CN117532656A - 密封结构和工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种密封结构，包括臂部、设于所述臂部的腕部、设于所述腕部的手部；所述手部包括固定于所述腕部的第一谐波减速机，所述第一谐波减速机用于驱动所述手部转动。所述手部还包括与所述第一谐波减速机的输出端固定连接的外接法兰、套设于所述第一谐波减速机外的减速机护罩、以及设于所述外接法兰和所述减速机护罩之间的第一骨架油封；所述减速机护罩与所述腕部固定连接。所述外接法兰经高温淬火热处理和/或对所述外接法兰的外圆表面进行表面精磨处理。还提供一种包括上述密封结构的工业机器人。本发明提供的密封结构和工业机器人，能够有效避免异物对工业机器人的损害，延长密封结构的使用寿命，且结构简单，成本低，易于拆装和维护。

Description

密封结构和工业机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人密封技术领域，特别是涉及一种密封结构和工业机器人。

背景技术

目前，工业机器人已经广泛应用于各行各业，在喷涂、打磨、焊接等工作环境恶劣的应用场景中，机器人可以代替人工，极大地节约人工成本，但这对于机器人的防护性和密封性提出了更高的要求。密封性不达标，喷涂的粉尘、颗粒、打磨的金属屑、冷却液等有可能进入机器人本体内部，严重损坏关节的运动功能。

现有技术中虽然存在机器人的密封结构，但大多数的密封结构等级都不够高，面临特殊恶劣的应用场景时，仍无法保证机器人的密封性能，致使很多机器人的手部、腕部的减速机的使用寿命大幅度缩短，导致机器人的维修成本大幅度增加，机器人的频繁维修也严重影响生产工作的正常进行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种密封结构和工业机器人，以解决现有技术中的密封性能不佳导致的机器人手部和腕部的减速机的使用寿命大幅度缩短的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种密封结构，包括臂部、设于所述臂部的腕部、设于所述腕部的手部；所述手部包括固定于所述腕部的第一谐波减速机，所述第一谐波减速机用于驱动所述手部转动；所述手部还包括与所述第一谐波减速机的输出端固定连接的外接法兰、套设于所述第一谐波减速机外的减速机护罩、以及设于所述外接法兰和所述减速机护罩之间的第一骨架油封；所述减速机护罩与所述腕部固定连接。

对上述技术方案的进一步改进是：

所述外接法兰经高温淬火热处理和/或对所述外接法兰的外圆表面进行表面精磨处理。

所述减速机护罩与所述腕部之间设有护罩密封圈。

所述外接法兰和所述第一谐波减速机的输出端之间设有外接法兰密封圈；所述外接法兰与所述第一谐波减速机通过连接件固定连接，所述连接件的根部涂有密封胶。

所述腕部包括与所述臂部固定连接的手腕、固定于所述臂部的第二谐波减速机、固定于所述第二谐波减速机的腕部密封法兰、设于所述手腕内并套设于所述腕部密封法兰外圆表面的第二骨架油封；所述第二谐波减速机用于驱动所述手腕转动。

