本发明专利技术提供平衡装置以及具备该平衡装置的机器人。一种平衡装置，用于机器人，所述机器人包括大臂以及被设置在所述大臂中并用于驱动所述大臂转动的伺服电机，所述平衡装置包括平衡缸、平衡缸轴、重叠配置的多个弹簧部件、用于支承所述弹簧部件的两端部的支承部件，所述平衡缸轴被设置为在所述大臂转动时离开或进入所述平衡缸，所述弹簧部件被设置为随着两端部朝向中间部而刚度逐渐增大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及平衡装置以及具备该平衡装置的机器人。
技术介绍
以往，工业机器人包括基座、平衡装置、大臂、小臂、以及手腕部件。在所述大臂中设置有驱动大臂转动的伺服电机。平衡装置包括平衡缸、被设置在所述平衡缸中的重叠配置的多个弹簧部件、用于支承该弹簧部件的弹簧座、以及平衡缸轴。在该平衡缸轴上安装有关节轴承，该关节轴承通过平衡装置转轴与大臂连接。平衡缸轴被设置为在机器人工作时离开或进入所述平衡缸以压缩或释放被设置在所述平衡缸中的弹簧部件，由此能够将能量储存到所述弹簧部件中或从所述弹簧部件中释放，以用于抵消因大臂的重力负载而引起的旋转力矩。但是，当所述伺服电机起动而驱动所述大臂转动时，拉出所述平衡缸轴，压缩弹簧部件，因此伺服电机需要克服弹簧部件的弹簧力而起动，在此情况下，伺服电机需要承担很大的起动负载。另外，以往，平衡装置体型较大，也有改良的余地。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够降低机器人电机起动时的负载、体型小的平衡装置以及具备该平衡装置的机器人。为了达到上述目的，本专利技术提供一种平衡装置，用于机器人，所述机器人包括大臂以及被设置在所述大臂中并用于驱动所述大臂转动的伺服电机，所述平衡装置包括平衡缸、平衡缸轴、重叠配置的多个弹簧部件、用于支承所述弹簧部件的两端部的支承部件，所述平衡缸轴被设置为在所述大臂转动时离开或进入所述平衡缸，所述弹簧部件被设置为随着两端部朝向中间部而刚度逐渐增大。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:所述弹簧部件被设置为随着两端部朝向中间部而直径逐渐增大。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:在所述弹簧部件中配置空心部，该空心部随着两端部朝向中央部其大小逐渐减小。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:在所述弹簧部件中配置空心部，该空心部随着两端部朝向中央部其大小逐渐减小。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:所述多个弹簧部件的长度各不相同。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:在所述弹簧部件的一个端部与所述支承部件之间设定预定的间隔。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:在一个端部与所述支承部件之间被设定预定的间隔的所述弹簧部件通过卡定部件固定到另一个弹簧部件上，所述另一个弹簧部件的两端部被支承部件支承。另外，在本专利技术涉及的平衡装置中，优选的是:在所述支承部件中设置有卡槽，所述弹簧部件的两端部被固定到所述卡槽中。另外，本专利技术是包括上述任一项记载的平衡装置的机器人。根据本专利技术，能够降低机器人电机起动时的负载，并且能够减小平衡装置的尺寸，减少材料用量。【附图说明】图1是表示本专利技术涉及的具备平衡装置的机器人的整体视图；图2是表示平衡装置的结构的示意图；图3是表示配置有空心部的螺旋弹簧的示意图；图4是表示平衡装置的另一结构的示意图。标号说明100机器人、I基座、2平衡装置、3大臂、4小臂、5手腕部件、PO基准面、Al第一轴、A2第二轴、A3第三轴、A4第四轴、A5第五轴、31伺服电机、21平衡缸、22螺旋弹簧、23弹簧座、24平衡缸轴、25平衡装置盖、6关节轴承、7平衡装置转轴、221、222螺旋弹簧、29通孔、26螺纹部、27螺母、28a卡槽、28b卡槽、22a空心部、22b卡定部件、30连接轴【具体实施方式】以下，参照附图来说明本专利技术的【具体实施方式】。图1是表示本专利技术涉及的具备平衡装置的机器人100的整体视图。