一種機器人的負載過載保護機構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種機器人的負載過載保護機構，屬于機器人【技術領域】。它解決了現(xiàn)有機器人的負載易由于受力過大而損壞的問題。本機器人的負載過載保護機構，包括中空的殼體、輸出軸、用于與機器人相連接的連接盤和用于感應輸出軸和殼體位置變化且與機器人的控制系統(tǒng)電連接的微動開關，連接盤連接在殼體的一端，殼體的另一端具有端蓋，端蓋的中心具有一供輸出軸穿過的軸孔，輸出軸的一端用于與負載相連，另一端位于殼體的內腔中且具有一圈用于避免輸出軸脫出殼體的環(huán)形擋沿，輸出軸與連接盤之間設置有若干個預緊彈簧，微動開關設置在端蓋上，且微動開關的驅動桿抵靠在環(huán)形擋沿上。它能夠對連接在機器人上的負載進行過載保護，避免負載的損壞。
【專利說明】一種機器人的負載過載保護機構

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人【技術領域】，涉及一種機器人的負載過載保護機構。

【背景技術】
[0002]隨著機械加工領域的不斷發(fā)展，用機器人代替供人進行自動化加工的程度越來越高，機器人要實現(xiàn)抓放、搬運、鉆孔等操作時，將產(chǎn)生較大的載荷力，產(chǎn)生的載荷力如果過大的話極容易造成機器人零部件的破壞，或者要求零部件尺寸增大，驅動功率增加，造成成本上的浪費，因而在機器人上通常都會設置過載保護，現(xiàn)有的過載保護都是為了保護機器人自身，當機器人承受的外界負載超過許用值時，過載保護起作用，避免機器人的電機、減速器、本體免受破壞，但是卻無法對負載提供保護，當機器人施加在負載上的力超過負載的允許載荷時，會造成負載的損壞。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種機器人的負載過載保護機構，它能夠對連接在機器人上的負載進行過載保護，避免負載的損壞。
[0004]本發(fā)明的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn):一種機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述過載保護機構包括中空的殼體、輸出軸、用于與機器人相連接的連接盤和用于感應輸出軸和殼體位置變化且與機器人的控制系統(tǒng)電連接的微動開關，所述連接盤連接在殼體的一端，所述殼體的另一端具有端蓋，所述端蓋的中心具有一供輸出軸穿過的軸孔，所述輸出軸的一端用于與負載相連，另一端位于殼體的內腔中且具有一圈用于避免輸出軸脫出殼體的環(huán)形擋沿，所述輸出軸與連接盤之間設置有若干個預緊彈簧，所述微動開關設置在端蓋上，且微動開關的驅動桿抵靠在環(huán)形擋沿上。
[0005]本技術方案中的輸出軸穿插在殼體中并通過環(huán)形擋沿與殼體的端蓋相配合進行限位，環(huán)形擋沿與連接盤通過預緊彈簧相連接，當機器人通過本機構的輸出軸連接負載時，預緊彈簧在機器人的作用下會進行壓縮，從而使得環(huán)形擋沿與端蓋的間距增大，當兩者間距增大到預定值時，微動開關斷開，與微動開關電連接的機器人控制系統(tǒng)會發(fā)出停止信號，機器人不再進行工作，即不會再向負載施加作用力，從而達到保護負載的目的。
[0006]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述環(huán)形擋沿朝向端蓋的一側面上設置有若干個定位槽二，所述殼體的側壁均布有若干個通孔，所述通孔內插設有能連接在定位槽二上的定位銷。定位銷用于約束殼體和輸出軸之間的軸向旋轉自由度，使得輸出軸僅能進行軸向移動，而不能進行旋轉，以避免微動開關由于輸出軸相對于殼體發(fā)生旋轉而導致失效，從而保證對負載的過載保護能夠正常進行。
[0007]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述殼體的外壁上環(huán)設有一圈限位槽，所述通孔位于限位槽的槽底，所述限位槽內設置有一具有缺口的限位環(huán)。通過缺口可將限位環(huán)扳開并套裝在限位槽上，該限位環(huán)用于對定位銷進行限位，避免其脫出，從而保證微動開關的正常工作，且避免影響到對負載的過載保護效果。