所述腕部密封法兰经高温淬火热处理和/或对所述腕部密封法兰的外圆表面进行表面精磨处理。

所述第二谐波减速机包括第二波发生器、第二刚轮组件和第二柔轮组件；所述腕部密封法兰与所述第二刚轮组件固定连接，所述第二柔轮组件与所述手腕固定连接。

所述腕部密封法兰与所述第二刚轮组件的接触面涂有密封胶；所述第二柔轮组件与所述手腕的接触面涂有密封胶。

所述第一谐波减速机和所述第二谐波减速机均为自密封式谐波减速机。

本发明还提供了一种工业机器人，包括上述的密封结构。

根据本发明的技术方案可知，本发明的密封结构在第一谐波减速机的外部增设了减速机护罩、外接法兰、以及设置于所述减速机护罩和外接法兰之间的第一骨架油封，上述密封结构将整个第一谐波减速机罩设在内部，有效防止了外部恶劣环境对第一谐波减速机的影响，避免异物进入第一谐波减速机内部。第一骨架油封与外接法兰之间形成了动密封结构，且第一骨架密封既能防止外部异物进入第一谐波减速机，同时也能够防止第一谐波减速机内部的油脂向外泄露。本发明的密封结构具有结构紧凑、外形美观的特点，其能够避免第一谐波减速机暴露在恶劣的外部环境之中，且能够减少第一谐波减速机与外界的接触，避免第一谐波减速机的外表面生锈导致的对产品外观及性能的影响，且其结构简单、制造成本低、易于拆装和维护。本发明的工业机器人由于采用了上述的密封结构，能够有效延长第一谐波减速机的使用寿命，减少维修成本的支出，减少维修时间，保证生产工作的正常进行。

附图说明

图1为本发明实施例的密封结构的外部结构示意图。

图2为本发明实施例1的密封结构的分解结构示意图。

图3为本发明实施例2的密封结构拆除臂部和腕部护罩后的结构示意图。

图4为本发明实施例1的密封结构的剖视结构示意图。

图5为本发明实施例2的腕部结构的剖视结构示意图。

附图中各标号的含义为：

1-手部；2-腕部；3-臂部；11-外接法兰；111-外接法兰密封圈；12-第一骨架油封；13-减速机护罩；131-护罩密封圈；14-第一谐波减速机；141-第一波发生器；142-第一刚轮组件；143-第一刚轮密封圈；144-第一柔轮组件；145-第一柔轮骨架油封；15-第一电机固定法兰；151-第一电机固定法兰密封圈；16-第一电机；17-法兰连接件；21-第二谐波减速机；211-第二波发生器；212-第二柔轮组件；213-第二刚轮组件；214-第二刚轮密封圈；215-减速机安装法兰；22-腕部密封法兰；23-手腕；24-第二电机；25-皮带传动结构；26-第二骨架油封；27-减速机侧盖；28-侧盖连接件；29-密封垫。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1：如图1至图4所示，本实施例的密封结构，包括臂部3、设于所述臂部3的腕部2、和设于所述腕部2的手部1。所述手部1包括固定于所述腕部2的第一谐波减速机14、与所述第一谐波减速机14的输出端固定连接的外接法兰11、套设于所述第一谐波减速机14外的减速机护罩13、以及设于所述外接法兰11和所述减速机护罩13之间的第一骨架油封12。所述减速机护罩13与所述腕部2固定连接，所述第一谐波减速机14用于驱动所述手部1转动，所述第一骨架油封12为双唇口骨架油封。

如图2至图4所示，所述手部1还包括第一电机16固定法兰15和固定于所述第一电机16固定法兰15的第一电机16。所述第一电机16固定法兰15固定于腕部2，所述第一电机16的输出轴与第一谐波减速机14的输入端连接，第一电机16用于驱动所述第一谐波减速机14转动。在所述第一电机16固定法兰15和腕部2之间设有第一电机固定法兰密封圈151，所述第一电机固定法兰密封圈151为O型圈。

如图4所示，所述第一谐波减速机14包括第一波发生器141、第一刚轮组件142和第一柔轮组件144。所述第一电机16的输出轴与所述第一波发生器141固定连接。本实施例中的第一谐波减速机14为自密封式谐波减速机，所述第一刚轮组件142和所述第一电机固定法兰15之间设有第一刚轮密封圈143，所述第一刚轮密封圈143为O型圈，所述第一柔轮组件144和外接法兰11之间设有第一柔轮骨架油封145。所述第一谐波减速机14为杯型谐波减速机。

