CN217669497U - 机械臂关节过载保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械臂关节过载保护装置，包括主动侧轴套、设于所述主动侧轴套内的主动侧电磁铁、设于主动侧轴套端面上的主动侧花键，以及从动侧轴套、设于从动侧轴套内的从动侧电磁铁、与从动侧轴套键连接的从动侧花键轴、与从动侧花键轴连接的永磁铁、与永磁铁连接可用于与主动侧花键啮合传动的从动侧花键，以及罩设于从动侧轴套外侧、一端与主动侧轴套相连的保护盖；主动侧花键上与从动侧花键啮合连接位置处设有压力传感器，从动侧花键轴与从动侧电磁铁之间安装有复位弹簧；还包括控制系统，分别与压力传感器、从动侧电磁铁和主动侧电磁铁信号连接。本实用新型避免了伺服电机、减速器及传动系统因负载过大而发生损坏。

Description

机械臂关节过载保护装置

技术领域

本实用新型涉及过载保护装置技术领域，尤其是一种机械臂关节过载保护装置。

背景技术

机械臂在工作或演示时，由于操作不当或其他各种原因，发生碰撞等突发情况，使得伺服电机、减速器或传动系统发生损坏，甚至发生操作人员人身伤害或工件损坏事故。并且在发生碰撞、过载等情况后，要进行拆机复位或者更换部件，相当耗费时间与人力物力。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种机械臂关节过载保护装置，目的是避免机械臂在发生碰撞或者负载过大等情况下遭受损失。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种机械臂关节过载保护装置，包括主动侧轴套、设于所述主动侧轴套内的主动侧电磁铁、设于所述主动侧轴套端面上的主动侧花键，以及从动侧轴套、设于所述从动侧轴套内的从动侧电磁铁、与从动侧轴套键连接的从动侧花键轴、与所述从动侧花键轴连接的永磁铁、与所述永磁铁连接可用于与所述主动侧花键啮合传动的从动侧花键，以及罩设于从动侧轴套外侧、一端与所述主动侧轴套相连的保护盖；

所述主动侧花键上与从动侧花键啮合连接位置处设有压力传感器，所述从动侧花键轴与所述从动侧电磁铁之间安装有复位弹簧；

还包括控制系统，分别与压力传感器、从动侧电磁铁和主动侧电磁铁信号连接；主动侧电磁铁和从动侧电磁铁分别位于所述永磁铁的两端，通电后分别可与永磁铁相吸或相斥。

进一步技术方案为：

所述从动侧电磁铁通过法兰盘与所述从动侧轴套连接，所述复位弹簧的两端分别与所述法兰盘和从动侧花键轴的端面相连。

所述从动侧花键轴通过销与永磁铁固定连接。

永磁铁通过螺钉与从动侧花键固定连接。

保护盖与主动侧轴套螺纹连接并通过锁紧螺母锁紧。

所述主动侧轴套与伺服电机输出轴通过键连接，所述从动侧轴套与减速器输入轴通过键连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实现了在机械臂正常工作时候将伺服电机力矩有效传递给减速器，当机械臂出现碰撞等意外状况时，压力传感器检测到超出关节正常工作力矩范围，在电磁铁的作用下使得主动端与从动端物理脱开，不再传递力矩，从而避免对工件或者操作者产生伤害。保护伺服电机、减速器以及传动系统不会因为负载过大而发生损坏。

本实用新型在进行故障排除时，只需对该过载保护装置进行断电复位操作，在电磁铁及复位弹簧的作用下，便能够使得机械臂快速恢复正常，重新投入使用，简化了故障的排除过程，缩短故障排除及调试的周期。方便快速复位，恢复正常使用。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

图1为本实用新型实施例的机械臂关节过载保护装置正常工作状态下的示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是本实用新型实施例的机械臂关节过载保护装置发生过载保护时的结构示意图。

图中：1、主动侧轴套；2、螺钉；3、锁紧螺母；4、主动侧电磁铁；5、主动侧花键；6、从动侧花键；7、永磁铁；8、销；9、从动侧花键轴；10、复位弹簧；11、从动侧电磁铁；12、从动侧轴套；13、保护盖；14、压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

参见图1至图3，本实施例的机械臂关节过载保护装置，包括主动侧轴套1、设于主动侧轴套1内的主动侧电磁铁4、设于主动侧轴套1端面上的主动侧花键5，以及从动侧轴套12、设于从动侧轴套12内的从动侧电磁铁11、与从动侧轴套12键连接的从动侧花键轴9、与从动侧花键轴9连接的永磁铁7、与永磁铁7连接可用于与主动侧花键5啮合传动的从动侧花键6，以及罩设于从动侧轴套12外侧、一端与主动侧轴套1相连的保护盖13；

参见图2，主动侧花键5上与从动侧花键6啮合连接位置处设有压力传感器14，从动侧花键轴9与从动侧电磁铁11之间安装有复位弹簧10；

还包括控制系统，分别与压力传感器14、从动侧电磁铁11和主动侧电磁铁4信号连接；主动侧电磁铁4和从动侧电磁铁11分别位于永磁铁7的两端，通电后分别可与永磁铁7相吸或相斥。

具体的，主动侧花键5用螺钉固定在主动侧轴套1端面，从动侧轴套12上有花键齿，从动侧花键轴9可以在花键齿上移动，从动侧花键轴9通过销8与永磁铁7固定，永磁铁7用螺钉与从动侧花键6固定。