[0008]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述微動開關的個數(shù)為3個，且3個微動開關均布在端蓋上，所述定位銷的個數(shù)為3個，且3個定位銷和3個微動開關間隔設置。微動開關均設在端蓋上，與環(huán)形擋沿形成三點的面接觸，而與3個微動開關間隔設置的3個定位銷，也與環(huán)形擋沿形成了一個穩(wěn)定的三點的面接觸，兩者結合判定即可實現(xiàn)對輸出軸的綜合感應，從而實現(xiàn)對負載的全方位過載保護。
[0009]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述預緊彈簧的個數(shù)為6個，且每個預緊彈簧均與一微動開關或一定位銷的位置相對應。微動開關和定位銷均與預緊彈簧的位置一一對應，即微動開關和定位銷均設置在輸出軸位移最明顯的位置上，反應最靈敏，對負載的保護效果更好。
[0010]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述連接盤和預緊彈簧之間設置有一墊片，所述預緊彈簧的一端抵靠在輸出軸上，另一端抵靠在墊片的一側側面上，所述墊片和連接盤之間設置有調節(jié)螺栓，所述調節(jié)螺栓螺紋旋接在連接盤上，且調節(jié)螺栓的栓柱頂面抵靠在墊片的另一側側面上。通過旋轉調節(jié)螺栓可以調節(jié)墊片與連接盤的間距，進而實現(xiàn)對墊片和輸出軸的間距調整和對預緊彈簧的預緊力調整，在位移變化量的預定數(shù)值不變的前提下，能夠增加或減少本過載保護機構的保護載荷閥值，使之達到負載許可載荷的要求，以保證本過載保護機構能夠適應不同的負載，調試方便，應用范圍更廣。
[0011]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述環(huán)形擋沿的端面上具有若干個用于連接預緊彈簧的定位柱一，所述墊片的端面上具有若干個用于連接預緊彈簧的定位柱二。預緊彈簧的兩端分別連接在定位柱一和定位柱二，連接更加牢固，避免發(fā)生不必要的移位，導致過載保護失效。
[0012]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述輸出軸為貫穿型的中空軸。該設計既能使得輸出軸與負載本過載保護機構質量輕，但是能承受的極限載荷大，具有較大的載荷-質量比，既有很大的負載載荷適應能力，又不會很大程度的占用機器人的額定載荷分配，負載感應相對更加靈敏，負載保護效果更好。
[0013]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述輸出軸的端面上具有若干個用于與負載相連接的螺栓孔，所述螺栓孔的軸向與輸出軸的軸向相平行。通過設置螺栓孔能夠進一步去重，以減少整個保護機構的質量，使得本過載保護機構具有較大的載荷-質量比，負載感應相對更加靈敏，負載保護效果更好，而且螺栓孔的軸向與輸出軸的軸向相平行，能夠保證輸出軸和負載的便宜相一致，從而使得過載保護更加精確。
[0014]在上述的機器人的負載過載保護機構中，所述輸出軸為鋁或鈦纖維制成。鋁和鈦纖維材料具有足夠的結構強度，能夠承受負載的質量，而且其自身的質量均較輕，具有較大的載荷-質量比，既有很大的負載載荷適應能力，又不會很大程度的占用機器人的額定載荷分配，負載感應相對更加靈敏，負載保護效果更好。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
[0016]1、通過微動開關和定位銷相配合，能夠對負載實現(xiàn)全方位的保護作用；
[0017]2、由于負載過載保護機構連接在負載和機器人之間，感知負載載荷的靈敏性高，響應速度快，可以最大程度的保護負載免受破壞。
[0018]3、根據(jù)不同的負載許可載荷，可以調節(jié)負載過載保護機構的性能參數(shù)，使之達到負載許可載荷的要求。
[0019]4、負載過載保護機構結構簡單，質量輕，但是能承受的極限載荷大，具有很大的載荷一質量比。因此過載保護機構既有很大的負載載荷適應能力，又不會很大程度的占用機器人的額定載荷分配。
[0020]5、此負載過載保護機構同樣適用于含有施力端和受力端的場合，只要在施力端和受力端插入此負載過載保護機構，并且把負載過載保護機構的保護載荷閥值調到負載的許可載荷即可。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結構示意圖一。
[0022]圖2是本發(fā)明的結構示意圖二。
[0023]圖3是本發(fā)明的剖視圖。
[0024]圖4是本發(fā)明中殼體的結構示意圖一。
[0025]圖5是本發(fā)明中殼體的結構示意圖二。
