CN208759610U - 适用于工业机器人的关节运动限位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于工业机器人的关节运动限位机构，包括限位杆和限位滑块，限位杆与工业机器人的连接体相对静止，限位滑块滑动设置在工业机器人的支座上，并且限位滑块在小臂部件相对手腕部件转动至限位杆与限位滑块接触时可由限位滑块推动作轨迹为圆弧形的曲线运动，在小臂部件处于初始状态时，限位杆的中心与限位滑块的中心在与小臂部件转动的中心线垂直的平面上的投影关于小臂部件转动的中心线在该平面上的投影对称。本实用新型的有益效果是：本申请规避了通用工业机器人采用不可调运动的限位块限位时导致的关节运动范围偏小等弊端，可满足更大关节运动范围的应用场合，使机器人动作更加灵活。

Description

适用于工业机器人的关节运动限位机构

技术领域

本实用新型涉及一种适用于工业机器人的关节运动限位机构。

背景技术

随着工业自动化的不断发展，工业机器人被越来越多的应用于汽车制造、电气电子、钣金成型等领域。对于6轴工业机器人，各关节的运动范围对机器人的灵活度有着直接的影响，下面通过一种用于钣金成型的折弯机器人J4轴运动限位机构进一步详细说明。

对于钣金成型领域，目前应用最多的是采用6关节通用工业机器人配合折弯机进行联合跟随折弯。当机器人J3关节至末端的管线外置于手臂时，大钣金件极易与管线刮擦致使管线受损，所以该段管线通常内置于手臂，从而可有效保护管线，延长管线的使用寿命。

对于管线内置的手臂，通常会考虑设置机械限位结构，防止关节软限位（软件控制）失效时关节过冲导致的管线扭转剪切破坏发生。现有有机械限位结构包括设置在工业机器人连接件上的限位杆和设置在支座上的限位杆，这种机械限位结构设计不够合理，有时候则会影响到机器人的正常使用，在手臂J4轴运动范围为±170°，当折弯一些特殊角度的钣金时，则要求该关节的运动范围至少达到±180°或以上，否则将极大影响机器人的灵活度，这时就需要设计一种可随动的关节运动限位机构来满足大角度运动范围使用，同时又要保证该机构转动灵活，不能卡滞。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于工业机器人的关节运动限位机构，解决现有技术中工业机器人机械限位结构不合理而影响机器人正常使用的技术缺陷。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种适用于工业机器人的关节运动限位机构，包括用于设置在工业机器人手腕部件的连接体上的限位杆和用于设置在工业机器人小臂部件的支座上的限位滑块，所述的限位杆与工业机器人的连接体相对静止，所述的限位滑块滑动设置在工业机器人的支座上，所述的限位杆与小臂部件转动的中心线的距离和限位滑块与小臂部件转动的中心线的距离相等，并且所述的限位滑块在小臂部件相对手腕部件转动至限位杆与限位滑块接触时可由限位滑块推动作轨迹为圆弧形的曲线运动，在小臂部件处于初始状态时，限位杆的中心与限位滑块的中心在与小臂部件转动的中心线垂直的平面上的投影关于小臂部件转动的中心线在该平面上的投影对称。本申请中的限位滑块与机器人的支座可相对滑动，当小臂部件转动至限位杆与限位滑块接触时，限位杆可推动限位滑块在支座上滑动，由于限位块的滑动轨迹是圆弧形的曲线，因此，在小臂部件在限位滑块的滑动范围内转动不会与限位滑块相脱离，限位滑块与限位杆可对小臂部件的转动进行限位，由于限位滑块可相对支座滑动，可满足机器人大角度运动范围使用，不影响机器人的正常使用，其中机器人运动角度的范围可由限位滑块相对支座滑动的范围确定。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于固定在支座上的固定块，所述的固定块上开有第一弧形槽，所述的限位滑块的一端设置在第一弧形槽内并且可在第一弧形槽内滑动。本申请通过限位滑块与第一弧形槽相配合，实现限位滑块在支座上的滑动，所述的第一弧形槽对限位滑块的滑动起到限位的作用，使其在滑动范围内保持与限位杆的接触，本申请通过第一弧形槽确定限位滑块在支座上的滑动范围，限位滑块仅能在第一弧形槽的长度范围内滑动，可根据实际需要开设所需长度的第一弧形槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述的固定块上朝着远离限位杆的方向凸出成固定部，所述的固定部上开有朝向小臂部件转动的中心线的安装通孔，所述的固定块通过穿插于安装通孔内并且可与支座螺纹配合的螺栓安装在支座上。本申请通过固定部与支座的安装实现将固定块安装在支座上，并且本申请采用螺栓安装固定块，可拆卸的方式方便固定块的更换和维修。

