CN213703479U - 一种机器人手臂重力平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及涂装机器人零部件技术领域，具体是一种机器人手臂重力平衡装置，包括设置在地面上的机器人底座、设置在机器人底座上的机器人大臂、设置在机器人大臂上能够带动机器人大臂转动的电机，还包括：传动结构，设置在机器人大臂上且与电机配合，用于产生力矩来平衡机器人大臂重力G产生的转矩；转动结构，设置在机器人大臂上，用于根据机器人大臂转动的角度信号来控制调节压力，本实用新型通过在机器人大臂上设置气缸及链条配合传递支持力F对机器人大臂转动角度变化实时提供一个反向力，对机器人大臂转动时因重力产生的转矩进行抵消，平衡机器人大臂重力，使得机器人大臂转动时不再受到转矩的影响，提升机器人的稳定性和可操作性。
Description
技术领域
本实用新型涉及涂装机器人零部件技术领域，具体是一种机器人手臂重力平衡装置。
背景技术
在喷涂行业，由于喷涂工作环境污染严重，对人危害大，越来越多的企业采用机器人进行自动化喷涂作业。拖动示教喷涂机器人可以通过人工手持的方式拖动喷头，系统自动记录运动轨迹，从而生成程序，再现喷涂轨迹。由于该型号机器人无需编程，操作简便，深受用户欢迎。但由于机器人大臂质量大，当机器人运动时，机器人大臂的重力产生的转矩会迫使机器人大臂旋转，产生一个转矩，不利于机构定位和人工操作，影响机器人的稳定性和可操作性。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种机器人手臂重力平衡装置。
一种机器人手臂重力平衡装置，包括设置在地面上的机器人底座、设置在机器人底座上的机器人大臂、设置在机器人大臂上能够带动机器人大臂转动的电机，还包括：
传动结构，设置在机器人大臂上且与电机配合，用于产生力矩来平衡机器人大臂重力G产生的转矩；
转动结构，设置在机器人大臂上，用于根据机器人大臂转动的角度信号来控制调节压力。
所述的机器人大臂通过连接轴设置在机器人底座上。
所述的传动结构包括通过连接块与机器人大臂侧面固定连接用于带动机器人大臂转动的大链轮、与电机连接的小链轮、套装在大链轮和小链轮上并将电机带动小链轮产生的转动力传递到大链轮上的链条。
所述的转动结构包括设置在机器人底座上且与的缸体、与缸体连接的气缸、设置在气缸且与机器人大臂活动配合的气缸杆、设置在机器人大臂上用于感知机器人大臂转动角度信息的编码器、与编码器连接并根据机器人大臂转动角度信号调节气缸压力的PLC控制部件、与PLC控制部件连接且与气缸配合调节压力的比例阀。
所述的气缸杆可伸出或收缩。
所述的编码器用于感知的转动角度信息为机器人大臂开始转动及机器人大臂实时转动角度大小。
所述的比例阀与气缸连接。
所述的机器人底座上设置有用于支撑缸体的气缸座。
所述的机器人大臂1未转动时，机器人大臂与地面的水平面垂直，机器人大臂重力G不产生转矩；当机器人大臂转动时，机器人大臂与机器人地面的垂直面处于小于90度的夹角，机器人大臂重力G能够带动机器人大臂产生转矩。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在机器人大臂上设置气缸及链条配合传递支持力F对机器人大臂转动角度变化实时提供一个反向力，对机器人大臂转动时因重力产生的转矩进行抵消，平衡机器人大臂重力，使得机器人大臂转动时不再受到转矩的影响，提升机器人的稳定性和可操作性，有利于机器人进行准确定位和可靠操作，提高了机器人的整体性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的机器人手臂重力平衡装置的结构示意图；
图2为本实用新型的机器人手臂重力平衡装置的剖面结构示意图；
图3为本实用新型的机器人手臂重力平衡装置的机器人大臂未转动时的结构示意图；
图4为本实用新型的机器人手臂重力平衡装置的机器人大臂转动时的结构示意图；
附图中标记分别为：1、机器人大臂；2、电机；3、气缸；4、缸体；5、气缸杆；6、编码器；7、PLC控制部件；8、比例阀；9、大链轮；10、小链轮；11、连接块；12、链条；13、连接轴；14、地面；15、气缸座；16、机器人大臂中心线。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步阐述。