[0026]圖6是本發(fā)明中限位環(huán)的結構示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明中輸出軸的結構示意圖。
[0028]圖8是本發(fā)明另一實施例的剖面圖。
[0029]圖中，1、殼體；la、端蓋；lb、軸孔；lc、通孔；ld、限位槽；le、定位槽一 ；2、輸出軸；2a、環(huán)形擋沿；2b、螺栓孔；2c、定位柱一 ；2d、定位槽二 ；3、連接盤；3a、定位柱三；4、微動開關；4a、驅動桿；5、限位環(huán)；5a、缺口 ；6、定位銷；7、預緊彈簧；8、墊片；8a、定位柱二 ；9、螺栓；10、調節(jié)螺栓。

【具體實施方式】
[0030]以下是本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0031]實施例一:
[0032]參照圖1、圖2和圖3，本實施例一為一種機器人的負載過載保護機構，設置在機器人和負載之間，并對負載進行過載保護。本過載保護機構包括中空的殼體1、用于與負載相連的輸出軸2、用于與機器人相連接的連接盤3和用于感應輸出軸2和殼體I位置變化且與機器人的控制系統(tǒng)電連接的微動開關4，連接盤3通過螺栓9連接在殼體I的一端，殼體I的另一端具有端蓋la，端蓋Ia的中心具有一供輸出軸2穿過的軸孔lb，微動開關4通過螺釘連接在殼體I的端蓋Ia上，殼體I的外部套設有一限位環(huán)5。
[0033]結合圖3和圖7，輸出軸2的一端用于與負載相連，另一端位于殼體I的內腔中且具有一圈環(huán)形擋沿2a，輸出軸2的外徑小于軸孔Ib的內徑，環(huán)形擋沿2a的直徑大于軸孔Ib的內徑且小于殼體I的內徑，環(huán)形擋沿2a能夠避免輸出軸2由軸孔Ia脫出殼體I。輸出軸2與連接盤3之間設置有若干個預緊彈簧7，環(huán)形擋沿2a的端面上具有若干個定位柱一 2c，連接盤3的端面上具有若干個定位柱三3a，預緊彈簧7的兩端分別連接在定位柱一2c和定位柱三3a上。微動開關4嵌裝在端蓋Ia上，且微動開關4的驅動桿4a抵靠在環(huán)形擋沿2a上，當輸出軸2與殼體I之間發(fā)生偏斜的時候，相應方向上的一個微動開關4斷電，當輸出軸2往內縮的時候，3個微動開關3都會斷電。本實施例中總共設置有3個微動開關4，只要任何一個微動開關4斷電，機器人就停止運行。
[0034]結合圖3、圖5和圖7，輸出軸2的環(huán)形擋沿2a朝向端蓋Ia的一側面上均布有3個定位槽二 2d，端蓋Ia上與環(huán)形擋沿2a相對的內側面上均布有3個定位槽一 le，定位槽一 Ie和定位槽二 2d位置一一對應，且定位槽一 Ie和定位槽二 2d均為半圓弧型槽，兩者合攏后形成一個圓孔。
[0035]結合圖3、圖4、圖5和圖6，殼體I的外壁上環(huán)設有一圈用于連接限位環(huán)5的限位槽ld，限位槽Id的槽底均布有3個貫穿型的通孔lc，該通孔Ic與定位槽一 Ie和定位槽二2d合并而成的圓孔為同軸設置。通孔Ic內設置有圓柱狀的定位銷6，定位銷6用于約束殼體I和輸出軸2之間的軸向旋轉自由度，同時還具有定心的作用，能夠保證輸出軸2和殼體I同軸設置。套裝在限位槽Id上的限位環(huán)5能夠對定位銷6進行限位，避免其脫出。該限位環(huán)5為一具有缺口 5a的圓環(huán)狀結構，通過缺口 5a可將限位環(huán)5掰開，從而使得限位環(huán)5可以輕松地套裝在殼體I的限位槽Id上，或從殼體I的限位槽Id上輕松拆下，以對定位銷6進行檢修或更換。本實施例中的預緊彈簧7的個數(shù)為6個，且每個預緊彈簧7均與一微動開關4或一定位銷6的位置相對應。
[0036]結合圖7，輸出軸2為貫穿型的中空軸，且輸出軸2的端面上具有若干個用于與負載相連接的螺栓孔2b，螺栓孔2b的軸向與輸出軸2的軸向相平行。本實施例中的輸出軸2為鋁或鈦纖維制成。上述設計均能夠在保證輸出軸2的結構強度的前提下，減輕輸出軸2的載荷-質量比，以提高本負載保護機構對負載的保護效果。
[0037]實施例二:
[0038]參照圖8，本實施例二的結構與實施例一基本相同，不同點在于，連接盤3和預緊彈簧7之間設置有一墊片8，預緊彈簧7的一端抵靠在輸出軸2上，另一端抵靠在墊片8的一側側面上，所述墊片8和連接盤3之間設置有調節(jié)螺栓10，調節(jié)螺栓10螺紋旋接在連接盤3上，且調節(jié)螺栓10的栓柱頂面抵靠在墊片8的另一側側面上。環(huán)形擋沿2a的端面上具有若干個用于連接預緊彈簧7的定位柱一 2c，墊片8的端面上具有若干個與定位柱一 2c位置一一對應且用于連接預緊彈簧7的定位柱二 8a。通過調節(jié)螺栓10可以調節(jié)墊片8與連接盤3的間距，進而實現(xiàn)對墊片8和輸出軸2的間距調整和對預緊彈簧7的預緊力調整，在位移變化量的預定數(shù)值不變的前提下，能夠增加或減少本過載保護機構的保護載荷閥值，使之達到負載許可載荷的要求，以保證本過載保護機構能夠適應不同的負載，調試方便，應用范圍更廣。