作为本实用新型的进一步改进，所述的第一弧形槽沿其直径方向的截面呈V字形，所述的第一弧形槽开口朝向限位杆所在的一侧，所述的限位滑块的一端沿第一弧形槽直径方向的截面为与第一弧形槽相配合的V字形。本申请中第一弧形槽设置成V字形，方便限位滑块的安装。

作为本实用新型的进一步改进，还包括压盖，所述的压盖可拆卸的安装在固定块上靠近限位杆的一侧，所述的压盖上开有与第一弧形槽相对应的第二弧形槽，所述的限位滑块远离固定块的一端穿过第二弧形槽伸出压盖用于与限位杆相接触。本申请通过设置压板，将限位滑块压装在固定块上的第一弧形槽内，防止限位滑块从第一弧形槽内脱落，在压块上开设第二弧形槽，以使得在小臂部件转动至限位滑块的位置时，限位滑块可与限位杆接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述的第一弧形槽和第二弧形槽内均涂有润滑脂。本申请涂抹润滑脂，减小限位滑块与固定块和压板之间的模擦，提高限位滑块的动作灵活性，不卡滞。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于固定在连接体上的凸起，所述的限位杆远离限位滑块的一端固定在凸起上。本申请通过在连接体上设置凸起，方便限位杆的安装。

作为本实用新型的进一步改进，所述的限位杆上用于与限位滑块相接触的部位上套设有缓冲套。本申请通过设置缓冲套，减小限位杆与限位块接触时的冲击力。

综上所述，本实用新型的有益效果是：本申请规避了通用工业机器人采用不可调运动的限位块限位时导致的关节运动范围偏小等弊端，可满足更大关节运动范围的应用场合，使机器人动作更加灵活。

附图说明

图1是本实用新型用于工业机器人上的结构示意图。

图2是图1的A-A剖示图。

图3是反应本申请中固定块与限位滑块的安装示意图。

图4是反应在小臂部件未转动状态下限位杆与限位块的位置关系图。

图5是反应在小臂部件转动170度时限位杆与限位块的位置关系图。

图6是反应在小臂部件转动200度时限位杆与限位块的位置关系图。

其中：1、手腕部件；2、连接体；3、限位杆；4、缓冲套；5、支座；6、小臂；7、固定块；8、限位滑块；81、滑动部；82、限位部；9、压盖；10、第一弧形槽；11、固定部；12、安装通孔；13、螺栓；14、凸起。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

如图1、图2和图3所示的适用于工业机器人的关节运动限位机构，包括用于设置在工业机器人手腕部件1的连接体2上的限位杆3和用于设置在工业机器人小臂部件6的支座5上的限位滑块8，所述的限位杆3与工业机器人的连接体2相对静止，在工业机器人小臂6相对工业机器人手腕部件1转动时，限位杆3与工业机器人的连接体2之间没有相对滑动，所述的限位滑块8滑动设置在工业机器人的支座5上，所述的限位杆3与小臂部件6转动的中心线的距离和限位滑块8与小臂部件6转动的中心线的距离相等，并且所述的限位滑块8在小臂部件6相对手腕部件1转动至限位杆3与限位滑块8接触时可由限位滑块8推动作轨迹为圆弧形的曲线运动，在小臂部件6处于初始状态时，限位杆3的中心与限位滑块8的中心在与小臂部件6转动的中心线垂直的平面上的投影关于小臂部件6转动的中心线在该平面上的投影对称，即本申请中限位杆3与限位滑块8在与小臂部件6转动的中心线垂直的平面上的投影位于一个圆的一条直径的两端。

本申请实现限位滑块8与支座5滑动安装的具体结构是：本申请设置用于固定在支座5上的固定块7，所述的固定块7上开有第一弧形槽10，所述的限位滑块8的一端设置在第一弧形槽10内并且可在第一弧形槽10内滑动，本申请中的第一弧形槽10优选的。

本申请在所述的固定块7上朝着远离限位杆3的方向凸出成固定部11，所述的固定部11上开有朝向小臂部件6转动的中心线的安装通孔12，所述的固定块7通过穿插于安装通孔12内并且可与支座5螺纹配合的螺栓13安装在支座5上，本申请中的安装通孔12的数量可以是多个。本申请优选的所述的第一弧形槽10沿其直径方向的截面呈V字形，所述的第一弧形槽10开口朝向限位杆3所在的一侧，所述的限位滑块8的一端沿第一弧形槽10直径方向的截面为与第一弧形槽10相配合的V字形。