本实施例的机械臂关节过载保护装置，位于伺服电机与减速器之间。在机械臂正常工作时，能够将伺服电机力矩有效传递给减速器，当机械臂出现碰撞等意外状况时，压力传感器检测到超出关节正常工作力矩范围，保护装置在电磁铁的作用下发生物理脱开，不能再传递力矩，从而避免对工件或者操作者产生额外伤害，并且保护伺服电机、减速器以及传动系统不会因为负载过大而发生损坏。在进行故障排除时，只需对该过载保护装置进行断电复位操作，在电磁铁及复位弹簧的作用下，便能够使得机械臂快速恢复正常，重新投入使用。

在工作时，主动侧轴套1与伺服电机输出轴通过键连接，从动侧轴套12与保护盖13与减速器输入轴连接，减速器输入轴与从动侧轴套12通过键连接，减速器输出与机械臂连接，驱动机械臂运动。具体的工作原理及流程如下：

如图1所示，为机械臂处于正常工作状态时保护装置的结构示意图。机械臂未通电时，复位弹簧10对从动侧花键轴9有向外侧的作用力(图中左侧)，从动侧花键轴9通过带动永磁铁7带动从动侧花键6与主动侧花键5啮合。机械臂通电后，压力传感器14没有检测到异常信号，即机械臂处于正常状态，控制系统控制主动侧电磁铁4和从动侧电磁铁11通电，使主动侧电磁铁4与永磁铁7相吸、永磁铁7与从动侧电磁铁11相斥，复位弹簧10继续发挥作用，在主动侧电磁铁4、从动侧电磁铁11和以及复位弹簧10的联合作用下，从动侧花键6与主动侧花键5啮合成图1所示状态，实现力矩从主动侧传递到从动侧。

如图4所示，为发生过载保护时的结构示意图。当压力传感器14检测到异常信号时，即机械臂发生碰撞或者过载，控制系统控制主动侧电磁铁4通电并产生斥力排斥永磁铁7，控制从动侧电磁铁11通电产生引力吸住永磁铁7，永磁铁7带动从动侧花键6沿着从动侧花键轴9轴线向压缩复位弹簧10方向运动，实现从动侧花键6与主动侧花键5的物理分离，切断力矩从主动侧到从动侧的传递。

当排除故障进行复位时，切断机械臂电源，复位弹簧10对从动侧花键轴9有向外侧(图中左侧)的作用力，通过永磁铁7带动从动侧花键6压紧在主动侧花键5上使两者啮合，完成复位。机械臂通电后，力传感器14没有检测到异常信号，在主动侧电磁铁4、从动侧电磁铁11以及复位弹簧10的联合作用下，从动侧花键6与主动侧花键5啮合。

当从动侧花键6与主动侧花键5分离时，从动侧电磁铁11限制了从动侧花键6分离的位置距离，避免影响复位。

复位时，如果发生主动侧花键5与从动侧花键6的齿没有啮合，没有力矩从主动侧传递到从动侧，转动主动侧轴套1一定角度(<90°)，主动侧花键5与从动侧花键6会立刻完成啮合，可以实现传递力矩。

主动侧轴套和从动侧轴套为键槽结构，分别用来固定伺服电机输出轴和减速器的输入轴，保护装置安装较为方便。

如图1所示，从动侧电磁铁11具体通过法兰盘与从动侧轴套12连接，复位弹簧10的两端分别与法兰盘和从动侧花键轴9的端面相连。

主动侧电磁铁4具体通过螺钉2与主动侧轴套1连接。

保护盖13与主动侧轴套1螺纹连接并通过锁紧螺母3锁紧防松。保护盖13安装在主动侧轴套1外部，避免异物进入装置。

本实施例的机械臂关节过载保护装置，在有效保护机械臂及操作人员与工件的同时，简化了故障的排除过程，缩短故障排除及调试的周期。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械臂关节过载保护装置，其特征在于，包括主动侧轴套(1)、设于所述主动侧轴套(1)内的主动侧电磁铁(4)、设于所述主动侧轴套(1)端面上的主动侧花键(5)，以及从动侧轴套(12)、设于所述从动侧轴套(12)内的从动侧电磁铁(11)、与从动侧轴套(12)键连接的从动侧花键轴(9)、与所述从动侧花键轴(9)连接的永磁铁(7)、与所述永磁铁(7)连接可用于与所述主动侧花键(5)啮合传动的从动侧花键(6)，以及罩设于从动侧轴套(12)外侧、一端与所述主动侧轴套(1)相连的保护盖(13)；

所述主动侧花键(5)上与从动侧花键(6)啮合连接位置处设有压力传感器(14)，所述从动侧花键轴(9)与所述从动侧电磁铁(11)之间安装有复位弹簧(10)；

还包括控制系统，分别与压力传感器(14)、从动侧电磁铁(11)和主动侧电磁铁(4)信号连接；主动侧电磁铁(4)和从动侧电磁铁(11)分别位于所述永磁铁(7)的两端，通电后分别可与永磁铁(7)相吸或相斥。

2.根据权利要求1所述的机械臂关节过载保护装置，其特征在于，所述从动侧电磁铁(11)通过法兰盘与所述从动侧轴套(12)连接，所述复位弹簧(10)的两端分别与所述法兰盘和从动侧花键轴(9)的端面相连。

3.根据权利要求1所述的机械臂关节过载保护装置，其特征在于，所述从动侧花键轴(9)通过销(8)与永磁铁(7)固定连接。

4.根据权利要求1所述的机械臂关节过载保护装置，其特征在于，永磁铁(7)通过螺钉与从动侧花键(6)固定连接。

5.根据权利要求1所述的机械臂关节过载保护装置，其特征在于，保护盖(13)与主动侧轴套(1)螺纹连接并通过锁紧螺母(3)锁紧。

6.根据权利要求1所述的机械臂关节过载保护装置，其特征在于，所述主动侧轴套(1)与伺服电机输出轴通过键连接，所述从动侧轴套(12)与减速器输入轴通过键连接。

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