[0039]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【權利要求】
1.一種機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述過載保護機構包括中空的殼體(1)、輸出軸⑵、用于與機器人相連接的連接盤⑶和用于感應輸出軸⑵和殼體⑴位置變化且與機器人的控制系統(tǒng)電連接的微動開關(4)，所述連接盤(3)連接在殼體(1)的一端，所述殼體(1)的另一端具有端蓋(la)，所述端蓋(la)的中心具有一供輸出軸(2)穿過的軸孔(lb)，所述輸出軸(2)的一端用于與負載相連，另一端位于殼體(1)的內腔中且具有一圈用于避免輸出軸⑵脫出殼體⑴的環(huán)形擋沿(2a)，所述輸出軸⑵與連接盤(3)之間設置有若干個預緊彈簧(7)，所述微動開關(4)設置在端蓋(la)上，且微動開關(4)的驅動桿(4a)抵靠在環(huán)形擋沿(2a)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述環(huán)形擋沿(2a)朝向端蓋(la)的一側面上設置有若干個定位槽二(2d)，所述殼體(1)的側壁均布有若干個通孔(lc)，所述通孔(lc)內插設有能連接在定位槽二(2d)上的定位銷(6)。
3.根據(jù)權利要求2所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述殼體(1)的外壁上環(huán)設有一圈限位槽(Id)，所述通孔(lc)位于限位槽(Id)的槽底，所述限位槽(Id)內設置有一具有缺口(5a)的限位環(huán)(5)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述微動開關(4)的個數(shù)為3個，且3個微動開關(4)均布在端蓋(la)上，所述定位銷￠)的個數(shù)為3個，且3個定位銷(6)和3個微動開關⑷間隔設置。
5.根據(jù)權利要求4所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述預緊彈簧(7)的個數(shù)為6個，且每個預緊彈簧(7)均與一微動開關(4)或一定位銷(6)的位置相對應。
6.根據(jù)權利要求1或2或3所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述連接盤(3)和預緊彈簧(7)之間設置有一墊片(8)，所述預緊彈簧(7)的一端抵靠在輸出軸(2)上，另一端抵靠在墊片(8)的一側側面上，所述墊片(8)和連接盤(3)之間設置有調節(jié)螺栓(10)，所述調節(jié)螺栓(10)螺紋旋接在連接盤(3)上，且調節(jié)螺栓(10)的栓柱頂面抵靠在墊片(8)的另一側側面上。
7.根據(jù)權利要求6所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述環(huán)形擋沿(2a)的端面上具有若干個用于連接預緊彈簧(7)的定位柱一(2c)，所述墊片(8)的端面上具有若干個與定位柱一(2c)位置一一對應且用于連接預緊彈簧(7)的定位柱二(8a)。
8.根據(jù)權利要求1或2或3所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述輸出軸(2)為貫穿型的中空軸。
9.根據(jù)權利要求8所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述輸出軸(2)的端面上具有若干個用于與負載相連接的螺栓孔(2b)，所述螺栓孔(2b)的軸向與輸出軸(2)的軸向相平行。
10.根據(jù)權利要求1或2或3所述的機器人的負載過載保護機構，其特征在于，所述輸出軸(2)為鋁或鈦纖維制成。
【文檔編號】B25J19/06GK104476569SQ201410843029
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月30日 優(yōu)先權日:2014年12月30日
【發(fā)明者】呂浚潮, 鄧定紅, 陶勝美, 王曦熙, 孔民秀 申請人:浙江錢江摩托股份有限公司, 哈爾濱博強機器人技術有限公司