如图1至图4所示，一种机器人手臂重力平衡装置，包括设置在地面14上的机器人底座、设置在机器人底座上的机器人大臂1、设置在机器人大臂1上能够带动机器人大臂1转动的电机2，还包括：
传动结构，设置在机器人大臂1上且与电机2配合，用于产生力矩来平衡机器人大臂1重力G产生的转矩；
转动结构，设置在机器人大臂1上，用于根据机器人大臂1转动的角度信号来控制调节压力。
机器人大臂1转动时，编码器6向PLC控制部件7反馈机器人大臂1转动角度信号，PLC控制部件7向根据机器人大臂1转动角度信号控制比例阀8调节气缸3压力，PLC控制部件7根据机器人大臂1转动角度信号控制比例阀8调节气缸3压力时，当机器人大臂1转动时，随着转动角度增大，气缸3的气缸杆5持续收缩，同时提供一个与重力G大小相等、方向相反的支持力F，从而对机器人大臂1转动时因重力产生的转矩进行抵消，平衡机器人大臂1的重力，提高机器人大臂1工作时稳定性。
本实用新型通过在机器人大臂1上设置气缸3及链条12配合传递支持力F对机器人大臂1转动角度变化实时提供一个反向力，对机器人大臂1转动时因重力产生的转矩进行抵消，平衡机器人大臂1重力，使得机器人大臂1转动时不再受到转矩的影响，提升机器人的稳定性和可操作性，有利于机器人进行准确定位和可靠操作，提高了机器人的整体性能。
所述的机器人大臂1通过连接轴13设置在机器人底座上。
所述的传动结构包括通过连接块11与机器人大臂1侧面固定连接用于带动机器人大臂1转动的大链轮9、与电机2连接的小链轮10、套装在大链轮9和小链轮10上并将电机2带动小链轮10产生的转动力传递到大链轮9上的链条12。
所述的连接块11一端与大链轮9固定连接，连接块11另一端与机器人大臂1固定连接，机器人大臂1通过连接轴13与机器人底座连接，连接块11实现大链轮9和机器人大臂1的连接，大链轮9转动时及时带动机器人大臂1转动。
所述的转动结构包括设置在机器人底座上且与的缸体4、与缸体4连接的气缸3、设置在气缸3且与机器人大臂1活动配合的气缸杆5、设置在机器人大臂1上用于感知机器人大臂1转动角度信息的编码器6、与编码器6连接并根据机器人大臂1转动角度信号调节气缸3压力的PLC控制部件7、与PLC控制部件7连接且与气缸3配合调节压力的比例阀8。
机器人大臂1需要转动时，PLC控制部件7控制电机2转动，电机2带动小链轮10转动，小链轮10产生的转动力经过链条12传递到大链轮9，大链轮9带动机器人大臂1转动，而机器人大臂1转动，编码器6就会感应到机器人大臂1的转动角度信息，即机器人大臂开始转动及机器人大臂实时转动角度大小，将信息反馈到PLC控制部件7，PLC控制部件7再控制比例阀8。
由于机器人大臂1本身重量较大，当机器人大臂1未转动时，机器人大臂1处于与地面14垂直的状态，这时，机器人大臂1的重力G方向也处于垂直状态，重力G方向与机器人大臂中心线16重合，机器人大臂1不会因重力作用而产生转矩，此时气缸3的气缸杆5也不会工作，不会产生支持力。
所述的PLC控制部件7根据机器人大臂1转动角度信号控制比例阀8调节气缸3压力时，气缸3的气缸杆5为能够伸出或收缩的，所述的气缸3的气缸杆5伸出或收缩时，气缸杆5设置为能够施加与重力G方向相反、大小相等的支持力F在机器人大臂1上的结构。
所述的气缸3的气缸杆5的端部与大链轮9活动连接。
所述的气缸杆5可伸出或收缩。
所述的编码器6用于感知的转动角度信息为机器人大臂开始转动及机器人大臂实时转动角度大小。
所述的比例阀8与气缸3连接。
所述的机器人底座上设置有用于支撑缸体4的气缸座15。
机器人大臂1在转动时，因为转动角度大小不断变化，从而气缸3的气缸杆5的伸缩也不断变化，根本目的是根据机器人大臂1的转动角度信息，使得机器人大臂1处于转动状态时，气缸3能够始终保持一个与重力G大小相等、方向相反的支持力F。
所述机器人大臂1未转动时，机器人大臂1与地面14水平面处于垂直状态，机器人大臂1重力G设置为不会带动机器人大臂1产生转矩的结构，机器人大臂1转动时，机器人大臂1与地面14垂直面处于小于90度夹角的结构，机器人大臂1可以正时针和逆时针转动，机器人大臂1重力G能够带动机器人大臂1产生转矩。