所述外接法兰11由普通中碳钢制成，且所述外接法兰11经高温淬火热处理，以提高外接法兰11的表面硬度，提高外接法兰11的耐磨性，从而提高外接法兰11的使用寿命。同时，还可以对所述外接法兰11的外圆表面进行表面精磨处理，以提高外接法兰11的外圆表面的光洁度，比如可以使外圆表面的粗糙度达到0.4以下，以减少外接法兰11和第一骨架油封12之间的摩擦力，延长第一骨架油封12的使用寿命。第一骨架油封12的设置可以对手部1起到有效的防尘、防水、以及防油脂泄露的作用。外接法兰11通过法兰连接件17与第一柔轮组件144固定连接，在本实施例中，所述法兰连接件17为螺栓，且为进一步提高密封结构的密封性能，还可以在螺栓的根部涂设密封胶，避免灰尘、液体等杂物由螺栓缝隙处进入第一谐波减速机14。在所述外接法兰11和第一柔轮组件144之间还可以增设外接法兰密封圈111，以进一步提高整个结构的密封性能。

所述减速机护罩13与所述第一电机固定法兰15之间设有护罩密封圈131，所述护罩密封圈131为O型圈。

本实施例中的外接法兰11、减速机护罩13和第一骨架油封12形成了一个保护罩，将第一谐波减速机14罩设在内部，避免第一谐波减速机14受到外部环境的侵害。同时，在外接法兰11和第一谐波减速机14的法兰连接件17的根部涂抹密封胶，防止异物由法兰连接件17缝隙处进入到内部对第一谐波减速机14造成干扰。在减速机护罩13和第一电机固定法兰15之间还设置了护罩密封圈131，再加上第一谐波减速机14的自密封，对手部1关节起到了多重密封效果。

在未设置本实施例的密封结构之前，第一谐波减速机14的第一柔轮骨架油封145会直接暴露在恶劣的环境中，导致第一柔轮骨架油封145的寿命大幅度缩短。在设置了本实施例的密封结构后，外接法兰11、第一骨架油封12、减速机护罩13、以及护罩密封圈131形成了一个二次防护结构，外接法兰11本身硬度高，不易磨损，且外接法兰11的外圆表面光洁度得到提高，减少了第一骨架油封12的磨损，同时又避免将第一柔轮骨架油封145暴露在恶劣环境中，从而有效保护了第一谐波减速机14的正常运转。

实施例2：如图1、图3和图5所示，本实施例的密封结构与实施例1类似，不同的是，本实施例的腕部2包括固定于所述臂部3的手腕23和第二谐波减速机21、固定于所述第二谐波减速机21的腕部密封法兰22、设于所述手腕23内并套设于所述腕部密封法兰22外圆表面的第二骨架油封26。所述第二谐波减速机21用于驱动所述手腕23转动。所述第二骨架油封26为双唇口骨架油封。所述腕部2还包括腕部护罩，所述腕部护罩分别与所述手腕23和臂部3固定连接，所述腕部护罩将整个腕部2的结构罩设其中，能够起到保护腕部2及外表美观的作用。

如图3和图5所示，所述第二谐波减速机21包括减速机安装法兰215、第二波发生器211、第二刚轮组件213和第二柔轮组件212。第二柔轮组件212与所述手腕23固定连接。所述第二谐波减速机21的动力由第二电机24提供，所述第二电机24通过皮带传动结构25将动力输出至第二波发生器211。所述第二谐波减速机21为自密封式谐波减速机，其本身即具有良好的密封性能。其第二柔轮组件212与所述手腕23之间的接触面涂设有密封胶，其第二刚轮组件213与减速机安装法兰215之间设有第二刚轮密封圈214。在所述第二谐波减速机21外还罩设有减速机侧盖27，所述减速机侧盖27将整个第二谐波减速机21罩设在内部，减小了外界恶劣环境对第二谐波减速机21的影响。所述减速机侧盖27与所述臂部3通过侧盖连接件28固定连接，在本实施例中所述侧盖连接件28为螺栓，所述减速机侧盖27上设有侧盖连接孔，在所述侧盖连接孔靠近所述臂部3的一侧设有密封垫安装槽，所述密封垫安装槽内设有密封垫29，所述侧盖连接件28分别穿过所述侧盖连接孔和所述密封垫29后与所述臂部3固定连接。密封垫29的设置进一步增强了密封结构的密封性能。

