CN114619188A - 一种环保型焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接机器人技术领域，且公开了一种环保型焊接机器人，所述转动机构包括固定杆，所述固定杆的一侧与所述机器人主体固定连接，所述固定杆的另一侧固定连接有定位外环，所述定位外环的内侧固定连接有定位内环；本发明通过设有转动机构、收集筒、抽气管，保证吸收焊接时的烟雾，焊接时焊接转轴带动焊枪与转动机构转动，转动机构带动收集筒转动，焊枪的底端会与收集筒之间产生位置差，利用转动机构内配重块随着焊接转轴转动升高产生的重力势能，当配重块带动转动环利用重力势能进行反向转动，此时收集筒随着转动环反向转动，转动到一定高度后进行固定，从而使得收集筒可以重新位于焊枪的上方，保证将焊枪产生的烟雾全部吸收。

Description

一种环保型焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，更具体地涉及一种环保型焊接机器人。

背景技术

焊接机器人是从事焊接的工业机器人，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域，为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器，焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的机器人。

焊接机器人在进行焊接时，会产生较多的烟雾，焊接烟雾被吸入体内会对身体较大的伤害，因此焊接机器人在使用时，一般会增加一个吸烟设备将烟雾吸入后排放到外界，焊接烟雾一般设置在焊接机器人的上方，但是焊接机器人的焊枪一般是一个弧形，因此其转动后进行使用时，焊接位置与吸烟位置香味距离增加，因此所产生的烟雾会有部分无法被抽出，仍会对工作人员的身体造成伤害，将焊接烟雾直接进行排放，一是烟雾内的有毒气体会对外界造成伤害，二是焊接时的温度较高，因此烟雾的无毒也较高，直接排放会对环境造成影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种环保型焊接机器人，本发明所要解决的技术问题是：焊接机器人在使用时无法将全部的烟雾进行吸收，且焊接烟雾直接排放会对环境造成影响。

一种环保型焊接机器人，包括机器人主体，还包括：

焊接转轴：所述焊接转轴的侧面和所述焊接转轴侧面的顶端固定连接；

转动机构：所述转动机构的侧面和所述焊接转轴的外侧固定连接；

净化机构：所述净化机构的顶端与所述机器人主体的底端固定连接；

动力机构：所述动力机构的侧面与所述净化机构的侧面固定连接

降温机构：所述降温机构的侧面和所述动力机构远离净化机构的侧面固定连接

焊枪：所述焊枪的侧面与所述焊接转轴的侧面固定连接

抽气管：所述抽气管的侧面与所述转动机构的内侧活动连接；

收集筒：所述收集筒的侧面与所述抽气管的侧面固定连接

所述转动机构包括固定杆，所述固定杆的一侧与所述机器人主体固定连接，所述固定杆的另一侧固定连接有定位外环，所述定位外环的内侧固定连接有定位内环，所述定位内环的顶端固定连接有固定块，所述固定块的顶端与定位外环内部的顶端固定连接。

进一步的，所述固定块的两侧固定连接有压力检测器，所述压力检测器的两侧固定连接有限位环，所述限位环的侧面活动连接有压力弹簧，所述压力弹簧的一侧与压力检测器固定连接，所述压力弹簧的另一侧固定连接有弧形滑块，所述弧形滑块远离定位外环的侧面固定连接有连接弧块，所述连接弧块远离弧形滑块的侧面固定连接有配重块，所述配重块的顶端固定连接有转动环，所述转动环的侧面开设有滑动槽，所述转动环的滑动槽内活动连接有固定外壳，所述固定外壳的侧面固定连接有连接板，所述连接板远离固定外壳的底端与焊接转轴的侧面固定连接，所述弧形滑块的内侧开设有滑槽，所述限位环位于弧形滑块的滑槽内，且所述限位环的侧面与弧形滑块的滑槽均较为光滑，二者表面粗糙度为：Ra0.005，减少弧形滑块相对于限位环时的摩擦损耗。

进一步的，所述固定外壳的侧面与连接板的侧面固定连接，所述固定外壳的内侧开设有安装槽，所述固定外壳的安装槽内固定连接有电磁铁，所述电磁铁的顶端活动连接有上弧块，所述电磁铁的底端活动连接有下弧块，所述上弧块的顶端与转动环滑动槽的顶端弧度相同，所述下弧块的底端和转动环滑动槽的底端弧度相同，所述电磁铁与下弧块均为磁性材料，所述上弧块顶端的厚度为固定外壳顶端厚度的两倍，下弧块底端的厚度为固定外壳底端厚度的两倍，减少上弧块与下弧块的移动距离，加快反应时间，减少上弧块、下弧块移动时对转动环的影响时间。

