一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，该适用于臂体结构的弹簧式平衡缸涉及工业机器人领域，包括缸管、固定连接于所述缸管端部的缸体底板，所述缸管内设置有主轴、迫使所述主轴沿长度方向往复运动的弹性机构，所述缸管远离所述缸体底板的端部设置有缸盖以及锁定机构；所述锁定机构包括多个设置于所述缸盖底部的弹性的第一卡扣和多个设置于所述缸管上的第二卡扣，所述第一卡扣与所述第二卡扣相互扣合、用于限制所述缸盖脱离所述缸管，其解决了现有的平衡缸内部受损部件更换不便的问题，具有便于平衡缸的检修保养的优点，最终延长平衡缸的使用寿命。

A Spring Balancing Cylinder for Arm Structure

The utility model discloses a spring balancing cylinder suitable for arm structure, which relates to the field of industrial robots, including a cylinder tube and a bottom plate of the cylinder body fixed at the end of the cylinder tube. The cylinder tube is provided with an elastic mechanism that forces the main shaft to move reciprocally along the length direction, and the cylinder tube is far from the bottom plate of the cylinder body. The end of the cylinder head is provided with a cylinder head and a locking mechanism. The locking mechanism comprises a plurality of elastic first buckles arranged at the bottom of the cylinder head and a plurality of second buckles arranged on the cylinder tube. The first buckle and the second buckle are interlocked to restrict the cylinder head from the cylinder tube, which solves the inconvenience of replacing damaged parts in the existing balancing cylinder. The utility model has the advantages of easy maintenance and repair of the balance cylinder, and ultimately prolongs the service life of the balance cylinder.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸
本技术涉及工业机器人领域，特别涉及一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸。
技术介绍
工业机器人在完成某种抓放、搬运物体或操持工具等工作中，由于运动杆臂绕其转轴摆转时，其重心不通过转轴，而且随着运动的位置、速度、加速度的变化，重心的落点也发生变化，因而产生了变化的偏重力矩，因此需要平衡机构来克服偏重力矩；工业机器人常用的平衡方式为弹簧式，弹簧平衡方式具有结构简单重量轻，对环境温度不敏感，调整使用方便等优点。授权公告号为CN204054079U的中国专利公开了一种新型关节型工业机器人平衡缸，包括缸体、左缸盖、右缸盖、安全组合弹簧、活塞杆、磁流变液和线圈；其中，所述缸体呈上下封闭、左右不封闭，所述左缸盖、右缸盖分别安装在该缸体的左、右两侧；在所述缸体内充满所述的磁流变液，并且所述安全组合弹簧、所述活塞杆和所述线圈都分别设置在所述缸体内部；并且，所述安全组合弹簧一端固定在所述左缸盖内壁上，另一端与所述活塞杆的一端固定，该活塞杆的另一端穿出所述右缸盖；同时，前后两个所述的线圈分别缠绕在所述活塞杆上。