用于在机器人关节中使用的密封装置制造方法及图纸

提供了一种用于在机器人关节(200)中使用的密封装置(100)。该密封装置(100)包括：圆形密封组件(110)，沿纵向方向(Y)被布置在机器人关节(200)的摆臂(2)和基座(1)之间，该圆形密封组件(110)沿圆周方向(C)限定管状的腔(120)，并具有进气口(111)和出气口(112)；以及空气通道(1a)，被耦合到进气口(111)并且可操作以连续地将加压空气流传导到腔(120)中，以将腔(120)内部的空气压力保持在腔(120)外部的空气压力之上，并且由此高速气流从出气口(112)排出。

Sealing devices for use in robotic joints

A sealing device (100) for use in a robot joint (200) is provided. The sealing device (100) comprises a circular sealing assembly (110), which is arranged between the swing arm (2) and the base (1) of the robot joint (200) along the longitudinal direction (Y). The circular sealing assembly (110) defines a tubular cavity (120) along the circumferential direction (C), has an air inlet (111) and an air outlet (112) and an air passage (1a), which is coupled to the air inlet (111) and can operate continuously to pressurize the air flow. The air pressure inside the cavity (120) is maintained above the air pressure outside the cavity (120), and the high-speed air flow is discharged from the outlet (112).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在机器人关节中使用的密封装置
本公开的实施例总体上涉及一种机械装置，并且更具体地，涉及一种用于机器人关节的密封装置。
技术介绍
机器人，尤其是工业机器人(也被称为机器人臂)已被广泛用于帮助制造商，例如，在各种应用领域中提高生产率、产品质量和工人安全性。工业机器人具有多种轴配置。绝大多数关节型机器人通常根据所设计的轴数而使得多个自由度(例如，4到6自由度)成为可能。通常，具有更多轴的机器人允许更大的灵活性并且能够比具有更少轴的机器人执行更多种应用。工业机器人的轴1是机器人基座和摆臂之间的机器人关节。该轴允许机器人在很宽的范围内旋转和扫描，以覆盖机器人的任一侧的区域，并且甚至是覆盖机器人后面的区域。在某些情况下，该轴允许机器人从中心点自旋到整个180度范围。然而，对于大多数当前的工业机器人，在轴1的基座和摆臂之间的区域中通常存在间隙。在这种情况下，来自环境的污染物/污垢以及(在其他方面)在工业机器人的操作期间产生的碎屑可能引起问题并直接影响工业机器人的性能。例如，当机器人在潮湿的环境中操作时，产生的金属碎屑会溅到周围、或者一些液体污染可能流到轴1的内部空间中。一旦发生污垢渗入，轴1的内部结构可能会受损，这将不可避免地使轴1的性能恶化，并且因此使机器人的整体性能恶化。
技术实现思路
在第一方面，提供了一种用于在机器人关节中使用的密封装置。该密封装置包括：圆形密封组件，沿纵向方向被布置在机器人关节的摆臂和基座之间，圆形密封组件沿圆周方向限定管状的腔，并具有进气口和出气口；以及空气通道，被耦合到进气口并且可操作以将加压空气传导到腔中，以将腔内部的空气压力保持在腔外部的空气压力之上，并且由此高速气流从出气口排出。这种密封装置能够依靠其圆形密封组件来有效地将轴1的内部空间与尤其是外部固体污垢隔离。此外，利用这种连续定向的高压空气流进入到腔中，可以实现相对高速空气流从出气口排出。以这种方式，液体污染物/污垢可以被阻挡在腔外部。通过这种方式，可以实现对轴1的内部结构的更可靠的保护。在一些实施例中，圆形密封组件包括：密封环，形成腔的第一侧壁和顶壁，其中第一侧壁沿纵向方向定向，顶壁被固定至摆臂并且沿水平方向定向，该水平方向基本垂直于纵向方向。在一些实施例中，圆形密封组件还包括：基座环，被布置为与密封环同轴并且形成腔的第二侧壁，其中第二侧壁与第一侧壁被相对地定向。作为最外侧的屏障/阻隔部件的该被竖直定向的基座环(或者腔的第二侧壁)能够有效地降低固体污垢进入轴1结构的内部空间中的风险。在一些实施例中，出气口由基座环与密封环一起限定，并且因此能够根据需要而适当地设计和调整出气口的尺寸。在一些实施例中，圆形密封组件还包括：径向密封件，被布置为与密封环同轴并且形成腔的底壁，其中径向密封件沿径向方向而被定位在基座的第三侧壁和第一侧壁之间。在一些实施例中，径向密封件被弹性地布置在第三侧壁和第一侧壁之间，以沿径向方向抵靠第三侧壁和第一侧壁。在一些实施例中，径向密封件的至少一部分由柔性材料制成。柔性材料可以帮助实现更好的密封效果，因为它使得能够与配对表面充分接触。在一些实施例中，其中柔性材料是橡胶。在一些实施例中，密封装置还包括：空气管，经由管连接器被连接到空气通道，其中空气管可操作以传导从外部空气源供应的加压空气。在一些实施例中，腔内部的空气压力在35KPa至55KPa的范围内。在一些实施例中，腔内部的空气压力大约为45KPa。腔内部的这种适当调整的空气压力是有益的，因为它不仅提供稳定且充分的压力来抵抗污垢的渗透，而且还避免了使径向密封件可能失去其密封能力的过高压力。