进一步的，两个所述压力检测器均可进行压力检测，一个所述压力检测器检测到压力值时，另一个所述压力检测器检测到十分之九的压力值时，控制电磁铁进行反向通电，所述配重块的重量应为弧形滑块重量的十倍。

进一步的，所述净化机构包括净化箱，所述净化箱的内部包括过滤网，电场网、收集板，所述过滤网、电场网、收集板按从收集筒的位置至动力机构的位置进行依次排列。

进一步的，所述降温机构包括降温室，所述降温室内部的底端固定连接有抽水机，所述抽水机的两侧固定连接有抽水管，所述抽水管的顶端固定连接有喷头，所述喷头位于降温室的内部，所述降温室的顶端固定连接有排气管，所述降温室的顶端为椭圆形。

进一步的，所述动力机构包括连接筒，所述净化箱的顶端固定连接有转动电机，所述转动电机的底端固定连接有转动轴，所述转动轴侧面的底端固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的外沿传动连接有第二齿轮，齿轮均匀相互啮合，所述第二齿轮的内部固定连接有风扇轴，所述风扇轴的侧面固定连接有抽气扇，所述风扇轴的两端活动连接有稳定板，两个所述稳定板的顶端与连接筒内部的顶端固定连接。

进一步的，所述抽气管的一侧与净化机构的顶端固定连接，所述抽气管的另一侧与收集筒的侧面固定连接，所述抽气管的侧面能够在转动机构的内侧进行移动，且所述抽气管可进行伸缩，所述收集筒的侧面与转动环的侧面固定连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有转动机构、收集筒、抽气管，保证吸收焊接时的烟雾，焊接时焊接转轴带动焊枪与转动机构转动，转动机构带动收集筒转动，焊枪的底端会与收集筒之间产生位置差，利用转动机构内配重块随着焊接转轴转动升高产生的重力势能，当配重块带动转动环利用重力势能进行反向转动，此时收集筒随着转动环反向转动，转动到一定高度后进行固定，从而使得收集筒可以重新位于焊枪的上方，保证将焊枪产生的烟雾全部吸收；

2、本发明通过设有净化机构、动力机构、降温机构，有利于对焊接时产生的烟雾进行净化处理，烟雾通过动力机构运转时产生的吸力由收集筒吸入到净化机构内，经过净化机构内的过滤网附加电荷后，再通过电场网进行收集，去除有毒有害物质，进入到降温机构内，通过降温室内的水却水进行降温后由排气管排放，所排放的气体无毒无害且温度较低，不会对外界环境造成影响；

3、本发明通过设有电磁铁、上弧块、下弧块、转动环，有利于对转动机构进行固定与放松，通过电磁铁正向通电，此时使得上弧块与下弧块向两侧进行移动，卡主转动机构的位置，而当电磁铁反向通电时，吸引上弧块、下弧块，固定转动机构的位置，通过电磁铁控制，速度较快，减少上弧块、下弧块移动时的影响。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的转动机构整体示意图。

图3为本发明的转动机构局部爆炸示意图。

图4为本发明的定位外环内部爆炸示意图。

图5为本发明的固定外壳内部结构示意图。

图6为本发明的净化机构内部示意图。

图7为本发明的动力机构内部示意图。

图8为本发明的降温机构内部示意图。

附图标记为：1、机器人主体；2、焊接转轴；3、转动机构；301、固定杆；302、连接板；303、定位外环；304、转动环；305、配重块；306、连接弧块；307、固定外壳；308、定位内环；309、固定块；310、压力检测器；311、限位环；312、压力弹簧；313、弧形滑块；314、电磁铁；315、上弧块；316、下弧块；4、净化机构；401、净化箱；402、过滤网；403、电场网；404、收集板；5、动力机构；501、连接筒；502、转动电机；503、转动轴；504、第一齿轮；505、第二齿轮；506、风扇轴；507、抽气扇；508、稳定板；6、降温机构；601、降温室；602、抽水机；603、抽水管；604、喷头；605、排气管；7、焊枪；8、收集筒；9、抽气管。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的环保型焊接机器人并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1、图2、图3、图4和图5，本发明提供了一种环保型焊接机器人，包括机器人主体1，还包括：

