防尘恒力装置及控制方法、机械臂、研磨设备及机器人制造方法及图纸

本申请提供一种防尘恒力装置、机械臂、研磨设备及机器人，涉及智能制造领域。所述防尘恒力装置包括固定机构、移动机构、弹性元件和气体输入装置。移动机构与固定机构共同配置出一个体积可变的密封腔，密封腔设有进气口。弹性元件位于密封腔内，被配置成与移动机构具有联动关系。气体输入装置，用于向密封腔内输入压缩空气并使所述密封腔内部压力始终大于外部压力。本申请通过移动机构与固定机构共同配置出一个体积可变的密封腔并保持密封腔内部压力大于外部压力，以防止外部粉尘进入密封腔内部。弹性元件与移动机构联动，以平衡密封腔压力变化值对移动机构产生的作用力，从而实现恒力输出。

Dust-proof Constant Force Device and Control Method, Manipulator, Grinding Equipment and Robot

【技术实现步骤摘要】
防尘恒力装置及控制方法、机械臂、研磨设备及机器人
本申请涉及智能加工领域，具体而言，涉及一种防尘恒力装置及控制方法、机械臂、研磨设备及机器人。
技术介绍
在自动化研磨加工中，对表面不规则的物体进行打磨，为了获得光滑的表面，需要尽量保持恒力。在打磨过程中容易产生较多粉尘，而粉尘进入到恒力输出装置中会对恒力输出装置的活动部件的摩擦面产生损坏，因此为防止粉尘进入恒力输出装置，通常采用密封罩或风琴罩等结构对恒力输出装置进行简单密封，以使恒力输出装置处于密封环境中。在恒力输出装置受到外力而导致密封罩内体积发生变化时，密封罩内的气压会随之变小，则外部气体会有向密封罩内部钻的趋势。相应地，粉尘也会随之进入密封罩内部，对恒力输出装置产生破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够防止粉尘进入密封环境的防尘恒力装置。本专利技术的另一目的还在于提供一种利用上述防尘恒力装置的机械臂、研磨设备及机器人。第一方面，本申请实施例提供一种防尘恒力装置，包括：固定机构；移动机构，与所述固定机构共同配置出一个体积可变的密封腔，所述密封腔设有进气口；弹性元件，位于所述密封腔内，被配置成与所述移动机构具有联动关系；气体输入装置，用于通过所述进气口向所述密封腔内输入压缩空气并使所述密封腔内部压力始终大于外部压力。在上述实现过程中，利用固定机构和移动机构共同配置出一个密封腔。移动机构用于与研磨执行机构连接，研磨执行机构在进行打磨作业时，受到外部震动，外部震动力传递给移动机构，移动机构相对于固定机构移动，密封腔体积随之增大或缩小。气体输入装置通过密封腔设置的进气口向密封腔内充入压缩气体，保持密封腔内部压力大于外部压力，以防止外部粉尘进入密封腔内部。同时移动机构的移动使密封腔的压力发生变化，压力的变化值对移动机构施加与移动机构移动方向相反的作用力，弹性元件与移动机构具有联动关系，用以平衡密封腔压力变化值对移动机构产生的作用力，从而实现恒力装置的恒力输出。作为一种实施方式，所述弹性元件与所述移动机构的联动关系包括：在所述移动机构位于原始位置时，所述弹性元件处于原长状态；在所述移动机构相对于所述固定机构移动时，所述弹性元件产生形变量；所述移动机构的位移量与所述弹性元件的形变量之间具备函数关系。在一种可能的实现方式中，所述移动机构的位移量与所述弹性元件的形变量之间的函数关系为线性关系。进一步地，所述移动机构的位移量与所述弹性元件的形变量相等。在上述实现过程中，弹性元件形变量的测量通常较难测量且测量结果不准确。将移动机构的位移量与弹性元件的形变量配置为相等，则只需获得移动机构的位移量就可获知弹性元件的形变量，通过间接测量的方式，即简化测量步骤还使得测量结果更加精确。在一种可能的实现方式中，防尘恒力装置还包括：位移传感器，用于获取所述移动机构的位移量；气体调节装置，用于在所述移动机构位于原始位置时控制进入所述密封腔内的压缩气体量以使所述密封腔保持正压，以及在所述移动机构相对于所述固定机构移动时，调节所述压缩气体的进气量以维持所述密封腔内正压气体对所述移动机构的压力与所述弹性元件对所述移动机构的弹力的矢量和为预定值。在上述实现过程中，位移传感器和气体调节装置的组合使用可实现恒力输出的精确控制。