一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统技术方案

本发明专利技术涉及协作机器人技术领域，公开了一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，通过设置至少一个防爆机械臂、与防爆机械臂的一端相连用以进气及控制内部气压始终保持在阈值范围内的防爆正压控制器、与防爆机械臂另一端相连用以排泄多余压力的泄压单元及用以供电的供电连接器，通过防爆正压控制器上端安装有防爆声光报警器；防爆机械臂由若干个模块化关节与内部设有通孔的臂杆依据预设要求依次密封连接，使系统内部通过容纳的空气或惰性气体形成压力始终大于外部环境压力，能阻止外部爆炸性混合物的进入，通过防爆正压控制器上装有声光报警器，当系统的压力低于设计压力时，立即报警并系统停机，从而确保了在油气环境下使用的安全可靠性。使用的安全可靠性。使用的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统


[0001]本专利技术涉及协作机器人
，特别涉及一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统。

技术介绍

[0002]当前智能机器人领域得到前所未有的发展，机器替代人力完成简单、重复的工作在各行业中已逐渐普及，特别在危险的环境中，机器人更是发挥重要的作用。在油气工作环境中，现有机械臂的常规防爆手段为隔爆设计，隔爆设计指的是依据GB 3836.2
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2010，将机械臂使用隔爆外壳“d”保护起来。隔爆外壳“d”是电气设备的一种防爆形式，其厚重的外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内部爆炸而不损失，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性气体环境的点燃。但隔爆型外壳设计缺点在于成本高、能耗高、负载自重比低，且由于机械臂重量大而导致惯性大，不适用于需要与人进行交互的应用场景，也缺少综合型的智能防爆系统，安全可靠性差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，通过设置防爆机械臂、与所述防爆机械臂的一端相连用以进气及控制内部气压始终保持在阈值范围内的防爆正压控制器、与所述防爆机械臂另一端相连用以排泄多余压力的泄压单元及用以供电的供电连接器，通过所述防爆正压控制器上端安装有防爆声光报警器；所述防爆机械臂设有一个或串联连接的若干个，节约了使用成本，所述防爆机械臂由若干个模块化关节与内部设有通孔的臂杆依据预设要求依次密封连接，通过控制装置及防爆正压控制器的控制，使系统内部通过容纳的空气或惰性气体形成压力始终大于外部环境压力的正压机械臂系统，能阻止外部爆炸性混合物的进入，通过防爆正压控制器上装有声光报警器，当系统的压力低于设计压力时，立即报警并系统停机，从而确保了在油气环境下使用的安全可靠性。该气密式防爆机械臂系统是综合隔爆型、增安型、本质安全型、正压型技术的复合型防爆结构，不仅结构先进、操作简单、安全可靠，可广泛用于工厂内具有Ⅱ[0004]A～ⅡB、T1～T4组爆炸性气体混合物的危险场所。
[0005]本专利技术提供的具体技术方案如下：
[0006]一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，与电控柜相连，包括防爆机械臂、与所述防爆机械臂的一端相连用以进气及控制内部气压始终保持在阈值范围内的防爆正压控制器、与所述防爆机械臂另一端相连用以排泄多余压力的泄压单元及与所述电控柜相连的供电连接器，所述防爆正压控制器上端安装有防爆声光报警器；所述防爆机械臂由若干个模块化关节与内部设有通孔的臂杆依据预设要求依次密封连接，所述防爆机械臂设有一个或串联连接的若干个。
[0007]在一些实施例中，所述模块化关节包括内部形成容纳空间的关节壳体及沿所述关节壳体中心线设置的旋转转轴，所述关节壳体包括沿轴线方向的一端设置的第一连接端、
在对应端密封固连的关节后盖及侧壁垂直于所述轴线设置的第二连接端，所述第一连接端与所述第二连接端均与相邻部件密封连接。
[0008]在一些实施例中，所述关节壳体内还固装有电机、谐波减速机、制动器、编码器、电机驱动器；
[0009]所述转轴包括同轴套装的位于外部的高速轴及位于内部的低速轴；
[0010]所述谐波减速机包括刚轮、柔轮和凸轮，所述刚轮固定在所述关节壳体内并与所述高速轴同轴，所述凸轮与所述高速轴同轴且相对固定设置，所述柔轮与所述低速轴同轴且相对固定设置；
[0011]所述编码器包括分别连接所述高速轴、所述低速轴的高速轴编码器、底速轴编码器，均与固装在所述关节后盖上的电机驱动器相连。
[0012]在一些实施例中，所述防爆机械臂的底部设有底座，所述底座与所述模块化关节间密封紧固连接，所述底座与所述泄压单元密封连接，所述泄压单元包括泄气开关，当所测的防爆机械臂内的气压比阈值高时，所述泄气开关自动泄气；
[0013]所述防爆机械臂的末端设有属具连接法兰，所述属具连接法兰通过进气开关与所述防爆正压控制器连接，由所述防爆正压控制器控制进气。
[0014]在一些实施例中，所述防爆正压控制器与高压充气设备相连接，设有控制高压气流进入所述防爆机械臂的控制阀门，设有实时监测内部压力的监测器，所述监测器与所述防爆声光报警器、所述泄气开关相连。