本实用新型的使用方法：当机器人大臂1开始工作时，电机2带动机器人大臂1转动，而当机器人大臂1转动一定角度后，机器人大臂1不再与地面垂直，这时，重力G方向不再与机器人大臂中心线16重合，机器人大臂1的重力G使得机器人大臂1产生转矩，此时，编码器6接收到机器人大臂1转动的转动角度信息，并将该信息反馈给PLC控制部件7，PLC控制部件7根据接收到编码器6的信息，控制比例阀8动作，比例阀8控制气缸3内的压力大小，从而推动气缸杆5产生一个与重力G大小相等、方向相反的支持力F，从而抵消重力G产生的转矩。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种机器人手臂重力平衡装置，包括设置在地面(14)上的机器人底座、设置在机器人底座上的机器人大臂(1)、设置在机器人大臂(1)上能够带动机器人大臂(1)转动的电机(2)，其特征在于：还包括：
传动结构，设置在机器人大臂(1)上且与电机(2)配合，用于产生力矩来平衡机器人大臂(1)重力G产生的转矩；
转动结构，设置在机器人大臂(1)上，用于根据机器人大臂(1)转动的角度信号来控制调节压力。
2.根据权利要求1所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的机器人大臂(1)通过连接轴(13)设置在机器人底座上。
3.根据权利要求1所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的传动结构包括通过连接块(11)与机器人大臂(1)侧面固定连接用于带动机器人大臂(1)转动的大链轮(9)、与电机(2)连接的小链轮(10)、套装在大链轮(9)和小链轮(10)上并将电机(2)带动小链轮(10)产生的转动力传递到大链轮(9)上的链条(12)。
4.根据权利要求1所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的转动结构包括设置在机器人底座上且与的缸体(4)、与缸体(4)连接的气缸(3)、设置在气缸(3)且与机器人大臂(1)活动配合的气缸杆(5)、设置在机器人大臂(1)上用于感知机器人大臂(1)转动角度信息的编码器(6)、与编码器(6)连接并根据机器人大臂(1)转动角度信号调节气缸(3)压力的PLC控制部件(7)、与PLC控制部件(7)连接且与气缸(3)配合调节压力的比例阀(8)。
5.根据权利要求4所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的气缸杆(5)可伸出或收缩。
6.根据权利要求4所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的编码器(6)用于感知的转动角度信息为机器人大臂(1)开始转动及机器人大臂(1)实时转动角度大小。
7.根据权利要求4所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的比例阀(8)与气缸(3)连接。
8.根据权利要求4所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的机器人底座上设置有用于支撑缸体(4)的气缸座(15)。
9.根据权利要求1所述的一种机器人手臂重力平衡装置，其特征在于：所述的机器人大臂(1)未转动时，机器人大臂(1)与地面的水平面垂直，机器人大臂重力G不产生转矩；当机器人大臂(1)转动时，机器人大臂(1)与机器人地面(14)的垂直面处于小于90度的夹角，机器人大臂(1)重力G能够带动机器人大臂(1)产生转矩。
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| CN202022131955.4U CN213703479U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种机器人手臂重力平衡装置 |
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| CN202022131955.4U Active CN213703479U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种机器人手臂重力平衡装置 |
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2020
- 2020-09-25 CN CN202022131955.4U patent/CN213703479U/zh active Active
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