在一种可能的实现方式中，密封腔内正压气体对移动机构的压力与弹性元件对移动机构的弹力的矢量和为固定值。在另一可能的实现方式中，密封腔内正压气体对移动机构的压力与弹性元件对移动机构的弹力的矢量和为一个数值范围。即移动机构对外输出的恒力可为一个固定值，也可在一个数值范围内波动。在一种可能的实现方式中，所述固定机构在所述密封腔内设置用于支撑所述弹性元件的支撑件，所述弹性元件套设于所述支撑件上；所述支撑件上还套设有与所述移动机构连接的联动件；所述联动件被限定在所述弹性元件与所述支撑件中远离所述弹性元件的那一端部之间。在一种可能的实现方式中，所述固定机构包括：安装台，包括第一安装面和第二安装面；导柱，固定在所述第二安装面的一侧，所述导柱上依次套设所述弹性元件和所述联动件，所述弹性元件的一端与所述第二安装面抵接；所述导柱的远离所述第二安装面的端部设置有固定销，所述固定销将所述弹性元件和所述联动件限定在所述导柱上；所述联动件为轴套；所述移动机构与所述轴套固定连接；以及固定套，包括第一端和第二端，所述第一端固定在所述第二安装面上；所述移动机构封堵所述第二端并向所述固定套内部延伸预设长度，所述移动机构的外表面与所述固定套的内壁可活动地密封配合；所述固定套的内壁、所述轴套的上端面和所述第二安装面三者围合成所述密封腔。在一种可能的实现方式中，所述导柱靠近所述第二安装面的端部设有固定部，所述导柱与所述安装台固定连接的方式包括：所述固定部与所述第二安装面贴合，所述固定部通过第一固定件固定在第二安装面上；或者所述安装台上设置贯穿第一安装面和第二安装面的贯穿孔，所述导柱穿设于所述贯穿孔内，所述导柱的固定部通过第二固定件固定在第一安装面上。在一种可能的实现方式中，所述移动机构包括：移动本体，包括连接端和封闭端，所述连接端的外表面与所述固定套内壁可活动地密封配合；第一安装腔，自所述连接端的端面向所述封闭端延伸预定深度，安装在所述导柱端部的轴套插接在所述第一安装腔入口处。作为一种实施方式，所述轴套与所述弹性元件相接的端部设有沿所述导柱径向方向延伸的凸缘，所述凸缘的上端面与所述弹性元件抵接且所述上端面预留有与所述第二安装面相对的安装区，所述安装区内设置第一位移传感器。在一种可能的实现方式中，所述导柱的数量为两根，所述移动本体上开设两个所述第一安装腔；所述防尘恒力装置还包括固定在所述第二安装面上的凸柱，所述凸柱内部设有连通压缩气体气源和所述密封腔的通气管路；所述移动本体上还设有自所述连接端的端面向所述封闭端延伸预定深度的第二安装腔；所述凸柱远离所述第二安装面的端部插入所述第二安装腔并能够在所述第二安装腔内移动；所述移动本体与所述固定套之间、所述轴套与所述第一安装腔之间、所述凸柱和所述第二安装腔之间均预留有能够使气体通过，但能够使所述密封腔保持正压的间隙。在一种可能的实现方式中，所述第二安装腔的底部设置第二位移传感器。在一种可能的实现方式中，所述凸柱位于两根所述导柱中间，且两根所述导柱和所述凸柱三者的轴心线平行且三根轴心线沿直线排列。在一种可能的实现方式中，所述移动本体靠近所述连接端的位置设有第一密封圈，所述第一密封圈位于所述移动本体与所述固定套之间的间隙内；所述凸柱的外表面设有第二密封圈，所述第一密封圈位于所述凸柱和所述第二安装腔之间的间隙内。第二方面，本申请实施例提供了一种机械臂，包括臂体和如上所述的防尘恒力装置，所述臂体的一端连接法兰安装板，另一端与所述防尘恒力装置的所述固定机构固定连接。在上述实现过程中，臂体的倾斜能够使臂体与固定机构之间的夹角范围增大，为臂体预留出更多的安装空间，可更方便地与外部装置连接。在一种可能的实现方式中，臂体内部设置有空腔，空腔内填充有减震球。恒力装置搭载打磨设备，对产品进行打磨时，防尘恒力装置的震动频率是很大的，长期工作下，这对搭载防尘恒力装置的机械臂是有损伤的；防尘恒力装置中的弹性元件能够消除部分震动，臂体内部的震动球消除部分震动，从而实现两级减震，以尽量消除震动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防尘恒力装置，其特征在于，包括：固定机构；移动机构，与所述固定机构共同配置出一个体积可变的密封腔，所述密封腔设有进气口；弹性元件，位于所述密封腔内，被配置成与所述移动机构具有联动关系；气体输入装置，用于通过所述进气口向所述密封腔内输入压缩空气并使所述密封腔的内部压力始终大于外部压力。

