CN210108406U - 一种切割机械臂的防碰撞传感器 - Google Patents
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Abstract
一种切割机械臂的防碰撞传感器，属于先进工业机械臂及自动化生产线技术领域，包括外壳、一组触动组件、电磁铁、力输入轴和灵敏度调节组件；其中，所述触动组件包括顶杆、弹簧、微动开关和第一导向套，所述第一导向套远离灵敏度调节组件的端部设有开设有第一凹槽，所述第一凹槽的底部设有微动开关，所述弹簧设置在第一凹槽内，所述顶杆的一端设置在第一凹槽内，所述顶杆位于在第一凹槽外的端部可与力输入轴的端面相抵。本实用新型设置的多根顶杆能够在力输入轴发生位置偏移是，触动任意一个或者几个顶杆，使得弹簧对微动开关产生一定压力，并触动微动开关，进行机械臂的碰撞报警，及时进行机械臂切割进行的停机，防止设备受损。
Description
技术领域
本实用新型属于先进工业机械臂及自动化生产线技术领域，具体地，涉及一种切割机械臂的防碰撞传感器。
背景技术
随着我国机械制造工业和机械臂技术的迅速发展，需要机械臂进行的处理越来越多，动作也越来越复杂，利用机械臂进行作业不仅大幅度地降低了人力成本，还可以代替人工进行危险作业。例如，数控切割已经发成较为成熟的切割技术，取代人工进行切割，在数控切割中，采用切割机械臂自由进行切割，已经应用越来越广泛，由于机械臂切割过程中具有多个动作，需要连续在工作面范围内进行移动来完成指定图形的切割。由于机械臂动作的复杂性，因此在使用过程中难免发生与其他设备零件碰撞的问题，如果碰撞发生时，机械臂没有及时做出反应停止工作的话，会使得切割刀发生变形并损坏，造成较大的损失，所以通常在机械臂和切割刀之间加装防碰撞传感器，当机械臂与被切割工件发生碰撞时，防碰撞传感器将停止机械臂继续工作，从而达到保护切割机械臂的作用。
现有的防碰撞传感器在使用过程中存在以下问题：切割的头部与其他零部件或者设备碰撞时，一般是局部碰撞，在较小碰撞的情况下，现有的防碰撞传感器会发生没有感应到触动，从而发生不会停止机械臂的问题。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种切割机械臂的防碰撞传感器，解决了切割机械臂切割过程中与零部件或者设备发生较小或者碰撞位置偏向一侧时，防碰撞传感器没有动作的问题。
技术方案：本实用新型提供了一种切割机械臂的防碰撞传感器，包括外壳、一组触动组件、电磁铁、力输入轴和灵敏度调节组件，所述外壳内设有截面为圆形的空腔，所述一组触动组件以环形阵列的方式设置在空腔内，所述电磁铁设置在空腔的内壁上，并且电磁铁位于空腔内设有力输入轴的一端，所述力输入轴的一端设置在空腔内，所述力输入轴的另一端位于外壳的外部，所述力输入轴伸入空腔内的端面可与一组触动组件的一端贴合，所述灵敏度调节组件设置在外壳内远离力输入轴的另一端；其中，所述触动组件包括顶杆、弹簧、微动开关和第一导向套，所述第一导向套的一端固定设置在灵敏度调节组件位于空腔内的端面上，所述第一导向套远离灵敏度调节组件的端部设有开设有第一凹槽，所述第一凹槽的底部设有微动开关，所述弹簧设置在第一凹槽内，所述顶杆的一端设置在第一凹槽内，并且顶杆设置在第一凹槽内的端部与弹簧的一端固定连接，所述顶杆位于在第一凹槽外的端部可与力输入轴的端面相抵。本实用新型的切割机械臂的防碰撞传感器，设置的多根顶杆能够在力输入轴发生位置偏移是，触动任意一个或者几个顶杆，使得弹簧对微动开关产生一定压力，并触动微动开关，进行机械臂的碰撞报警，及时进行机械臂切割进行的停机，防止设备受损。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述力输入轴位于空腔内靠近第一凹槽的端面上设有一组垫板，所述垫板与顶杆一对一对应设置，所述垫板上设有第二凹槽，所述顶杆位于在第一凹槽外的端部设置在第二凹槽内。设置的第二凹槽能够进行顶杆的导向。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述顶杆的两端均为半圆球形，并且顶杆位于第一凹槽内的端部设有弹簧固定槽，所述弹簧的一端固定设置在弹簧固定槽内。