现有技术的不足之处在于，机器人工作臂在运动范围内工作时，平衡缸的所平衡的全部载荷完全作用在缸体上，在长时间工作之后，缸体容易疲劳并损坏，上述平衡缸的缸盖与缸体密封固定，不方便弹簧的保养和检修，降低了平衡缸的使用寿命，从而增加了维护成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，其解决了现有的平衡缸内部受损部件更换不便的问题，具有便于平衡缸的检修保养的优点。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，包括缸管、固定连接于所述缸管端部的缸体底板，所述缸管内设置有主轴、迫使所述主轴沿长度方向往复运动的弹性机构，所述缸管远离所述缸体底板的端部设置有缸盖以及锁定机构；所述锁定机构包括多个设置于所述缸盖底部的弹性的第一卡扣和多个设置于所述缸管上的第二卡扣，所述第一卡扣与所述第二卡扣相互扣合、用于限制所述缸盖脱离所述缸管。采用上述方案，将主轴穿出缸盖的端部安装在机器人的工作臂上，当工作臂在运动范围内工作时，平衡缸内的弹性机构随之压缩、回复，以此带动主轴往复运动、平衡工作臂的负载转矩；另外，平衡缸的所平衡的全部载荷完全作用在弹性机构上，在长时间工作之后，弹性机构容易疲劳并损坏，通过设置锁定机构，使缸盖与缸管成为可拆装的结构，便于将疲劳损坏的弹性机构拆除更换，延长了平衡缸体的寿命，降低了设备维护成本。进一步优选为：所述缸管外壁沿周向相对并排设置有第一铰链轴套，所述主轴位于所述缸管的端部固定有第二铰链轴套。采用上述方案，主轴通过第二铰链轴套和机器人的工作臂连接，平衡缸整体能绕着工作臂转动，缸管通过第一铰链轴套和回转台连接，缸管随着主轴的转动而转动；在工作臂转动中，平衡缸的中心随之灵活地改变，同时双转动的设置可以避免平衡缸因重心偏移而卡紧，进一步提高平衡缸的操作效率。进一步优选为：所述弹性机构包括固定于所述主轴的端部的压板、套设于所述主轴外的第一弹性件，所述第一弹性件一端固定于所述压板的端面、另一端固定于缸盖的端面。采用上述方案，将主轴位于缸管内的端部固定在压板上，当工作臂在运动范围内工作时，平衡缸内的第一弹性件随之压缩、回复，通过利用第一弹性件的预紧作用，以此带动主轴往复运动、平衡工作臂的负载转矩。进一步优选为：所述缸盖的端面固定有直线轴承，所述主轴穿过所述直线轴承。采用上述方案，主轴在往复运动中可能发生径向的偏移，通过利用直线轴承的导向作用，主轴能顺着直线轴承始终保持沿长度方向的直线运动，进一步提高平衡缸的工作效率。进一步优选为：所述缸管的周向外壁固定有安装圈，所述缸盖上沿周向设置有多个调节孔，所述第一卡扣包括固定于所述调节孔内且呈间隙配合的弹性杆、固定于所述弹性杆端部的调节块；所述安装圈沿周向设置有多个安装孔，所述第二卡扣包括固定于所述安装孔内且呈间隙配合的安装杆、固定于所述安装杆端部的安装块，所述调节块的上端面抵触于所述安装块的下端面、以此限制所述缸盖脱离所述安装圈。采用上述方案，安装杆和安装块呈“L”字型，弹性杆和调节块呈“7”字型，缸盖在安装圈上的锁定通过上述四者的相互配合实现，即锁定状态下，调节孔与安装孔连通，调节块的上端面抵触于安装块的下端面，以此限制缸盖向调节空一侧脱离安装圈。进一步优选为：所述安装杆背离所述安装块一侧抵触于所述安装孔的内壁。采用上述方案，在缸盖安装过程中，安装杆承受弹性杆形变产生的压力，同时均匀传递至安装孔侧壁，锁定机构受力良好，延长了锁定机构的寿命，降低了设备维护成本。进一步优选为：所述调节孔内设置有第二弹性件，所述第二弹性件一侧固定于所述调节孔的内壁、另一侧固定于所述安装杆背离所述弹性杆的外壁，所述第二弹性件为粘弹性材料。采用上述方案，将第二弹性件安装在弹性杆与调节孔的间隙位置，通过利用粘弹性材料的预紧作用，当调节块下移至安装孔底部时，第二弹性件对弹性杆施加反向的力，使弹性杆恢复竖直状态，同时调节块向安装杆一侧移动，调节块的上端面与安装块的下端面抵触，缸盖锁紧固定在安装圈上。进一步优选为：所述调节块的下端面设置有第一导向面，所述安装块的上端面设置有第二导向面，所述第一导向面和所述第二导向面相互配合、用于将所述调节块导向至所述安装孔内。采用上述方案，缸盖安装过程中，第一导向面抵触于第二导向面，调节块沿第二导向面向下移动，同时弹性杆被迫倾斜并挤压第二弹性件，调节块被顺利导向至安装孔内与安装块扣合。进一步优选为：所述第二弹性件、所述第一卡扣以及所述第二卡扣的排布方向与所述安装圈的径向平行。