一种适应粉尘环境的机械手制造技术

本发明专利技术涉及一种机械手，特别涉及一种适应粉尘环境的机械手。包括基座组件、大臂组件、小臂组件、末端组件、主动补压子系统、被动补气系统及被动保压子系统，其中基座组件、大臂组件、小臂组件及末端组件的外壳依次转动连接、且末端组件可伸缩，主动补压子系统的一端与小臂组件静态密封连接，另一端与末端组件旋转连接、且可保持在末端组件的轴线方向上与末端组件被动随动，基座组件、大臂组件、小臂组件、末端组件及主动补压子系统的内腔依次连通形成变压区，被动补气系统和被动保压子系统均与变压区连通。本发明专利技术只有在机械手动作的时刻消耗能量，而在机械不动作的情况下，正压维持不消耗能量，通过类似于呼吸的作用，自动排尘。

【技术实现步骤摘要】
一种适应粉尘环境的机械手
本专利技术涉及一种机械手，特别涉及一种适应粉尘环境的机械手。
技术介绍
水平多关节机器人，中文译名：选择顺应性装配机器手臂。具有四个轴和四个运动自由度：X，Y，Z方向的平动自由度和绕Z轴的转动自由度。在X，Y方向上具有顺从性，而在Z轴方向上具有良好的刚度，大臂和小臂是串联的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限的空间中进行作业，然后收回。基本构型为基座、大臂、小臂和末端构件四个部分。目前的防尘方法是用含有毛毡的密封结构，是正压外壳(通风、充气型)，在设备的外壳内通入一定压力的新鲜空气或者惰性气体，使周围的可燃性气体不能进入外壳内部，从而阻止点燃源与爆炸性气体接触，达到防止爆炸的目的。常用防爆类型的防爆原理--正压型根据燃烧和爆炸的三要素，可以采用不同的防爆措施，避免电气设备成为点燃源。正压型电气设备的关键是设备外壳内部保护性气体的压力高于环境的压力至少50Pa。因此，设备需要配置鼓风机、管道和风压继电器等，它一般用于大型电动机和控制开关设备，且结构复杂，成本高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种适应粉尘环境的机械手，只有在机械手动作的时刻消耗能量，而在机械不动作的情况下，正压维持不消耗能量，通过类似于呼吸的作用，自动排尘，进而达到机械手适应多尘环境的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术特征：一种适应粉尘环境的机械手，包括基座组件、大臂组件、小臂组件、末端组件、主动补压子系统、被动补气系统及被动保压子系统，其中基座组件、大臂组件、小臂组件及末端组件依次转动连接、且所述末端组件可伸缩，所述主动补压子系统的一端与小臂组件静态密封连接，另一端与末端组件旋转连接、且可保持在末端组件的轴线方向上与末端组件被动随动，所述基座组件、大臂组件、小臂组件、末端组件及主动补压子系统的内腔依次连通形成变压区，所述被动补气系统和所述被动保压子系统均与变压区连通；所述末端组件伸出且带动所述主动补压子系统扩张时，所述变压区通过被动补气系统吸取干净空气；所述末端组件带动主动补压子系统收缩时，所述变压区内的气体通过所述被动保压子系统排出。所述被动补气系统包括单向阀、气管a及气管b，其中单向阀的进气口通过气管b与干净环境常压区连通，所述单向阀的出气口通过气管a与位于所述基座组件内的变压区连通。所述被动保压子系统包括气压储能器和可调节稳压阀，所述气压储能器通过管路与位于所述基座组件内的变压区连通，所述可调节稳压阀设置于所述气压储能器的顶部。所述气压储能器为波纹管结构。所述主动补压子系统为波纹管结构，其一端与所述小臂组件的外壳固连，另一端与所述末端组件转动连接。所述基座组件、大臂组件、小臂组件和末端组件的外壳之间的转动连接处及所述主动补压子系统与所述末端组件之间的转动连接处均通过旋转密封子系统进行旋转动态密封。所述小臂组件上设有用于容纳所述末端组件直线行程的突出部分。所述机械手进一步包括控制系统，所述控制系统用于控制所述机械手各关节的转动及所述末端组件的伸缩运动。所述控制系统包括防爆型电器柜和防爆电缆，所述防爆型电器柜通过防爆电缆与所述基座组件连接。所述大臂组件和小臂组件可进行无限旋转运动，所述末端组件可进行升降运动、无限旋转运动或螺旋运动。本专利技术的优点及有益效果是：1.相较于现有技术，本专利技术的运动构件运动惯量较小，这样伺服再生电阻消耗功率较小，更加节能。2.本专利技术提供的机械手在制动的过程中对安装基础的冲击振动较小。3.本专利技术无高压管路，安全可靠。4.本专利技术只有在机械手运动情况下消耗能量，在机械手不运动情况下不消耗正压能量，节能环保。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中：101为控制系统，102为防爆电缆，103为内部通气孔，104为静密封召罩，105为基座组件，106为气管a，107为被动补气系统，108为气管b，109为可调节稳压阀，110为气压储能器，111为大臂组件，112为小臂组件，113为滚珠花键杆，114为突出部分，115为主动补压子系统，116为旋转密封子系统，117为变压区，118为粉尘环境常压区，119为干净环境常压区，120为末端组件。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供的一种适应粉尘环境的机械手，包括基座组件105、大臂组件111、小臂组件112、末端组件120、主动补压子系统115、被动补气系统107及被动保压子系统，其中基座组件105、大臂组件111、小臂组件112及末端组件120依次转动连接、且末端组件120可伸缩，主动补压子系统115的一端与小臂组件112静态密封连接，另一端与末端组件120旋转连接、且可保持在末端组件120的轴线方向上与末端组件120被动随动，可以保持在末端组件120做直线运动的情况下，改变小臂组件120内部压力的变化。基座组件105、大臂组件111、小臂组件112、末端组件120及主动补压子系统115的内腔依次连通形成变压区117，被动补气系统107和被动保压子系统均与变压区117连通；末端组件120伸出且带动主动补压子系统115体积扩张时，变压区117通过被动补气系统107吸取干净空气；末端组件120带动主动补压子系统115收缩时，变压区117内的气体通过所述被动保压子系统排出。被动补气系统107包括单向阀、气管a106及气管b108，其中单向阀的进气口通过气管b108与干净环境常压区119连通，单向阀的出气口通过气管a106与位于基座组件105内的变压区117连通。所述被动保压子系统包括气压储能器110和可调节稳压阀109，气压储能器110通过管路与位于基座组件105内的变压区117连通，可调节稳压阀109设置于气压储能器110的顶部。主动补压子系统115体积扩张时，单向阀打开，变压区117通过单向阀吸取干净空气；末端组件120带动主动补压子系统115收缩时，单向阀关闭，变压区117内的气体进入气压储能器110内。进一步地，气压储能器110为波纹管结构。气压储能器110依靠波纹管的压缩波纹把气体系统中的过剩压力能转化为波纹管的压缩波纹弹性势能存储起来，需要时释放出去。其结构简单，成本较低。主动补压子系统115为波纹管结构，其一端与小臂组件112的外壳固连，另一端与末端组件120转动连接、且可随末端组件120作直线运动。基座组件105、大臂组件111、小臂组件112和末端组件120的外壳之间的转动连接处及主动补压子系统115与末端组件120之间的转动连接处均通过旋转密封子系统116进行旋转动态密封。旋转密封子系统116可采用迷宫密封。在机械手的外部有大量高浓度的易爆的粉尘、气体等可燃物，根据扩散理论，试图进入机械手的内部，而选择旋转密封子系统116是进入的门户，正式由于本专利技术的旋转密封子系统116，阻止易爆的粉尘、气体等可燃物的进入。由于本专利技术结构的特殊性，在机械手内部电气件即使有热源(明火或高温)，由于粉尘进不去，也爆炸不了，所以安全可靠。小臂组件112上设有用于容纳末端组件120直线行程的突出部分114，突出部分114可容纳末端组件120的任意空间运动而不干涉。所述机械手进一步包括控制系统101，控制系统用于控制机械手各关节的转动及末端组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应粉尘环境的机械手，其特征在于，包括基座组件(105)、大臂组件(111)、小臂组件(112)、末端组件(120)、主动补压子系统(115)、被动补气系统(107)及被动保压子系统，其中基座组件(105)、大臂组件(111)、小臂组件(112)及末端组件(120)依次转动连接、且所述末端组件(120)可伸缩，所述主动补压子系统(115)的一端与小臂组件(112)静态密封连接，另一端与末端组件(120)旋转连接、且可保持在末端组件(120)的轴线方向上与末端组件(120)被动随动，所述基座组件(105)、大臂组件(111)、小臂组件(112)、末端组件(120)及主动补压子系统(115)的内腔依次连通形成变压区(117)，所述被动补气系统(107)和所述被动保压子系统均与变压区(117)连通；所述末端组件(120)伸出且带动所述主动补压子系统(115)扩张时，所述变压区(117)通过被动补气系统(107)吸取干净空气；所述末端组件(120)带动主动补压子系统(115)收缩时，所述变压区(117)内的气体通过所述被动保压子系统排出。