设置的弹簧固定槽方便进行弹簧的固定。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述灵敏度调节组件包括推板、螺柱、螺母、垫片和第二导向套，所述推板设置在空腔内远离力输入轴的一端，所述第一导向套的一端固定设置在推板的端面上，所述第二导向套设置在外壳上，所述螺柱的一端与推板连接，并且螺柱的另一端穿过第二导向套设置在外壳外部，所述外壳与螺柱螺纹连接，所述垫片套设在螺母外部，并且垫片位于螺母和外壳之间。设置的灵敏度调节组件能够根据使用要求灵活调节与顶杆之间的距离，可调范围大，使用方面。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述空腔内设有一组导向柱，所述推板套设在导向柱上。设置的导向柱能够保持推板不发生位置偏移，避免造成推板倾斜，使得第一导向套位置不一，影响使用。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述空腔靠近力输入轴的内壁上设有第三凹槽，所述电磁铁通过螺钉固定在第三凹槽内。设置的第三凹槽便于进行电磁铁的固定。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述外壳设有力输入轴一端设有第三导向套，所述力输入轴的一端穿过第三导向套置于外壳外部。设置的第三导向套能够保持力输入轴顺滑的移动，防止卡滞。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述一组触动组件设置的数目为10-20个。
进一步的，上述的切割机械臂的防碰撞传感器，所述顶杆和第一凹槽的截面均为圆形。设置的顶杆为圆柱杆能够顺滑的在第一凹槽内移动。
上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的切割机械臂的防碰撞传感器，结构设计合理，使用方便，通过在传感器壳体内以环形阵列方式设置的一组顶杆，一旦力输入轴发生位移，即使只是发生偏移，必然会触动其中任意一个或者几个顶杆，顶杆移动带动瘫痪触动微动开关，从而进行报警停机，并且还设有灵敏度调节装置，可根据具体使用调节灵敏度，防止误动作，使用安全可靠，具有很高的推广价值。
附图说明
图1为本实用新型所述切割机械臂的防碰撞传感器的结构示意图；
图2为本实用新型所述力输入轴和顶杆的位置关系图。
图中：外壳1、空腔11、导向柱12、第三凹槽13、第三导向套14、螺钉15、触动组件2、顶杆21、弹簧固定槽211、弹簧22、微动开关23、第一导向套24、第一凹槽241、电磁铁3、力输入轴4、垫板41、第二凹槽411、灵敏度调节组件5、推板51、螺柱52、螺母53、垫片54、第二导向套55。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
如图1、2所示的切割机械臂的防碰撞传感器，包括外壳1、一组触动组件2、电磁铁3、力输入轴4和灵敏度调节组件5，所述外壳1内设有截面为圆形的空腔11，所述一组触动组件2以环形阵列的方式设置在空腔11内，所述电磁铁3设置在空腔11的内壁上，并且电磁铁3位于空腔11内设有力输入轴4的一端，所述力输入轴4的一端设置在空腔11内，所述力输入轴4的另一端位于外壳1的外部，所述力输入轴4伸入空腔11内的端面可与一组触动组件2的一端贴合，所述灵敏度调节组件5设置在外壳1内远离力输入轴4的另一端；其中，所述触动组件2包括顶杆21、弹簧22、微动开关23和第一导向套24，所述第一导向套24的一端固定设置在灵敏度调节组件5位于空腔11内的端面上，所述第一导向套24远离灵敏度调节组件5的端部设有开设有第一凹槽241，所述第一凹槽241的底部设有微动开关23，所述弹簧22设置在第一凹槽241内，所述顶杆21的一端设置在第一凹槽241内，并且顶杆21设置在第一凹槽241内的端部与弹簧22的一端固定连接，所述顶杆21位于在第一凹槽241外的端部可与力输入轴4的端面相抵。