一种机器人关节(20)，包括：第一机器人部件(220)和第二机器人部件(240)，第一机器人部件(220)和第二机器人部件(240)被布置为在两者之间具有相对移动；关节间隙(26)，用于将第一机器人部件(220)和第二机器人部件(240)彼此分开；以及密封装置，用于密封关节间隙(26)以抵抗外部冲击。该密封装置包括第一侧元件(222)，第一侧元件(222)是第一机器人部件(220)的一部分并且相对于第一机器人部件(220)是固定不动的；以及间隙元件(10、40)，间隙元件(10、40)延伸跨过关节间隙(26)。第一侧元件(222)和间隙元件(10、40)中的一个包括第一表面(22a)，第一表面(22a)由食品级材料制成，并且第一侧元件(222)和间隙元件(10、40)中的另一个包括第一密封元件(101、52)，第一密封元件(101、52)被配置为与第一表面(22a)滑动接触。触。触。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人关节的密封装置
[0001]本公开涉及机器人的不透流体密封，并且尤其涉及机器人关节的密封。本公开还涉及一种包括至少一个密封关节的机器人。
技术介绍
[0002]用于蛋白质食品加工工业(即肉、家禽、鱼、海产食品和奶制品)的设备有严格的卫生要求限制，并且必须每天使用高压热水和化学试剂清洗。在食品加工中用于冲洗应用的机器人应当优选具有完整的不锈钢壳体或框架，其在卫生方面被设计为易于清洁。机器人需要具有高防水等级——进入防护(Ingress Protection)69K(IP69K)。IP69K等级定义了防止灰尘和高温高压水进入所需要提供的条件——使得符合该标准的产品适用于必须对设备进行严格消毒的情况。在诸如食品加工的工业中，卫生和清洁是至关重要的，设备必须能够承受严格的高压、高温冲洗程序。在可能面临灰尘和污垢问题的许多工业中，重要的是确保灰尘和污垢不能穿透机器人的壳体并导致其失效。
[0003]即使机器人设置有不锈钢壳体，关节也可能会成为污染源。通常，机器人内部设置有旋转密封件，用于密封电机和齿轮。然而，在冲洗环境下，机器人中未被密封的其它部分可能会遭受来自内部的严重腐蚀。当来自例如食品加工的冲洗流体(例如酸性、碱性或氯化液体)和其它材料进入机器人内部时，会加速机器人的腐蚀。因此，应当对机器人的关节进行密封，使得在工作或冲洗期间没有流体或材料能够进入关节。
[0004]从《食品工业低成本机器人设计指南》，Rene J.Moreno Masey等，2010年，工业机器人：国际期刊，第37卷第6期，第509
‑
517页(“Guidelines for the design of low
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cost robots for the food industry”)中可以知道，提供具有不锈钢材料的机器人。该文献中描述了使用弹簧赋能PTFE面密封件来密封机器人关节，但没有详细描述如何实现密封。
技术实现思路
[0005]本公开的一个目的在于缓解现有技术中的至少一些缺点。本公开的另一目的在于提供一种具有密封件且密封件被设计为用于卫生环境的机器人关节。另一目的在于提供一种具有密封件且密封件稳固地承受外部压力的机器人关节。另一目的在于提供一种具有耐用密封件的机器人关节。另一目的在于提供一种成本相对较低的机器人密封装置。
[0006]根据第一方面，本公开涉及一种机器人关节，包括：第一机器人部件和第二机器人部件，第一机器人部件和第二机器人部件被布置为在两者之间具有相对移动，关节间隙，用于将第一机器人部件和第二机器人部件彼此分开；以及密封装置，用于密封关节间隙以抵抗外部冲击。密封装置包括：第一侧元件，第一侧元件是第一机器人部件的一部分并且相对于第一机器人部件是固定不动的；以及间隙元件，间隙元件延伸跨过关节间隙。第一侧元件和间隙元件中的一个包括第一表面，第一表面由食品级材料制成，并且第一侧元件和间隙元件中的另一个包括第一密封元件，第一密封元件被配置为与第一表面滑动接触。
[0007]第一方面提供了一种机器人关节的密封件，该密封件被设计为用于卫生环境，因
为密封件上设置有食品级材料表面，该表面为密封元件的接触表面。食品级材料是被视为能够与食品安全接触的材料，即不以对人体有害或可能有害的物质污染食品的材料。同样，术语如“食品接触材料”和“卫生材料”均用于指代食品级材料。如果什么材料应该被认为是食品级材料不是显而易见的，则应参考美国食品和药品管理局(FDA)的指示。
[0008]在一些实施例中，第一侧元件与第一机器人部件一体形成。由于第一机器人部件的外表面也需要由食品级材料制成，所以第一表面可以通过局部处理(例如硬化和/或抛光)第一机器人部件来提供，以实现用于密封元件的适当接触表面。该解决方案意味着第一侧元件包括第一表面，并且间隙元件包括第一密封元件。
[0009]在一些实施例中，第一机器人部件包括第一机器人接口，第一机器人接口被配置为容纳第一侧元件。考虑到第一侧元件包括第一表面(并且间隙元件包括第一密封元件)的解决方案，因为第一机器人部件的局部处理可能比较昂贵，所以可能有利的是将包括第一表面的第一侧元件提供为单独插入件并将其配置为固定地附接至第一机器人接口。考虑到第一侧元件包括第一密封元件的解决方案，一个非常明显的替代方案是为第一机器人部件提供固定地容纳第一侧元件的接口。