焊接转轴2：焊接转轴2的侧面和焊接转轴2侧面的顶端固定连接；

转动机构3：转动机构3的侧面和焊接转轴2的外侧固定连接。

转动机构3包括固定杆301，固定杆301的一侧与机器人主体1固定连接，固定杆301的另一侧固定连接有定位外环303，定位外环303的内侧固定连接有定位内环308，定位内环308的顶端固定连接有固定块309，固定块309的顶端与定位外环303内部的顶端固定连接，固定块309的两侧固定连接有压力检测器310，压力检测器310的两侧固定连接有限位环311，限位环311的侧面活动连接有压力弹簧312，压力弹簧312的一侧与压力检测器310固定连接，压力弹簧312的另一侧固定连接有弧形滑块(313)，弧形滑块313远离定位外环303的侧面固定连接有连接弧块306，连接弧块306远离弧形滑块313的侧面固定连接有配重块305，配重块305的顶端固定连接有转动环304，转动环304的侧面开设有滑动槽，转动环304的滑动槽内活动连接有固定外壳307，固定外壳307的侧面固定连接有连接板302，连接板302远离固定外壳307的底端与焊接转轴2的侧面固定连接。

通过上述技术方案，定位外环303与机器人主体1进行连接，转动环304通过固定外壳307、连接板302与焊接转轴2进行连接，从而使得二者可以相互进行转动，固定外壳307通过其内部的上弧块315与下弧块316将转动环304进行固定后，转动环304随着焊接转轴2转动，并带动弧形滑块313转动且压缩压力弹簧312并触发压力检测器310，当上弧块315与下弧块316松开转动环304后，受到配重块305的重力及压力弹簧312的弹力，使得转动环304反向转动，从而带动收集筒8转动，转动后再次将转动环304固定，从而使得收集筒8与焊枪7的位置一致。

参照图1和图6，净化机构4：净化机构4的顶端与机器人主体1的底端固定连接；净化机构4包括净化箱401，净化箱401的内部包括过滤网402，电场网403、收集板404，过滤网402、电场网403、收集板404按从收集筒8的位置到动力机构5的位置依次进行排列。

通过上述技术方案，能够对焊接烟雾进行浆化处理，过滤网402将焊接烟雾内的过滤网402进行初次过滤，过滤后的烟气通过电场网403进行附加电荷后，再通过收集板404进行收集，从净化箱401内所排出的气体为无毒无害的气体。

参照图1和图8，降温机构6：降温机构6的侧面和动力机构5远离净化机构4的侧面固定连接，降温机构6包括降温室601，降温室601内部的底端固定连接有抽水机602，抽水机602的两侧固定连接有抽水管603，抽水管603的顶端固定连接有喷头604，喷头604位于降温室601的内部，降温室601的顶端固定连接有排气管605，降温室601的顶端为椭圆形。

通过上述技术方案，能够降低焊接烟雾的温度，保证排出的气体不会对环境造成影响，气体进入到降温室601内后，通过抽水机602将降温室601内的冷却水抽入到抽水管603内通过喷头604喷出，对降温室601内的气体进行降温后通过排气管605排出，且降温室601的顶端为椭圆形，可以防止气体堆积在夹角处，保证喷头604所喷出的冷却水均能喷洒到降温室601内各处。

参照图1和图7，动力机构5：动力机构5的侧面与净化机构4的侧面固定连接，动力机构5包括连接筒501，净化箱401的顶端固定连接有转动电机502，转动电机502的底端固定连接有转动轴503，转动轴503侧面的底端固定连接有第一齿轮504，第一齿轮504的外沿传动连接有第二齿轮505，齿轮均匀相互啮合，第二齿轮505的内部固定连接有风扇轴506，风扇轴506的侧面固定连接有抽气扇507，风扇轴506的两端活动连接有稳定板508，两个稳定板508的顶端与连接筒501内部的顶端固定连接。

通过上述技术方案，能够保证收集筒8将焊枪7焊接时产生的烟雾所抽出，通过转动电机502控制转动轴503转动，转动轴503转动通过第一齿轮504、第二齿轮505、风扇轴506从而使得抽气扇507转动，抽气扇507转动时能进行抽气，且抽气扇507自身具有通风孔，方便烟雾流通。

参照图3和图5，固定外壳307的侧面与连接板302的侧面固定连接，固定外壳307的内侧开设有安装槽，固定外壳307的安装槽内固定连接有电磁铁314，电磁铁314的顶端活动连接有上弧块315，电磁铁314的底端活动连接有下弧块316，上弧块315的顶端与转动环304滑动槽的顶端弧度相同，下弧块316的底端和转动环304滑动槽的底端弧度相同，电磁铁314与下弧块316均为磁性材料。