通过在防碰撞传感器外壳1内设置一组环形阵列的触动组件2，一旦力输入轴4与其他设备发生碰撞，那么力输入轴4必然会产生位置的变化，即使力输入轴4发生偏移时，力输入轴4的变化会对一组环形阵列设置的顶杆21产生推力，推动顶杆21发生位置的变化，顶杆21的另一端即可触动微动开关23，从而进行报警停机，并且此防碰撞传感器设置了灵敏度调节组件5，通过调节灵敏度调节组件5的位置，可调节顶杆21上弹簧22与微动开关23的距离，从而进行灵敏度调节。此外，力输入轴4位于空腔11内靠近第一凹槽241的端面上设有一组垫板41，所述垫板41与顶杆21一对一对应设置，所述垫板41上设有第二凹槽411，所述顶杆21位于在第一凹槽241外的端部设置在第二凹槽411内。通过设置的第一凹槽241，能够对顶杆21起到一定的导向作用。并且，顶杆21的两端均为半圆球形，并且顶杆21位于第一凹槽241内的端部设有弹簧固定槽211，所述弹簧22的一端固定设置在弹簧固定槽211内。设置的顶杆21端部为圆球形结构，移动灵活，提高了顶杆21移动的灵敏性，从而提高了精度。
实施例二
如图1、2所示的切割机械臂的防碰撞传感器，包括外壳1、一组触动组件2、电磁铁3、力输入轴4和灵敏度调节组件5，所述外壳1内设有截面为圆形的空腔11，所述一组触动组件2以环形阵列的方式设置在空腔11内，所述电磁铁3设置在空腔11的内壁上，并且电磁铁3位于空腔11内设有力输入轴4的一端，所述力输入轴4的一端设置在空腔11内，所述力输入轴4的另一端位于外壳1的外部，所述力输入轴4伸入空腔11内的端面可与一组触动组件2的一端贴合，所述灵敏度调节组件5设置在外壳1内远离力输入轴4的另一端；其中，所述触动组件2包括顶杆21、弹簧22、微动开关23和第一导向套24，所述第一导向套24的一端固定设置在灵敏度调节组件5位于空腔11内的端面上，所述第一导向套24远离灵敏度调节组件5的端部设有开设有第一凹槽241，所述第一凹槽241的底部设有微动开关23，所述弹簧22设置在第一凹槽241内，所述顶杆21的一端设置在第一凹槽241内，并且顶杆21设置在第一凹槽241内的端部与弹簧22的一端固定连接，所述顶杆21位于在第一凹槽241外的端部可与力输入轴4的端面相抵。通过在防碰撞传感器外壳1内设置一组环形阵列的触动组件2，一旦力输入轴4与其他设备发生碰撞，那么力输入轴4必然会产生位置的变化，即使力输入轴4发生偏移时，力输入轴4的变化会对一组环形阵列设置的顶杆21产生推力，推动顶杆21发生位置的变化，顶杆21的另一端即可触动微动开关23，从而进行报警停机，并且此防碰撞传感器设置了灵敏度调节组件5，通过调节灵敏度调节组件5的位置，可调节顶杆21上弹簧22与微动开关23的距离，从而进行灵敏度调节。此外，力输入轴4位于空腔11内靠近第一凹槽241的端面上设有一组垫板41，所述垫板41与顶杆21一对一对应设置，所述垫板41上设有第二凹槽411，所述顶杆21位于在第一凹槽241外的端部设置在第二凹槽411内。通过设置的第一凹槽241，能够对顶杆21起到一定的导向作用。并且，顶杆21的两端均为半圆球形，并且顶杆21位于第一凹槽241内的端部设有弹簧固定槽211，所述弹簧22的一端固定设置在弹簧固定槽211内。设置的顶杆21端部为圆球形结构，移动灵活，提高了顶杆21移动的灵敏性，从而提高了精度。
上述灵敏度调节组件5的具体结构为，灵敏度调节组件5包括推板51、螺柱52、螺母53、垫片54和第二导向套55，所述推板51设置在空腔11内远离力输入轴4的一端，所述第一导向套24的一端固定设置在推板51的端面上，所述第二导向套55设置在外壳1上，所述螺柱52的一端与推板51连接，并且螺柱52的另一端穿过第二导向套55设置在外壳1外部，所述外壳1与螺柱52螺纹连接，所述垫片54套设在螺母53外部，并且垫片54位于螺母53和外壳1之间。并且，空腔11内设有一组导向柱12，所述推板51套设在导向柱12上。通过推动螺柱52伸入空腔11的深度，从而调节推板51在空腔11内的位置，由于空腔11与第一导向套24固定连接，进而调节第一导向套24与顶杆21的相对位置，即调整微动开关23与弹簧22的距离，从而进行灵敏度调节，微动开关23与弹簧22之间距离小，顶杆21发生微小位移，即可触动微动开关23，灵敏度高；微动开关23与弹簧22之间距离大，顶杆21组发生较大位移，才能触动微动开关23，灵敏度低。
