并设置有螺纹，电机610输出轴上设有与限位杆620内壁相匹配的螺纹。

上述电机610运行时，其输出端旋转会带动限位杆620旋转，而限位杆620卡接在卡接件400和固定座100内，且其不能发生旋转，从而使得限位杆620受螺纹影响向靠近活动座200的方向移动或远离活动座200的方向移动。

在本实施例中，卡接件400由两个相互套接的壳体构成，两个壳体之间构成气压腔410，最里面的壳体与固定座100之间构成储藏腔420，储藏腔420的一端与一个限位孔230相对；出气孔430开设在最外面的壳体上。

在本实施例中，驱动架还包括插块640，插块640卡接在储藏腔420内，插块640套设在限位杆620上；插块640内圈远离活动座200的一端凸出，限位杆620外圈靠近活动座200的一端凸出并与插块640内圈的凸出相卡合；插块640与储藏腔420的底面通过弹簧650弹性连接。

上述限位孔230的端部设有倒角231，当限位杆620向限位孔230移动时，套接在限位杆620上的插块640也会随之一并移动，通过倒角231的设置，限位杆620会先与倒角231抵触，然后再插入到限位孔230内，而插块640也会受弹簧650的影响插入限位孔230的倒角231处，用以对活动座200进行辅助限位。

如图5所示，在本实施例中，压气件500包括安装腔510、进气腔520、出气腔530和曲轴活塞机构；曲轴活塞机构安装在安装腔510内，曲轴活塞机构的曲轴540一端与转轴310传动连接，曲轴活塞机构的活塞一端卡接在安装腔510与进气腔520和出气腔530连通的一端；进气腔520和出气腔530内均铰接有密封盖560，进气腔520内的密封盖560远离曲轴活塞机构的一面与腔体内壁相贴合，出气腔530内的密封盖560靠近曲轴活塞机构的一面与腔体内壁相贴合。

在本实施例中，曲轴活塞机构包括曲轴540和活塞件550；曲轴540的两端分别活动贯穿安装腔510的两侧，活塞件550的一端套接在曲轴540的中间弯曲部上，活塞件550的另一端活动卡接在安装腔510与进气腔520和出气腔530连通的一端。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，包括固定座、活动座、卡接件、压气件和驱动件；所述活动座插接在固定座内，所述固定座侧端安装有与活动座啮合的传动件；所述卡接件和所述压气件均安装在固定座的侧壁上，所述卡接件内部与固定座之间构成一个气压腔，所述卡接件上开设有与气压腔连通的出气孔；所述压气件内设有曲轴活塞机构，所述曲轴活塞机构的一端与传动件传动连接，所述曲轴活塞机构的另一端卡接在压气件的一端，且压气件的该端通过输气管与气压腔连通；所述驱动件安装在卡接件上，所述驱动件可对气压腔内气压进行检测，且依次控制其活动端依次贯穿卡接件和固定座插入活动座内；

所述压气件包括安装腔、进气腔、出气腔和所述曲轴活塞机构；所述曲轴活塞机构安装在安装腔内，所述曲轴活塞机构的曲轴一端与转轴传动连接，所述曲轴活塞机构的活塞一端卡接在安装腔与进气腔和出气腔连通的一端；所述进气腔和所述出气腔内均铰接有密封盖，所述进气腔内的密封盖远离曲轴活塞机构的一面与腔体内壁相贴合，所述出气腔内的密封盖靠近曲轴活塞机构的一面与腔体内壁相贴合；

所述驱动件包括电机、限位杆和气压传感器；所述气压传感器位于气压腔内，并通过控制单元与电机电连接；所述限位杆贯穿卡接在卡接件和固定座内，所述限位杆内部中空，并设置有螺纹，所述电机输出轴上设有与限位杆内壁相匹配的螺纹。

2.根据权利要求1所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述活动座上相对的两侧均开设有限位槽，所述限位槽的底面纵向间隔设置有多个限位筋，所述活动座的另外两侧壁上纵向间隔开设有多个限位孔。

3.根据权利要求2所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述传动件包括转轴和卡块；所述转轴横向安装在固定座侧壁上开设的安装口内，且转轴的两端活动贯穿固定座，所述卡块套设在转轴上，且其一侧卡接在限位槽内；所述卡块呈圆形柱状结构设置，且其圆周面上间隔开设有多个与限位筋相匹配的卡槽。

4.根据权利要求3所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述限位槽的截面为等腰梯形，且该等腰梯形的底边位于活动座的侧壁；所述卡块的外圈与两端连接处设有与等腰梯形斜边相贴合的斜面。

5.根据权利要求3所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述卡块的两端与安装口的两侧端之间通过轴承连接。

6.根据权利要求1所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述卡接件由两个相互套接的壳体构成，两个壳体之间构成所述气压腔，最里面的壳体与固定座之间构成储藏腔，所述储藏腔的一端与一个限位孔相对；所述出气孔开设在最外面的壳体上。

7.根据权利要求6所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述驱动件还包括插块，所述插块卡接在储藏腔内，所述插块套设在限位杆上；所述插块内圈远离活动座的一端凸出，所述限位杆外圈靠近活动座的一端凸出并与插块内圈的凸出相卡合；所述插块与储藏腔的底面通过弹簧弹性连接。

8.根据权利要求1所述的大行程工业机器人防坠装置，其特征在于，所述曲轴活塞机构包括曲轴和活塞件；所述曲轴的两端分别活动贯穿安装腔的两侧，所述活塞件的一端套接在曲轴的中间弯曲部上，所述活塞件的另一端活动卡接在安装腔与进气腔和出气腔连通的一端。

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