通过上述技术方案，能够稳定固定转动环304的位置，电磁铁314正相通电时使得上弧块315与下弧块316向外侧移动，从而固定电磁铁314的位置，电磁铁314反向通电时，将上弧块315与下弧块316向内侧吸引，从而松开转动环304，使其能够转动，且上弧块315的顶端跟下弧块316的底端分别与转动环304的滑槽相配合，进行固定时更加稳定。

参照图4，两个压力检测器310均可进行压力检测，一个压力检测器310检测到压力值时，另一个压力检测器310检测到十分之九的压力值时，控制电磁铁314进行反向通电，配重块305的重量应为弧形滑块313重量的十倍。

通过上述技术方案，两个压力检测器310的型号为：JHBM-H1，两个压力检测器310存在有压力差，连接弧块306受到压力弹簧312的弹力与配重块305的重力作用进行反向转动时，弧形滑块313与限位环311之间及弧形滑块313与配重块305、定位内环308之间会产生摩擦损耗，摩擦损耗应小于压力差，从而保证另一侧的压力检测器310能够检测到，从而控制电磁铁314开启，配重块305的重量较大，因此转动时的重力较多，会远大与摩擦损耗，从而保证十分之一的压力差能触发压力检测器310。

参照图1，焊枪7：焊枪7的侧面与焊接转轴2的侧面固定连接；

抽气管9：抽气管9的侧面与转动机构3的内侧活动连接；

收集筒8：收集筒8的侧面与抽气管9的侧面固定连接；

抽气管9的一侧与净化机构4的顶端固定连接，抽气管9的另一侧与收集筒8的侧面固定连接，抽气管9的侧面能够在转动机构3的内侧进行移动，且抽气管9可进行伸缩，收集筒8的侧面与转动环304的侧面固定连接。

通过上述技术方案，保证收集筒8能够随着转动环304进行移动，且抽气管9自身不会对连接板302、焊接转轴2的转动造成影响，收集筒8靠近焊枪7的位置，可以在第一时间将焊枪7焊接时产生的烟雾进行吸收，能够保证工作环境。

工作原理：S1、机器人主体1进行焊接时，当机器人主体1控制焊接转轴2进行转动时，焊接转轴2会带动连接板302与焊枪7进行转动，此时焊枪7的底端偏向于一侧，焊接转轴2转动时，电磁铁314正向通电，此时将上弧块315与下弧块316向两次推出，此时固定转动环304的位置，从而使得连接板302带动转动环304随焊接转轴2进行转动，且转动环304转动带动连接弧块306转动，连接弧块306转动带动弧形滑块313转动，并压缩一侧的弧形滑块313，压力检测器310感受到压力；

S2、焊枪7移动到预设位置，准备进行焊接时，电磁铁314反向通电，此时电磁铁314将上弧块315与下弧块316向内侧吸引，从而将转动环304松开，此时被压缩的压力弹簧312释放弹力，弧形滑块313通过连接弧块306推动配重块305移动，并且被升高的配重块305受到重力的作用向下移动，并且弧形滑块313会绕限位环311转动，从而使得配重块305反向转动并带动收集筒8转动，并且压缩另一侧的压力弹簧312，另一侧的连接板302检测到压力为上次压力的十分之九时，电磁铁314正向通电，带动上弧块315与下弧块316移动后固定转动环304，此时转动环304带动收集筒8与转动后的焊枪7处于同向，从而能够完全吸收焊枪7焊接时的烟雾；

S3、启动转动电机502，转动电机502启动带动转动轴503转动，转动轴503通过第一齿轮504带动第二齿轮505转动，从而使得第二齿轮505转动带动风扇轴506转动，风扇轴506转动带动抽气扇507转动产生吸力，第一齿轮504所产生的吸力通过净化机构4与抽气管9带到收集筒8出，收集筒8可将烟雾进行吸收，烟雾进入到净化箱401内，通过过滤网402进行初次过滤，由电场网403使其带上电荷后，再通过收集板404进行收集，去除其内部的有毒有害气体；

S4、无毒无害的焊接烟雾进入到降温室601内，通过抽水机602将冷却水吸入到抽水管603内，再通过喷头604喷出使得烟雾气体进行降温后，在通过排气管605排出，使其不会对外界环境造成影响，焊接过程更加环保。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保型焊接机器人，包括机器人主体(1)，其特征在于，还包括：