实施例三
如图1、2所示的切割机械臂的防碰撞传感器，包括外壳1、一组触动组件2、电磁铁3、力输入轴4和灵敏度调节组件5，所述外壳1内设有截面为圆形的空腔11，所述一组触动组件2以环形阵列的方式设置在空腔11内，所述电磁铁3设置在空腔11的内壁上，并且电磁铁3位于空腔11内设有力输入轴4的一端，所述力输入轴4的一端设置在空腔11内，所述力输入轴4的另一端位于外壳1的外部，所述力输入轴4伸入空腔11内的端面可与一组触动组件2的一端贴合，所述灵敏度调节组件5设置在外壳1内远离力输入轴4的另一端；其中，所述触动组件2包括顶杆21、弹簧22、微动开关23和第一导向套24，所述第一导向套24的一端固定设置在灵敏度调节组件5位于空腔11内的端面上，所述第一导向套24远离灵敏度调节组件5的端部设有开设有第一凹槽241，所述第一凹槽241的底部设有微动开关23，所述弹簧22设置在第一凹槽241内，所述顶杆21的一端设置在第一凹槽241内，并且顶杆21设置在第一凹槽241内的端部与弹簧22的一端固定连接，所述顶杆21位于在第一凹槽241外的端部可与力输入轴4的端面相抵。通过在防碰撞传感器外壳1内设置一组环形阵列的触动组件2，一旦力输入轴4与其他设备发生碰撞，那么力输入轴4必然会产生位置的变化，即使力输入轴4发生偏移时，力输入轴4的变化会对一组环形阵列设置的顶杆21产生推力，推动顶杆21发生位置的变化，顶杆21的另一端即可触动微动开关23，从而进行报警停机，并且此防碰撞传感器设置了灵敏度调节组件5，通过调节灵敏度调节组件5的位置，可调节顶杆21上弹簧22与微动开关23的距离，从而进行灵敏度调节。此外，力输入轴4位于空腔11内靠近第一凹槽241的端面上设有一组垫板41，所述垫板41与顶杆21一对一对应设置，所述垫板41上设有第二凹槽411，所述顶杆21位于在第一凹槽241外的端部设置在第二凹槽411内。通过设置的第一凹槽241，能够对顶杆21起到一定的导向作用。并且，顶杆21的两端均为半圆球形，并且顶杆21位于第一凹槽241内的端部设有弹簧固定槽211，所述弹簧22的一端固定设置在弹簧固定槽211内。设置的顶杆21端部为圆球形结构，移动灵活，提高了顶杆21移动的灵敏性，从而提高了精度。
上述灵敏度调节组件5的具体结构为，灵敏度调节组件5包括推板51、螺柱52、螺母53、垫片54和第二导向套55，所述推板51设置在空腔11内远离力输入轴4的一端，所述第一导向套24的一端固定设置在推板51的端面上，所述第二导向套55设置在外壳1上，所述螺柱52的一端与推板51连接，并且螺柱52的另一端穿过第二导向套55设置在外壳1外部，所述外壳1与螺柱52螺纹连接，所述垫片54套设在螺母53外部，并且垫片54位于螺母53和外壳1之间。并且，空腔11内设有一组导向柱12，所述推板51套设在导向柱12上。通过推动螺柱52伸入空腔11的深度，从而调节推板51在空腔11内的位置，由于空腔11与第一导向套24固定连接，进而调节第一导向套24与顶杆21的相对位置，即调整微动开关23与弹簧22的距离，从而进行灵敏度调节，微动开关23与弹簧22之间距离小，顶杆21发生微小位移，即可触动微动开关23，灵敏度高；微动开关23与弹簧22之间距离大，顶杆21组发生较大位移，才能触动微动开关23，灵敏度低。
另外，空腔11靠近力输入轴4的内壁上设有第三凹槽13，所述电磁铁3通过螺钉固定在第三凹槽13内。外壳1设有力输入轴4一端设有第三导向套14，所述力输入轴4的一端穿过第三导向套14置于外壳1外部。机械臂移动时具有一定加速度，机械臂的控制器计算出机械臂的下一步加速度，输出电磁铁3所需要的电流，电磁铁3产生电磁吸力，这个电磁吸力作用在力输入轴4上，电磁吸力和力输入轴4所受的惯性力平衡，从而防止了机械臂因为有惯性力而造成的误操作。当发生碰撞时，碰撞力传到力输入轴4上，表现为力输入轴4的产生一定位移，力输入轴4和电磁铁3的距离变大，电磁吸力迅速减小，碰撞力与惯性力的和大于电磁吸力，力输入轴4和顶杆21移动，接触微动开关23，机械臂停止工作。