[0015]在一些实施例中，所述第一连接端设有第一圆形开口，所述第一圆形开口内壁与嵌装在内的端盖间隙配合，所述端盖外圆周壁上套装有密封圈，实现所述端盖与所述第一连接端间的密封，且所述端盖固装在所述柔轮的外侧，与所述低速轴端部固连，实现所述端盖与所述关节壳体的动态密封；
[0016]所述第二连接端设有第二圆形开口、若干连接孔及连接平面，所述连接平面上设有用于放置密封圈的凹槽，使得所述第二连接端与所述第二连接圆柱或所述臂杆静态密封固连。
[0017]在一些实施例中，所述端盖沿所述轴线方向分别设置第一连接圆柱与第二连接圆柱，所述第一连接圆柱的外圆周壁与所述第一圆形开口内壁间隙配合；所述第二连接圆柱包括若干螺纹孔和接合端面，所述接合端面与相邻部件通过密封圈密封连接，实现所述端盖与所述相邻部件的静态密封，所述相邻部件包括所述模块化关节或所述臂杆。
[0018]在一些实施例中，所述臂杆包括中部通孔、连接端部，所述连接端部设有用于紧固连接的若干螺纹孔及端部连接平面，所述端部连接平面与所述模块化关节设有的连接平面通过密封圈实现静态密封固连。
[0019]在一些实施例中，还包括控制装置，所述控制装置与所述防爆正压控制器相连，使得当系统需要扫气时，控制所述防爆正压控制器执行开启进气动作，依据预设时间换气；当系统进入正常工作状态时，所述防爆正压控制器持续进气增压，以达到预设的压力范围内，当监测器监测到系统内部气体压力高于压力预设范围时，控制所述泄气开关卸出多余压力。
[0020]在一些实施例中，系统内部气体压力高于所设阈值0.05～0.2Mpa时，所述防爆正压控制器控制所述泄气单元卸压。
[0021]需要说明的是：所述机械臂内部气体为空气或惰性气体。
[0022]需要说明的是：密封腔体内安装的旋转密封件包括不限于O型圈、星型圈、格莱圈，所述密封腔体与密封件的良好配好，可以具备阻隔包括气体、液体、尘土等介质通过的能力。
[0023]有益效果为：
[0024]本专利技术提供一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，通过设置防爆机械臂、与所述防爆机械臂的一端相连用以进气及控制内部气压始终保持在阈值范围内的防爆正压控制器、与所述防爆机械臂另一端相连用以排泄多余压力的泄压单元及用以供电的供电连接器，通过所述防爆正压控制器上端安装有防爆声光报警器；所述防爆机械臂设有一个或串联连接的若干个，节约了使用成本，所述防爆机械臂由若干个模块化关节与内部设有通孔的臂杆依据预设要求依次密封连接，通过控制装置及防爆正压控制器的控制，使系统内部通过容纳的空气或惰性气体形成压力始终大于外部环境压力的正压机械臂系统，能阻止外部爆炸性混合物的进入，通过防爆正压控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，与电控柜相连，其特征在于：包括防爆机械臂、与所述防爆机械臂的一端相连用以进气及控制内部气压始终保持在预设范围内的防爆正压控制器、与所述防爆机械臂另一端相连用以排泄多余气压的泄压单元及与所述电控柜相连的供电连接器，所述防爆正压控制器上端安装有防爆声光报警器；所述防爆机械臂由若干个模块化关节与内部设有通孔的臂杆依据预设要求依次密封连接，所述防爆机械臂设有一个或串联连接的若干个。2.根据权利要求1所述的适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，其特征在于：所述模块化关节包括内部形成容纳空间的关节壳体及沿所述关节壳体中心线设置的旋转转轴，所述关节壳体包括沿轴线方向的一端设置的第一连接端、在对应端密封固连的关节后盖及侧壁垂直于所述轴线设置的第二连接端，所述第一连接端与所述第二连接端均与相邻部件密封连接。3.根据权利要求2所述的适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，其特征在于：所述关节壳体内还固装有电机、谐波减速机、制动器、编码器、电机驱动器；所述转轴包括同轴套装的位于外部的高速轴及位于内部的低速轴；所述谐波减速机包括刚轮、柔轮和凸轮，所述刚轮固定在所述关节壳体内并与所述高速轴同轴，所述凸轮与所述高速轴同轴且相对固定设置，所述柔轮与所述低速轴同轴且相对固定设置；所述编码器包括分别连接所述高速轴、所述低速轴的高速轴编码器、底速轴编码器，均与固装在所述关节后盖上的电机驱动器相连。4.根据权利要求1所述的适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，其特征在于：所述防爆机械臂的底部设有底座，所述底座与所述模块化关节间密封紧固连接，所述底座与所述泄压单元密封连接，所述泄压单元包括泄气开关，当所测的防爆机械臂内的气压比阈值高时，所述泄气开关自动泄气；所述防爆机械臂的末端设有属具连接法兰，所述属具连接法兰通过进气开关与所述防爆正压控制器连接，由所述防爆正压控制器控制进气。5.根据权利要求4所述的适用于油气环境的气密式防爆机械臂系统，其特征在于：所述防爆正压控制器与高压充气设备相连接，设有控制高压气流进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉宇，孙伟，王任翔，王一凡，
申请(专利权)人：航天云机北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：