【技术特征摘要】
1.一种防尘恒力装置，其特征在于，包括：固定机构；移动机构，与所述固定机构共同配置出一个体积可变的密封腔，所述密封腔设有进气口；弹性元件，位于所述密封腔内，被配置成与所述移动机构具有联动关系；气体输入装置，用于通过所述进气口向所述密封腔内输入压缩空气并使所述密封腔的内部压力始终大于外部压力。2.根据权利要求1所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述弹性元件与所述移动机构的联动关系包括：在所述移动机构位于原始位置时，所述弹性元件处于原长状态；在所述移动机构相对于所述固定机构移动时，所述弹性元件产生形变量；所述移动机构的位移量与所述弹性元件的形变量之间具备函数关系。3.根据权利要求2所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述移动机构的位移量与所述弹性元件的形变量之间的函数关系为线性关系。4.根据权利要求3所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述移动机构的位移量与所述弹性元件的形变量相等。5.根据权利要求2至4中任一所述的防尘恒力装置，其特征在于，还包括：位移传感器，用于获取所述移动机构的位移量；气体调节装置，用于在所述移动机构位于原始位置时控制进入所述密封腔内的压缩气体量以使所述密封腔保持正压，以及在所述移动机构相对于所述固定机构移动时，调节所述压缩气体的进气量以维持所述密封腔内正压气体对所述移动机构的压力与所述弹性元件对所述移动机构的弹力的矢量和为预定值。6.根据权利要求5所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述预设值为固定值；或者所述预设值为一个数值范围。7.根据权利要求1至4中任一所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述固定机构在所述密封腔内设置用于支撑所述弹性元件的支撑件，所述弹性元件套设于所述支撑件上；所述支撑件上还套设有与所述移动机构连接的联动件；所述联动件被限定在所述弹性元件与所述支撑件中远离所述弹性元件的那一端部之间。8.根据权利要求7所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述固定机构包括：安装台，包括第一安装面和第二安装面；导柱，固定在所述第二安装面的一侧，所述导柱上依次套设所述弹性元件和所述联动件，所述弹性元件的一端与所述第二安装面抵接；所述导柱的远离所述第二安装面的端部设置有固定销，所述固定销将所述弹性元件和所述联动件限定在所述导柱上；所述联动件为轴套；所述移动机构与所述轴套固定连接；以及固定套，包括第一端和第二端，所述第一端固定在所述第二安装面上；所述移动机构封堵所述第二端并向所述固定套内部延伸预设长度，所述移动机构的外表面与所述固定套的内壁可活动地密封配合；所述固定套的内壁、所述轴套的上端面和所述第二安装面三者围合成所述密封腔。9.根据权利要求8所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述导柱靠近所述第二安装面的端部设有固定部，所述导柱与所述安装台固定连接的方式包括：所述固定部与所述第二安装面贴合，所述固定部通过第一固定件固定在第二安装面上；或者所述安装台上设置贯穿第一安装面和第二安装面的贯穿孔，所述导柱穿设于所述贯穿孔内，所述导柱的固定部通过第二固定件固定在第一安装面上。10.根据权利要求8所述的防尘恒力装置，其特征在于，所述移动机构包括：移动本体，包括连接端和封闭端，所述连接端的外表面与所述固定套内...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫庆龙，黎宇弘，
申请(专利权)人：肇庆金马领科智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44