本申请中一组触动组件2设置的数目为10-20个。并且顶杆21和第一凹槽241的截面均为圆形为最佳。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：包括外壳（1）、一组触动组件（2）、电磁铁（3）、力输入轴（4）和灵敏度调节组件（5），所述外壳（1）内设有截面为圆形的空腔（11），所述一组触动组件（2）以环形阵列的方式设置在空腔（11）内，所述电磁铁（3）设置在空腔（11）的内壁上，并且电磁铁（3）位于空腔（11）内设有力输入轴（4）的一端，所述力输入轴（4）的一端设置在空腔（11）内，所述力输入轴（4）的另一端位于外壳（1）的外部，所述力输入轴（4）伸入空腔（11）内的端面可与一组触动组件（2）的一端贴合，所述灵敏度调节组件（5）设置在外壳（1）内远离力输入轴（4）的另一端；其中，所述触动组件（2）包括顶杆（21）、弹簧（22）、微动开关（23）和第一导向套（24），所述第一导向套（24）的一端固定设置在灵敏度调节组件（5）位于空腔（11）内的端面上，所述第一导向套（24）远离灵敏度调节组件（5）的端部设有开设有第一凹槽（241），所述第一凹槽（241）的底部设有微动开关（23），所述弹簧（22）设置在第一凹槽（241）内，所述顶杆（21）的一端设置在第一凹槽（241）内，并且顶杆（21）设置在第一凹槽（241）内的端部与弹簧（22）的一端固定连接，所述顶杆（21）位于在第一凹槽（241）外的端部可与力输入轴（4）的端面相抵。
2.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述力输入轴（4）位于空腔（11）内靠近第一凹槽（241）的端面上设有一组垫板（41），所述垫板（41）与顶杆（21）一对一对应设置，所述垫板（41）上设有第二凹槽（411），所述顶杆（21）位于在第一凹槽（241）外的端部设置在第二凹槽（411）内。
3.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述顶杆（21）的两端均为半圆球形，并且顶杆（21）位于第一凹槽（241）内的端部设有弹簧固定槽（211），所述弹簧（22）的一端固定设置在弹簧固定槽（211）内。
4.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述灵敏度调节组件（5）包括推板（51）、螺柱（52）、螺母（53）、垫片（54）和第二导向套（55），所述推板（51）设置在空腔（11）内远离力输入轴（4）的一端，所述第一导向套（24）的一端固定设置在推板（51）的端面上，所述第二导向套（55）设置在外壳（1）上，所述螺柱（52）的一端与推板（51）连接，并且螺柱（52）的另一端穿过第二导向套（55）设置在外壳（1）外部，所述外壳（1）与螺柱（52）螺纹连接，所述垫片（54）套设在螺母（53）外部，并且垫片（54）位于螺母（53）和外壳（1）之间。
5.根据权利要求4所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述空腔（11）内设有一组导向柱（12），所述推板（51）套设在导向柱（12）上。
6.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述空腔（11）靠近力输入轴（4）的内壁上设有第三凹槽（13），所述电磁铁（3）通过螺钉固定在第三凹槽（13）内。
7.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述外壳（1）设有力输入轴（4）一端设有第三导向套（14），所述力输入轴（4）的一端穿过第三导向套（14）置于外壳（1）外部。
8.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述一组触动组件（2）设置的数目为10-20个。
9.根据权利要求1所述的切割机械臂的防碰撞传感器，其特征在于：所述顶杆（21）和第一凹槽（241）的截面均为圆形。
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