[0010]在一些实施例中，密封装置包括第二侧元件，第二侧元件是第二机器人部件的一部分并且相对于第二机器人部件是固定不动的，第二侧元件和间隙元件中的一个包括第二表面，第二表面由食品级材料制成，并且第二侧元件和间隙元件中的另一个包括第二密封元件，该第二密封元件被配置为与第二表面滑动接触。通过提供具有两个接口滑动接触而非一个接口的密封装置，相应的密封元件和表面之间的速度可以降低一半。
[0011]在一些实施例中，第二侧元件与第二机器人部件一体形成。
[0012]在一些实施例中，第二机器人部件包括第二机器人接口，第二机器人接口被配置为容纳第二侧元件。
[0013]在一些实施例中，第一机器人部件包括部分地容纳间隙元件的第一凹部。
[0014]在一些实施例中，第二机器人部件包括部分地容纳间隙元件的第二凹部。
[0015]在一些实施例中，第一侧元件包括第一表面，并且间隙元件包括第一密封元件。
[0016]在一些实施例中，第二侧元件包括第二表面，并且间隙元件包括第二密封元件。
[0017]在一些实施例中，间隙元件包括第一表面，并且第一侧元件包括第一密封元件。
[0018]在一些实施例中，间隙元件包括第二表面，第二表面由食品级材料制成，并且第二侧元件包括第二密封元件。
[0019]在一些实施例中，食品级材料包括硬化(hardened)不锈钢。
[0020]在一些实施例中，第一表面和/或第二表面的表面硬度为至少800HV0.05，诸如至少1000HV0.05、至少1200HV0.05或至少1400HV0.05。
[0021]在一些实施例中，第一表面和/或第二表面具有以Ra值表示的至多0.8μm的表面粗糙度，诸如至多0.6μm、至多0.4μm或至多0.2μm。
[0022]在一些实施例中，激励机构被配置为增加第一表面与第一密封元件之间的接触压力。
[0023]在一些实施例中，激励机构集成在间隙元件中。
附图说明
[0024]图1A示出机器人的侧视图，其中，机器人包括多个关节。
[0025]图1B示出图1A的机器人的后视图。
[0026]图2示出叉式机器人的后视图，其中，机器人包括多个关节。
[0027]图3示出当设置在机器人关节中时，根据第一实施例的面密封件的横截面。
[0028]图4示出当设置在机器人关节中时，根据第二实施例的面密封件的横截面。
[0029]图5示出根据一些实施例，设置有面密封件和非一体式侧元件的机器人关节的横截面。
[0030]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人关节(20)，包括：第一机器人部件(220)和第二机器人部件(240)，所述第一机器人部件(220)和所述第二机器人部件(240)被布置为在两者之间具有相对移动，关节间隙(26)，将所述第一机器人部件(220)和所述第二机器人部件(240)彼此分开，以及密封装置，用于密封所述关节间隙(26)以抵抗外部冲击，所述密封装置包括：第一侧元件(222)，所述第一侧元件(222)是所述第一机器人部件(220)的一部分，并且相对于所述第一机器人部件(220)是固定不动的；以及间隙元件(10、40)，所述间隙元件(10、40)延伸跨过所述关节间隙(26)，其特征在于，所述第一侧元件(222)和所述间隙元件(10、40)中的一个包括第一表面(22a)，所述第一表面(22a)由食品级材料制成，并且所述第一侧元件(222)和所述间隙元件(10、40)中的另一个包括第一密封元件(101、52)，所述第一密封元件(101、52)被配置为与所述第一表面(22a)滑动接触。2.根据权利要求1所述的机器人关节(20)，其中，所述第一侧元件(222)与所述第一机器人部件(220)一体形成。3.根据权利要求1所述的机器人关节(20)，其中，所述第一机器人部件(220)包括第一机器人接口(221)，所述第一机器人接口(221)被配置为容纳所述第一侧元件(222)。4.根据前述任意一项权利要求所述的机器人关节(20)，其中，所述密封装置包括第二侧元件(242)，所述第二侧元件(242)是所述第二机器人部件(240)的一部分，并且相对于所述第二机器人部件(240)是固定不动的，所述第二侧元件(242)和所述间隙元件(10、40)中的一个包括第二表面(24a)，所述第二表面(24a)由食品级材料制成，并且所述第二侧元件(242)和所述间隙元件(10、40)中的另一个包括第二密封元件(104、54)，所述第二密封元件(104、54)被配置为与所述第二表面(24a)滑动接触。5.根据权利要求4所述的机器人关节(20)，其中，所述第二侧元件(242)与所述第二机器人部件(240)一体形成。6.根据权利要求4所述的机器人关节(20)，其中，所述第二机器人部件(240)包括第二机器人接口(241)，所述第二机器人接口(241)被配置为容纳所述第二侧元件(242)。7.根据前述任意一项权利要求所述的机器人关节(20)，其中，所述第一机器人部件(220)包括部分地容纳所述间隙元件(10)的第一凹部(262)。8....
【专利技术属性】
技术研发人员：李尚华，黄江伟，阿恩，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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