焊接转轴(2)：所述焊接转轴(2)的侧面和所述焊接转轴(2)侧面的顶端固定连接；

转动机构(3)：所述转动机构(3)的侧面和所述焊接转轴(2)的外侧固定连接；

净化机构(4)：所述净化机构(4)的顶端与所述机器人主体(1)的底端固定连接；

动力机构(5)：所述动力机构(5)的侧面与所述净化机构(4)的侧面固定连接

降温机构(6)：所述降温机构(6)的侧面和所述动力机构(5)远离净化机构(4)的侧面固定连接；

焊枪(7)：所述焊枪(7)的侧面与所述焊接转轴(2)的侧面固定连接抽气管(9)：所述抽气管(9)的侧面与所述转动机构(3)的内侧活动连接；

收集筒(8)：所述收集筒(8)的侧面与所述抽气管(9)的侧面固定连接；

所述转动机构(3)包括固定杆(301)，所述固定杆(301)的一侧与所述机器人主体(1)固定连接，所述固定杆(301)的另一侧固定连接有定位外环(303)，所述定位外环(303)的内侧固定连接有定位内环(308)，所述定位内环(308)的顶端固定连接有固定块(309)，所述固定块(309)的顶端与定位外环(303)内部的顶端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：所述固定块(309)的两侧固定连接有压力检测器(310)，所述压力检测器(310)的两侧固定连接有限位环(311)，所述限位环(311)的侧面活动连接有压力弹簧(312)，所述压力弹簧(312)的一侧与压力检测器(310)固定连接，所述压力弹簧(312)的另一侧固定连接有弧形滑块(313)，所述弧形滑块(313)远离定位外环(303)的侧面固定连接有连接弧块(306)，所述连接弧块(306)远离弧形滑块(313)的侧面固定连接有配重块(305)，所述配重块(305)的顶端固定连接有转动环(304)，所述转动环(304)的侧面开设有滑动槽，所述转动环(304)的滑动槽内活动连接有固定外壳(307)，所述固定外壳(307)的侧面固定连接有连接板(302)，所述连接板(302)远离固定外壳(307)的底端与焊接转轴(2)的侧面固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：所述固定外壳(307)的侧面与连接板(302)的侧面固定连接，所述固定外壳(307)的内侧开设有安装槽，所述固定外壳(307)的安装槽内固定连接有电磁铁(314)，所述电磁铁(314)的顶端活动连接有上弧块(315)，所述电磁铁(314)的底端活动连接有下弧块(316)，所述上弧块(315)的顶端与转动环(304)滑动槽的顶端弧度相同，所述下弧块(316)的底端和转动环(304)滑动槽的底端弧度相同，所述电磁铁(314)与下弧块(316)均为磁性材料。

4.根据权利要求3所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：两个所述压力检测器(310)均可进行压力检测，一个所述压力检测器(310)检测到压力值时，另一个所述压力检测器(310)检测到十分之九的压力值时，控制电磁铁(314)进行反向通电，所述配重块(305)的重量应为弧形滑块(313)重量的十倍。

5.根据权利要求1所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：所述净化机构(4)包括净化箱(401)，所述净化箱(401)内部的一端固定连接有过滤网(402)，所述净化箱(401)内部的另一端固定连接有收集板(404)，所述净化箱(401)内侧的中部固定连接有电场网(403)，所述收集筒(8)的底端与净化箱(401)远离电场网(403)的顶端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：所述降温机构(6)包括降温室(601)，所述降温室(601)内部的底端固定连接有抽水机(602)，所述抽水机(602)的两侧固定连接有抽水管(603)，所述抽水管(603)的顶端固定连接有喷头(604)，所述喷头(604)位于降温室(601)的内部，所述降温室(601)的顶端固定连接有排气管(605)，所述降温室(601)的顶端为椭圆形。

7.根据权利要求5所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：所述动力机构(5)包括连接筒(501)，所述净化箱(401)的顶端固定连接有转动电机(502)，所述转动电机(502)的底端固定连接有转动轴(503)，所述转动轴(503)侧面的底端固定连接有第一齿轮(504)，所述第一齿轮(504)的外沿传动连接有第二齿轮(505)，齿轮均匀相互啮合，所述第二齿轮(505)的内部固定连接有风扇轴(506)，所述风扇轴(506)的侧面固定连接有抽气扇(507)，所述风扇轴(506)的两端活动连接有稳定板(508)，两个所述稳定板(508)的顶端与连接筒(501)内部的顶端固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种环保型焊接机器人，其特征在于：所述抽气管(9)的一侧与净化机构(4)的顶端固定连接，所述抽气管(9)的另一侧与收集筒(8)的侧面固定连接，所述抽气管(9)的侧面能够在转动机构(3)的内侧进行移动，且所述抽气管(9)可进行伸缩，所述收集筒(8)的侧面与转动环(304)的侧面固定连接。

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