本专利技术涉及的机器人100包括基座1、平衡装置2、大臂3、小臂4、以及手腕部件5。在图1中，以基准面PO为参照基准定义了三维坐标系XYZ。其中，XY平面与基准面PO平行，Z轴垂直于基准面PO。在图1中，基座I被固定于基准面PO，大臂3与基准面PO垂直；小臂4及手腕部件5与大臂3垂直，并平行于基准面PO。这里所称的“垂直”、“平行”等，并不要求其所成的角度是90度或O度，而是允许一定的公差或误差。基座I是工业机器人100的底座，用于将机器人100安装固定于工作场所，并支撑机器人100的其他部件。通常情况下，基座I可以由金属、合金等坚固的材料制成，也可以由其他各种材料制成，只要其刚度、挠性等性能满足需求即可。基座可以通过铸造等制造工艺形成。基座I的上部与大臂3及平衡装置2相连结。基座I的底部通过机械连结等方式被固定到基准面PO上。需要说明的是，尽管大多情况下基座I被直接固定于地面(此时地面即为基准面PO)，但并不限于此，也可以被固定于工作台等其他平面。例如，当需要将工业机器人100倒置进行悬挂设置时，基座I可被固定于天花板等的下表面上。大臂3其一端通过大臂轴被安装于基座1，能够绕垂直于基准面PO的第一轴Al相对于基座I进行相对旋转(第一旋转运动)。由图1可以看出，该第一旋转位于XY平面内。此外，大臂3还能够绕平行于基准面的第二轴A2(大臂轴)进行旋转运动(第二旋转运动)。如图1所示，该第二旋转位于XZ平面内。大臂3的另一端与小臂4相连。如图1所示，大臂3与小臂4能够绕第三轴A3进行相对旋转(第三旋转运动)。在大臂3中设置有驱动大臂3转动的伺服电机31。小臂4呈杆状，能够在伺服电机的驱动下，绕其第四轴A4进行旋转(第四旋转运动)。如上所述，小臂4的一端与大臂3相连。此外，小臂4的另一端与手腕部件5相连。如图1所示，小臂4与手腕部件5能够绕平行于基准面PO的第五轴A5进行相对旋转(第五旋转运动)。除了上述第一至第五旋转运动，本实施例的工业机器人100还包括第六旋转运动。所述第六旋转运动是指与手腕部件5的末端相连结的执行部件(图中未示出)绕其轴心旋转的运动。由此，本实施例的工业机器人100的各个部件的旋转运动合计具有六个旋转轴，因此该工业机器人100也被称为六轴机器人。为上述第一旋转运动提供动力的伺服电机被设置于基座I的内部(图中未示出)。为上述第二旋转运动提供动力的伺服电机31被设置于第二轴A2附近(后面详述)。为上述第三旋转运动提供动力的伺服电机被设置于第三轴A3附近(图中未示出)。为上述第四及第五旋转运动提供动力的伺服电机41被设置于小臂4的一端，其动力通过减速器等动力传递装置向手腕体及小臂传递。平衡装置2包括平衡缸21、被设置在平衡缸21中的重叠配置的多个螺旋弹簧22 (这里，图示了两个)、用于支承该螺旋弹簧22的弹簧座23、平衡缸轴24、以及平衡装置盖25。平衡装置2通过连接轴30被安装于基座I上。在所述平衡缸轴24上安装有关节轴承6，该关节轴承6通过平衡装置转轴7与大臂3连接。平衡缸轴24被设置为在机器人100工作时离开或进入平衡缸21以压缩或释放被设置在平衡缸21中的螺旋弹簧22，由此能够将能量储存到螺旋弹簧22中或从弹簧部件22中释放，以用于抵消因大臂3的重力负载而引起的旋转力矩。具体地说，如图1所示，大臂3处于竖立状态，此时称为初始位置，当伺服电机31起动而驱动大臂3从初始位置转动时，通过与平衡缸轴24连接的关节轴承6和平衡装置转轴7将平衡缸轴24从平衡缸21拉出，螺旋弹簧22被压缩，通过螺旋弹簧22对大臂3施加与大臂3转动方向相反方向的旋转力矩，由此抵消因大臂3的转动变化产生的重力负载而引起的旋转力矩。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平衡装置，用于机器人，所述机器人包括大臂以及被设置在所述大臂中并用于驱动所述大臂转动的伺服电机，所述平衡装置包括平衡缸、平衡缸轴、重叠配置的多个弹簧部件、用于支承所述弹簧部件的两端部的支承部件，所述平衡缸轴被设置为在所述大臂转动时离开或进入所述平衡缸，所述弹簧部件被设置为随着两端部朝向中间部而刚度逐渐增大。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵双庆，
申请(专利权)人：湖北骐通机电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。