【技术特征摘要】
1.一种适应粉尘环境的机械手，其特征在于，包括基座组件(105)、大臂组件(111)、小臂组件(112)、末端组件(120)、主动补压子系统(115)、被动补气系统(107)及被动保压子系统，其中基座组件(105)、大臂组件(111)、小臂组件(112)及末端组件(120)依次转动连接、且所述末端组件(120)可伸缩，所述主动补压子系统(115)的一端与小臂组件(112)静态密封连接，另一端与末端组件(120)旋转连接、且可保持在末端组件(120)的轴线方向上与末端组件(120)被动随动，所述基座组件(105)、大臂组件(111)、小臂组件(112)、末端组件(120)及主动补压子系统(115)的内腔依次连通形成变压区(117)，所述被动补气系统(107)和所述被动保压子系统均与变压区(117)连通；所述末端组件(120)伸出且带动所述主动补压子系统(115)扩张时，所述变压区(117)通过被动补气系统(107)吸取干净空气；所述末端组件(120)带动主动补压子系统(115)收缩时，所述变压区(117)内的气体通过所述被动保压子系统排出。2.根据权利要求1所述的适应粉尘环境的机械手，其特征在于，所述被动补气系统(107)包括单向阀、气管a(106)及气管b(108)，其中单向阀的进气口通过气管b(108)与干净环境常压区(119)连通，所述单向阀的出气口通过气管a(106)与位于所述基座组件(105)内的变压区(117)连通。3.根据权利要求1所述的适应粉尘环境的机械手，其特征在于，所述被动保压子系统包括气压储能器(110)和可调节稳压阀(109)，所述气压储能器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一恒，王韫，马庆，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21