如图5所示，所述腕部密封法兰22与所述第二刚轮组件213固定连接，且所述腕部密封法兰22采用普通中碳钢制成，腕部密封法兰22还经过高温淬火热处理和外圆表面的表面精磨处理。高温淬火热处理可以提高腕部密封法兰22的硬度，延长腕部密封法兰22的使用寿命。同时，表面精磨处理可以提高腕部密封法兰22的外圆表面的光洁度，比如可以使外圆表面的粗糙度达到0.5以下，以减少腕部密封法兰22和第二骨架油封26之间的摩擦力，延长第二骨架油封26的使用寿命。所述腕部密封法兰22与所述第二刚轮组件213之间的接触面涂设有密封胶，能够有效避免液体等异物由腕部密封法兰22和第二谐波减速机21的接触面进入到第二谐波减速机21的内部，避免引起第二谐波减速机21生锈。

如图5所示，所述手腕23设有凹陷的安装槽，所述第二骨架油封26设于所述安装槽内，所述第二骨架油封26与所述手腕23之间采用嵌入式的结构，其结构更为紧凑，能够有效减小整个装置的空间体积。

本实施例的密封结构，在腕部2增设了腕部密封法兰22和第二骨架油封26，腕部密封法兰22和第二骨架油封26之间形成动密封结构，且腕部密封法兰22与第二刚轮组件213间的接触面又涂设了密封胶，将第二谐波减速机21有效地保护起来，且结构紧凑、合理，易于维护。本实施例通过对手部和腕部采用不同的密封结构，使手部和腕部的谐波减速机得到有效保护，大大延长了谐波减速机的使用寿命。

实施例3：本实施例的工业机器人，包括实施例1或实施例2的密封结构，具体地，本实施例的工业机器人为六轴工业机器人。本实施例的工业机器人能够应用于恶劣的工作场所，比如打磨、抛光等工作场所，其密封结构可有效延长手部、腕部的使用寿命，减少维修时间及维修成本。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，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 (10)

1.一种密封结构，包括臂部、设于所述臂部的腕部、和设于所述腕部的手部；所述手部包括固定于所述腕部的第一谐波减速机，所述第一谐波减速机用于驱动所述手部转动；其特征在于，所述手部还包括：与所述第一谐波减速机的输出端固定连接的外接法兰、套设于所述第一谐波减速机外的减速机护罩、以及设于所述外接法兰和所述减速机护罩之间的第一骨架油封；所述减速机护罩与所述腕部固定连接。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述外接法兰经高温淬火热处理和/或对所述外接法兰的外圆表面进行表面精磨处理。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述减速机护罩与所述腕部之间设有护罩密封圈。

4.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述外接法兰和所述第一谐波减速机的输出端之间设有外接法兰密封圈；所述外接法兰与所述第一谐波减速机通过连接件固定连接，所述连接件的根部涂有密封胶。

5.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述腕部包括与所述臂部固定连接的手腕、固定于所述臂部的第二谐波减速机、固定于所述第二谐波减速机的腕部密封法兰、设于所述手腕内并套设于所述腕部密封法兰外圆表面的第二骨架油封；所述第二谐波减速机用于驱动所述手腕转动。

6.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于：所述腕部密封法兰经高温淬火热处理和/或对所述腕部密封法兰的外圆表面进行表面精磨处理。

7.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于：所述第二谐波减速机包括第二波发生器、第二刚轮组件和第二柔轮组件；所述腕部密封法兰与所述第二刚轮组件固定连接，所述第二柔轮组件与所述手腕固定连接。

8.根据权利要求7所述的密封结构，其特征在于：所述腕部密封法兰与所述第二刚轮组件的接触面涂有密封胶；所述第二柔轮组件与所述手腕的接触面涂有密封胶。

9.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于：所述第一谐波减速机和所述第二谐波减速机均为自密封式谐波减速机。

10.一种工业机器人，其特征在于：包括权利要求1至9任意一项所述的密封结构。