为便于限位滑块8在第一弧形槽10内的限位，本申请设置有压盖9，所述的压盖9可拆卸的安装在固定块7上靠近限位杆3的一侧，所述的压盖9上开有与第一弧形槽10相对应的第二弧形槽（图中未示出），所述的限位滑块8远离固定块7的一端穿过第二弧形槽伸出压盖9用于与限位杆3相接触。本申请中的压盖9通过多根螺栓可拆卸的安装在固定块7上。本申请优选的限位滑块8包括滑动部81和限位部82，所述的滑动部81用于安装在第一弧形槽10内并在第一弧形槽10内滑动，所述的滑动部81的为与第一弧形槽10相配合的V形，所述的限位部82的一端与滑动部81连接，本申请中所述的第一弧形槽10沿其径向的宽度大于第二弧形槽沿其径向的宽度，第二弧形槽沿着径向的宽度略大于限位部82的宽度并且小于滑动部81在第二弧形槽径向上的宽度，如此可挡住滑动部81，避免滑动部81从第一弧形槽10内脱离，本申请优选的将滑动部81和限位部82采用一体成型的方式制成。本申请在所述的第一弧形槽10和第二弧形槽内均涂有润滑脂，以减小限位滑块与固定块和压板之间的模擦，提高限位滑块的动作灵活性。

本申请实现限位杆3与连接体2固定的具体结构是：在连接体2上设置有凸起14，所述的限位杆3远离限位滑块8的一端固定在凸起14上。为减小限位杆与限位块接触时的冲击力，本申请中所述的限位杆3上用于与限位滑块8相接触的部位上套设有缓冲套4。

如图4所示，当此机构所处关节处于零位姿态（即小臂部件6没有相对手腕部件1转动）时，限位滑块8处于第一弧形槽10的中心位置，与限位杆3呈180°布置；如图4所示，当手腕部件1相对于小臂部件6沿顺时针（正向）或逆时针（负向）旋转170°时，限位杆3与限位滑块8刚好接触；当手腕部件1相对于小臂部件4继续旋转时则会推动限位滑块8相对于第一弧形槽10转动，直至限位滑块8转动到极限位置，此时手腕部件1相对于小臂部件1继续旋转了一定角度，如图5所示为继续旋转30°（共旋转+200°，反向旋转时可达-200°）时的示意图，此角度可根据实际需要设计（即可根据实际需要设置合适的第一弧形槽10和第二弧形槽的长度）。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。而且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (8)

1.一种适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：包括用于设置在工业机器人手腕部件（1）的连接体（2）上的限位杆（3）和用于设置在工业机器人小臂部件（6）的支座（5）上的限位滑块（8），所述的限位杆（3）与工业机器人的连接体（2）相对静止，所述的限位滑块（8）滑动设置在工业机器人的支座（5）上，所述的限位杆（3）与小臂部件（6）转动的中心线的距离和限位滑块（8）与小臂部件（6）转动的中心线的距离相等，并且所述的限位滑块（8）在小臂部件（6）相对手腕部件（1）转动至限位杆（3）与限位滑块（8）接触时可由限位滑块（8）推动作轨迹为圆弧形的曲线运动，在小臂部件（6）处于初始状态时，限位杆（3）的中心与限位滑块（8）的中心在与小臂部件（6）转动的中心线垂直的平面上的投影关于小臂部件（6）转动的中心线在该平面上的投影对称。

2.根据权利要求1所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：还包括用于固定在支座（5）上的固定块（7），所述的固定块（7）上开有第一弧形槽（10），所述的限位滑块（8）的一端设置在第一弧形槽（10）内并且可在第一弧形槽（10）内滑动。

3.根据权利要求2所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：所述的固定块（7）上朝着远离限位杆（3）的方向凸出成固定部（11），所述的固定部（11）上开有朝向小臂部件（6）转动的中心线的安装通孔（12），所述的固定块（7）通过穿插于安装通孔（12）内并且可与支座（5）螺纹配合的螺栓（13）安装在支座（5）上。

4.根据权利要求2所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：所述的第一弧形槽（10）沿其直径方向的截面呈V字形，所述的第一弧形槽（10）开口朝向限位杆（3）所在的一侧，所述的限位滑块（8）的一端沿第一弧形槽（10）直径方向的截面为与第一弧形槽（10）相配合的V字形。

5.根据权利要求4所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：还包括压盖（9），所述的压盖（9）可拆卸的安装在固定块（7）上靠近限位杆（3）的一侧，所述的压盖（9）上开有与第一弧形槽（10）相对应的第二弧形槽，所述的限位滑块（8）远离固定块（7）的一端穿过第二弧形槽伸出压盖（9）用于与限位杆（3）相接触。

6.根据权利要求4所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：所述的第一弧形槽（10）和第二弧形槽内均涂有润滑脂。

7.根据权利要求1所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：还包括用于固定在连接体（2）上的凸起（14），所述的限位杆（3）远离限位滑块（8）的一端固定在凸起（14）上。

8.根据权利要求1至7任一项所述的适用于工业机器人的关节运动限位机构，其特征在于：所述的限位杆（3）上用于与限位滑块（8）相接触的部位上套设有缓冲套（4）。