采用上述方案，第一卡扣与第二卡扣的扣合处不宜承受上述三者排布方向上的力的作用，将三者沿安装圈径向排布，缸盖不会沿径向发生偏移，在保证锁定机构连接强度的同时，进一步限制第一卡扣与第二卡扣在水平方向上的移动。综上所述，本技术具有以下有益效果：1.通过利用第一卡扣与第二卡扣卡合，使缸盖与缸管成为可拆装的结构，便于缸盖的拆装，以此将缸体内部疲劳损坏的弹性机构拆除更换；2.将原本固定连接的安装方式改变为双铰接的安装方式，直接避免平衡缸因重心偏移而卡紧，进一步提高平衡缸的操作效率。附图说明图1是实施例的平衡缸的结构示意图；图2是实施例的平衡缸内部的连接关系示意图；图3是图2的A部的连接关系示意图、用于表现锁定机构的连接关系。图中，1、缸管；11、安装圈；12、主轴；13、第二铰链轴套；14、第一铰链轴套；15、安装孔；2、缸体底板；3、缸盖；31、直线轴承；32、调节孔；4、锁定机构；41、第一卡扣；411、弹性杆；412、调节块；413、第一导向面；42、第二卡扣；421、安装杆；422、安装块；423、第二导向面；43、第二弹性件；5、弹性机构；51、压板；52、第一弹性件。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，如图1和图2所示，包括缸管1、固定于缸管1下端的缸体底板2、固定于缸管1上端的安装圈11、缸盖3、锁定机构4、设置于缸管1内的主轴12以及迫使主轴12沿长度方向往复运动的弹性机构5；其中，锁定机构4包括设置于缸盖3下端面对的第一卡扣41、设置于安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，包括缸管(1)、固定连接于所述缸管(1)端部的缸体底板(2)，其特征是：所述缸管(1)内设置有主轴(12)、迫使所述主轴(12)沿长度方向往复运动的弹性机构(5)，所述缸管(1)远离所述缸体底板(2)的端部设置有缸盖(3)以及锁定机构(4)；所述锁定机构(4)包括多个设置于所述缸盖(3)底部的弹性的第一卡扣(41)和多个设置于所述缸管(1)上的第二卡扣(42)，所述第一卡扣(41)与所述第二卡扣(42)相互扣合、用于限制所述缸盖(3)脱离所述缸管(1)。

【技术特征摘要】
1.一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，包括缸管(1)、固定连接于所述缸管(1)端部的缸体底板(2)，其特征是：所述缸管(1)内设置有主轴(12)、迫使所述主轴(12)沿长度方向往复运动的弹性机构(5)，所述缸管(1)远离所述缸体底板(2)的端部设置有缸盖(3)以及锁定机构(4)；所述锁定机构(4)包括多个设置于所述缸盖(3)底部的弹性的第一卡扣(41)和多个设置于所述缸管(1)上的第二卡扣(42)，所述第一卡扣(41)与所述第二卡扣(42)相互扣合、用于限制所述缸盖(3)脱离所述缸管(1)。2.根据权利要求1所述的一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，其特征是：所述缸管(1)外壁沿周向相对并排设置有第一铰链轴套(14)，所述主轴(12)位于所述缸管(1)的端部固定有第二铰链轴套(13)。3.根据权利要求1所述的一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，其特征是：所述弹性机构(5)包括固定于所述主轴(12)的端部的压板(51)、套设于所述主轴(12)外的第一弹性件(52)，所述第一弹性件(52)一端固定于所述压板(51)的端面、另一端固定于缸盖(3)的端面。4.根据权利要求3所述的一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，其特征是：所述缸盖(3)的端面固定有直线轴承(31)，所述主轴(12)穿过所述直线轴承(31)。5.根据权利要求1所述的一种适用于臂体结构的弹簧式平衡缸，其特征是：所述缸管(1)的周向外壁固定有安装圈(11)，所述缸盖(3)上沿周向设置有多个调节孔(32)，所述第一卡扣(41)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓华，吴杰，郭树均，李锈飞，王连兵，
申请(专利权)人：浙江雅博自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33