在第二方面，提供了一种机器人关节。机器人关节包括：基座、被耦合到基座的摆臂和根据本专利技术的第一方面的密封装置。通过以下讨论将显而易见的是，通过使用根据本公开的各种实施例的这种密封装置连同连续提供的密封装置的腔内部的高气体压力，固体和液体污染物或污垢的渗透能够被有效地避免，并且由此能够实现对于轴1的更可靠的机器人关节保护。此外，根据本公开的各种实施例的这种密封布置具有简单的结构/设计，这使得能够以低成本实现简单且直接的制造/组装过程。附图说明提供本文描述的附图以进一步解释本公开并且附图构成本申请的一部分。本公开的示例实施例及其说明用于解释本公开，而不是不恰当地限制本公开。图1是在组装状态下的工业机器人的透视图。图2是在组装状态下的图1的工业机器人应用以上下颠倒的定向的透视图。图3示出了根据本公开的实施例的用于在机器人关节中使用的密封装置的分解透视图。图4示出了根据本公开的实施例的用于在机器人关节中使用的密封装置的详细侧视图。图5示出了根据本公开实施例的用于在机器人关节中使用的密封装置的截面视图。图6是根据本公开的实施例的制造密封装置的流程图。图7示出了根据本公开的实施例的处于未组装状态的用于在机器人关节中使用的密封装置的分解图。在整个附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似的元件。具体实施方式现在将参考附图中所示的若干示例实施例来描述本公开的原理。尽管在附图中示出了本公开的示例实施例，但是应该理解的是，描述实施例仅仅是为了便于本领域技术人员更好地理解并由此实现本公开，而不是以任何方式限制本公开的范围。图1示出了根据本公开的实施例的工业机器人1000的总体视图。如图1所示的这种工业机器人可以被用作研磨/抛光机来处理表面研磨和抛光过程。例如，这种工业机器人可以被用于研磨/抛光手机的壳体。在如图1所示的标准位置，基座1被固定在地面上，并且被布置在基座1顶部的摆臂2可绕轴1旋转，轴1被定义为基座1和摆臂2之间的机器人关节，从而摆臂2可以在大的操作区域内扫描。根据具体要求和操作条件，工业机器人1000还可以适于如图2所示的以上下颠倒的定向被使用。如上所述，在研磨过程中产生的碎屑(例如金属碎屑)可能以不受控制的方式溅到周围，并且由此增加了碎屑渗入基座1和摆臂2之间的间隙中的风险。特别地，当机器人被用于诸如湿磨环境的潮湿的环境中时，冷却水通常被引入来冷却在研磨过程期间所产生的热量。在这种情况下，虽然一些阻隔结构(例如，基座环的壁)可以被设计和布置以阻隔溅起的固体碎屑，但是由冷却水和碎屑产生的浆状混合物由于液体表面张力仍然能够流动到轴1的内部结构中。液体表面张力有助于液体越过壁从而到达诸如密封结构、传动系结构、电气部件和电缆的轴1结构的内部空间，这将损坏内部的轴1结构，并且由此使机器人整体性能恶化。图3示出了用于在如图1所示的机器人关节200中使用的密封装置100的详细侧视图。密封装置100总体上包括圆形密封组件110(其横截面由虚线框标记)和被耦合到密封组件110的空气通道1a。如图3所示，圆形密封组件110沿纵向方向Y被布置在机器人关节200的摆臂2和基座1之间。换句话说，圆形密封组件110被布置为围绕轴1结构，以用于密封存在于机器人关节的摆臂2和基座1之间的间隙。如图3所示的密封装置100可以依靠其壁来有效地将轴1的内部空间与外部固体污垢隔离。仍然参考图3，圆形密封组件110沿圆周方向C限定管状的腔120并具有与腔120连接的进气口111和出气口112。空气通道1a被耦合到所述进气口111并且可操作以连续地将加压空气流传导到腔120中，以将腔120内部的空气压力保持在腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在机器人关节(200)中使用的密封装置(100)，包括：圆形密封组件(110)，沿纵向方向(Y)被布置在所述机器人关节(200)的摆臂(2)和基座(1)之间，所述圆形密封组件(110)沿圆周方向(C)限定管状的腔(120)，并且具有进气口(111)和出气口(112)；以及空气通道(1a)，被耦合到所述进气口(111)并且可操作以将加压空气传导到所述腔(120)中，以将所述腔(120)内部的空气压力保持在所述腔(120)外部的空气压力之上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在机器人关节(200)中使用的密封装置(100)，包括：圆形密封组件(110)，沿纵向方向(Y)被布置在所述机器人关节(200)的摆臂(2)和基座(1)之间，所述圆形密封组件(110)沿圆周方向(C)限定管状的腔(120)，并且具有进气口(111)和出气口(112)；以及空气通道(1a)，被耦合到所述进气口(111)并且可操作以将加压空气传导到所述腔(120)中，以将所述腔(120)内部的空气压力保持在所述腔(120)外部的空气压力之上。2.根据权利要求1所述的密封装置(100)，其中所述圆形密封组件(110)包括：密封环(9)，形成所述腔(120)的第一侧壁(901)和顶壁(902)，其中所述第一侧壁(901)沿所述纵向方向(Y)定向，所述顶壁(902)被固定至所述摆臂(2)并且沿水平方向(X)定向，所述水平方向(X)基本垂直于所述纵向方向(Y)。3.根据权利要求1-2中任一项所述的密封装置(100)，其中所述圆形密封组件(110)还包括：基座环(8)，被布置为与所述密封环(9)同轴并且形成所述腔(120)的第二侧壁(801)，其中所述第二侧壁(801)与所述第一侧壁(901)被相对地定向。4.根据权利要求1-3中任一项所述的密封装置(100)，其中所述圆形密封组件(110)还包括：径向密封件...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚玉红，曹晓东，哈云，付新国，梁邻鉴，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH