CN112077872A - 一种关节处定点自养护型机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关节处定点自养护型机器人，属于机器人领域，一种关节处定点自养护型机器人，通过气撑球的设置，当关节处发生局部受力过大时，该处的自养护球点受力挤压外力触层，一方面外油囊被挤压，润滑油会沿着输油管向自养护球点处扩散，实现对受力较大处的定点添加润滑油的效果，从而达到定点的润滑自养护，进而降低磨损，提高机械臂使用时的稳定性，另一方面，气撑球的外气层被挤压，使得中心气球膨胀，挤压润滑油进入到外油囊内，从而不断补充其内部的润滑油，相较于现有技术，有效减少工作人员定期补润滑油的工作量。

Description

一种关节处定点自养护型机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，更具体地说，涉及一种关节处定点自养护型机器人。

背景技术

机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。

随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人。现在虽然还没有一个严格而准确的机器人定义，但是我们希望对机器人的本质做些把握：机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，在工业、医学、农业、服务业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。

工业机器人机械臂在使用过程中，需要不断的进行转动，且每天的转动频率极高，导致机器人关节处的磨损现象普遍较为严重，因而机器人关节处需要定期进行保养，一般的保养方式，是向机器人的关节处添加润滑油，减缓磨损，但是这种方式影响机器人的使用，且工作人员需要进行相对较大的工作量，同时在机械臂工作时，存在一定的受力不均匀的情况，导致关节处存在局部磨损严重的问题，导致机械臂随着使用时间的延长，其稳定性以及操作的精准性逐渐变差。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种关节处定点自养护型机器人，它通过气撑球的设置，当关节处发生局部受力过大时，该处的自养护球点受力挤压外力触层，一方面外油囊被挤压，润滑油会沿着输油管向自养护球点处扩散，实现对受力较大处的定点添加润滑油的效果，从而达到定点的润滑自养护，进而降低磨损，提高机械臂使用时的稳定性，另一方面，气撑球的外气层被挤压，使得中心气球膨胀，挤压润滑油进入到外油囊内，从而不断补充其内部的润滑油，相较于现有技术，有效减少工作人员定期补润滑油的工作量。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种关节处定点自养护型机器人，包括底座，所述底座上端安装有机械臂，所述机械臂端部安装有连接轴，所述连接轴下方设有多个抓取爪，所述抓取爪上端固定连接有关节球，所述连接轴下端开凿有多个与关节球相匹配的关节槽，所述关节球中部开凿有中心储油腔，所述中心储油腔中部设有气撑球，所述关节球表面镶嵌有多个均匀分布的自养护球点，所述关节球内部镶嵌有多个与自养护球点对应的外油囊，所述关节球内部开凿有多个与外油囊相对应的分支油道，所述分支油道连通外油囊和中心储油腔，所述气撑球端部贯穿分支油道延伸至外油囊内，所述外油囊靠近自养护球点的一端固定连接有外力触层，所述外力触层端部固定连接有撑杆，所述撑杆延伸至外油囊内，所述外油囊内部固定连接有内力触层，所述内力触层罩设在气撑球外，所述撑杆远离外力触层的一端与内力触层固定连接，所述外油囊和自养护球点之间连接有输油管，所述外油囊和中心储油腔内均填充有润滑油，通过气撑球的设置，当关节处发生局部受力过大时，该处的自养护球点受力挤压外力触层，一方面外油囊被挤压，润滑油会沿着输油管向自养护球点处扩散，实现对受力较大处的定点添加润滑油的效果，从而达到定点的润滑自养护，进而降低磨损，提高机械臂使用时的稳定性，另一方面，气撑球的外气层被挤压，使得中心气球膨胀，挤压润滑油进入到外油囊内，从而不断补充其内部的润滑油，相较于现有技术，有效减少工作人员定期补润滑油的工作量。

进一步的，所述撑杆为硬质结构，使其具有一定的承载性，从而能够及时对出油层处受到的力做出反应，便于润滑油及时向出油层处移动，实现定点补润滑油的效果，实现定点的自养护，有效降低磨损，提高稳定性，所述内力触层为弹性多孔结构，使其受到挤压时，能够发生形变并对其内部的外气层产生挤压作用，便于中心气球膨胀，使得连接杆内的润滑油被挤压向着外油囊处补充，从而有效减少工作人员定期自动补润滑油的操作。

进一步的，所述自养护球点包括内嵌层以及连接在内嵌层端部的出油层，所述内嵌层与外力触层之间无受力接触，所述出油层端部延伸至关节球外侧并与关节槽内壁接触。

进一步的，所述出油层为多通透孔硬质结构，便于出油控球处溢出的润滑油，能够在出油层处向着关节槽内壁分散，所述输油管一端端部延伸至内嵌层内，所述输油管另一端贯穿外油囊并延伸至外油囊底部。

进一步的，所述输油管位于内嵌层内的端部固定连接有多个分散须，所述分散须端部固定连接有出油控球，所述分散须与输油管相通，通过分散须和出油控球的设置，有效将输油管处向自养护球点内溢出的润滑油，更加均匀的分散，便于出油层处与关节槽接触的表面能够保持润滑性，使得摩擦力更小。

进一步的，所述出油控球为弹性多孔空心结构，当自养护球点受力较大时，外力触层受到挤压，外油囊压缩，一方面润滑油会沿着输油管、分散须和出油控球向着出油层处扩散，出油控球受到润滑油挤压，孔隙增大，便于润滑油的溢出，另一方面，内力触层受到来自外力触层和撑杆的力，发生形变，其内部的外气层被挤压，外气层内气体进入到中心气球内，使其膨胀，从而挤压中心气球内的润滑油沿着分支油道进入到内力触层内，并进入到外油囊内，补充其内部得润滑油，所述分散须端部以及出油控球延伸至出油层内，使得自养护球点在不受力或者受很小力时，即本机器人的关节处未受到局部的不均匀受力时，出油控球受到的来自润滑油的挤压力较小，此时润滑油不会流出，从而有效保证本机器人关节处的润滑油仅在受到不均匀力或者局部受力较大时溢出，实现定点的润滑养护。

进一步的，所述气撑球包括位于内力触层内的外气层、位于中心储油腔内的中心气球以及连接在中心气球和外气层之间的连接杆，所述外气层和中心气球内部均填充有惰性气体，且三者相互连通。

进一步的，所述外气层和中心气球均为弹性结构，使得惰性气体能够在二者之间转移，所述连接杆为硬质结构。

进一步的，所述外气层和中心气球内的惰性气体填充度为饱和填充，从而使得外气层受到一定的挤压力后能够及时发生一定的形变，使得对于润滑油转移的辅助作用更好。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过气撑球的设置，当关节处发生局部受力过大时，该处的自养护球点受力挤压外力触层，一方面外油囊被挤压，润滑油会沿着输油管向自养护球点处扩散，实现对受力较大处的定点添加润滑油的效果，从而达到定点的润滑自养护，进而降低磨损，提高机械臂使用时的稳定性，另一方面，气撑球的外气层被挤压，使得中心气球膨胀，挤压润滑油进入到外油囊内，从而不断补充其内部的润滑油，相较于现有技术，有效减少工作人员定期补润滑油的工作量。

(2)撑杆为硬质结构，使其具有一定的承载性，从而能够及时对出油层处受到的力做出反应，便于润滑油及时向出油层处移动，实现定点补润滑油的效果，实现定点的自养护，有效降低磨损，提高稳定性，内力触层为弹性多孔结构，使其受到挤压时，能够发生形变并对其内部的外气层产生挤压作用，便于中心气球膨胀，使得连接杆内的润滑油被挤压向着外油囊处补充，从而有效减少工作人员定期自动补润滑油的操作。

(3)自养护球点包括内嵌层以及连接在内嵌层端部的出油层，内嵌层与外力触层之间无受力接触，出油层端部延伸至关节球外侧并与关节槽内壁接触。

(4)出油层为多通透孔硬质结构，便于出油控球处溢出的润滑油，能够在出油层处向着关节槽内壁分散，输油管一端端部延伸至内嵌层内，输油管另一端贯穿外油囊并延伸至外油囊底部。

(5)输油管位于内嵌层内的端部固定连接有多个分散须，分散须端部固定连接有出油控球，分散须与输油管相通，通过分散须和出油控球的设置，有效将输油管处向自养护球点内溢出的润滑油，更加均匀的分散，便于出油层处与关节槽接触的表面能够保持润滑性，使得摩擦力更小。

(6)出油控球为弹性多孔空心结构，当自养护球点受力较大时，外力触层受到挤压，外油囊压缩，一方面润滑油会沿着输油管、分散须和出油控球向着出油层处扩散，出油控球受到润滑油挤压，孔隙增大，便于润滑油的溢出，另一方面，内力触层受到来自外力触层和撑杆的力，发生形变，其内部的外气层被挤压，外气层内气体进入到中心气球内，使其膨胀，从而挤压中心气球内的润滑油沿着分支油道进入到内力触层内，并进入到外油囊内，补充其内部得润滑油，分散须端部以及出油控球延伸至出油层内，使得自养护球点在不受力或者受很小力时，即本机器人的关节处未受到局部的不均匀受力时，出油控球受到的来自润滑油的挤压力较小，此时润滑油不会流出，从而有效保证本机器人关节处的润滑油仅在受到不均匀力或者局部受力较大时溢出，实现定点的润滑养护。

(7)气撑球包括位于内力触层内的外气层、位于中心储油腔内的中心气球以及连接在中心气球和外气层之间的连接杆，外气层和中心气球内部均填充有惰性气体，且三者相互连通。

(8)外气层和中心气球均为弹性结构，使得惰性气体能够在二者之间转移，连接杆为硬质结构。

(9)外气层和中心气球内的惰性气体填充度为饱和填充，从而使得外气层受到一定的挤压力后能够及时发生一定的形变，使得对于润滑油转移的辅助作用更好。

附图说明

图1为本发明的正面的结构示意图；

图2为本发明的机械手处的结构示意图；

图3为本发明的机器人关节处正面的结构示意图；

图4为本发明的机器人关节处截面的结构示意图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本发明的气撑球位于外储油腔内端部的结构示意图；

图7为本发明的分散须部分的结构示意图。

图中标号说明：

1底座、2机械臂、3抓取爪、4连接轴、5关节槽、6关节球、7自养护球点、71出油层、72内嵌层、91外气层、93连接杆、92中心气球、101分支油道、102中心储油腔、103外油囊、104输油管、121撑杆、122内力触层、123外力触层、13分散须、14出油控球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种关节处定点自养护型机器人，包括底座1，底座1上端安装有机械臂2，机械臂2端部安装有连接轴4，连接轴4下方设有多个抓取爪3，抓取爪3上端固定连接有关节球6，连接轴4下端开凿有多个与关节球6相匹配的关节槽5。

请参阅图3-5，关节球6中部开凿有中心储油腔102，中心储油腔102中部设有气撑球，关节球6表面镶嵌有多个均匀分布的自养护球点7，自养护球点7包括内嵌层72以及连接在内嵌层72端部的出油层71，内嵌层72与外力触层123之间无受力接触，出油层71端部延伸至关节球6外侧并与关节槽5内壁接触，出油层71为多通透孔硬质结构，便于出油控球14处溢出的润滑油，能够在出油层71处向着关节槽5内壁分散，输油管104一端端部延伸至内嵌层72内，输油管104另一端贯穿外油囊103并延伸至外油囊103底部；

关节球6内部镶嵌有多个与自养护球点7对应的外油囊103，关节球6内部开凿有多个与外油囊103相对应的分支油道101，分支油道101连通外油囊103和中心储油腔102，气撑球端部贯穿分支油道101延伸至外油囊103内，外油囊103靠近自养护球点7的一端固定连接有外力触层123，外力触层123端部固定连接有撑杆121，撑杆121延伸至外油囊103内，外油囊103内部固定连接有内力触层122，内力触层122罩设在气撑球外，撑杆121远离外力触层123的一端与内力触层122固定连接，外油囊103和自养护球点7之间连接有输油管104，外油囊103和中心储油腔102内均填充有润滑油，撑杆121为硬质结构，使其具有一定的承载性，从而能够及时对出油层71处受到的力做出反应，便于润滑油及时向出油层71处移动，实现定点补润滑油的效果，实现定点的自养护，有效降低磨损，提高稳定性，内力触层122为弹性多孔结构，使其受到挤压时，能够发生形变并对其内部的外气层91产生挤压作用，便于中心气球92膨胀，使得连接杆93内的润滑油被挤压向着外油囊103处补充，从而有效减少工作人员定期自动补润滑油的操作。

请参阅图6，气撑球包括位于内力触层122内的外气层91、位于中心储油腔102内的中心气球92以及连接在中心气球92和外气层91之间的连接杆93，外气层91和中心气球92内部均填充有惰性气体，且三者相互连通，外气层91和中心气球92均为弹性结构，使得惰性气体能够在二者之间转移，连接杆93为硬质结构，外气层91和中心气球92内的惰性气体填充度为饱和填充，从而使得外气层91受到一定的挤压力后能够及时发生一定的形变，使得对于润滑油转移的辅助作用更好。

请参阅图7，输油管104位于内嵌层72内的端部固定连接有多个分散须13，分散须13端部固定连接有出油控球14，分散须13与输油管104相通，通过分散须13和出油控球14的设置，有效将输油管104处向自养护球点7内溢出的润滑油，更加均匀的分散，便于出油层71处与关节槽5接触的表面能够保持润滑性，使得摩擦力更小，出油控球14为弹性多孔空心结构，当自养护球点7受力较大时，外力触层123受到挤压，外油囊103压缩，一方面润滑油会沿着输油管104、分散须13和出油控球14向着出油层71处扩散，出油控球14受到润滑油挤压，孔隙增大，便于润滑油的溢出，另一方面，内力触层122受到来自外力触层123和撑杆121的力，发生形变，其内部的外气层91被挤压，外气层91内气体进入到中心气球92内，使其膨胀，从而挤压中心气球92内的润滑油沿着分支油道101进入到内力触层122内，并进入到外油囊103内，补充其内部得润滑油，分散须13端部以及出油控球14延伸至出油层71内，使得自养护球点7在不受力或者受很小力时，即本机器人的关节处未受到局部的不均匀受力时，出油控球14受到的来自润滑油的挤压力较小，此时润滑油不会流出，从而有效保证本机器人关节处的润滑油仅在受到不均匀力或者局部受力较大时溢出，实现定点的润滑养护。

通过气撑球的设置，当关节处发生局部受力过大时，该处的自养护球点7受力挤压外力触层123，一方面外油囊103被挤压，润滑油会沿着输油管104向自养护球点7处扩散，实现对受力较大处的定点添加润滑油的效果，从而达到定点的润滑自养护，进而降低磨损，提高机械臂2使用时的稳定性，另一方面，气撑球的外气层91被挤压，使得中心气球92膨胀，挤压润滑油进入到外油囊103内，从而不断补充其内部的润滑油，相较于现有技术，有效减少工作人员定期补润滑油的工作量。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种关节处定点自养护型机器人，包括底座(1)，所述底座(1)上端安装有机械臂(2)，所述机械臂(2)端部安装有连接轴(4)，所述连接轴(4)下方设有多个抓取爪(3)，所述抓取爪(3)上端固定连接有关节球(6)，所述连接轴(4)下端开凿有多个与关节球(6)相匹配的关节槽(5)，其特征在于：所述关节球(6)中部开凿有中心储油腔(102)，所述中心储油腔(102)中部设有气撑球，所述关节球(6)表面镶嵌有多个均匀分布的自养护球点(7)，所述关节球(6)内部镶嵌有多个与自养护球点(7)对应的外油囊(103)，所述关节球(6)内部开凿有多个与外油囊(103)相对应的分支油道(101)，所述分支油道(101)连通外油囊(103)和中心储油腔(102)，所述气撑球端部贯穿分支油道(101)延伸至外油囊(103)内，所述外油囊(103)靠近自养护球点(7)的一端固定连接有外力触层(123)，所述外力触层(123)端部固定连接有撑杆(121)，所述撑杆(121)延伸至外油囊(103)内，所述外油囊(103)内部固定连接有内力触层(122)，所述内力触层(122)罩设在气撑球外，所述撑杆(121)远离外力触层(123)的一端与内力触层(122)固定连接，所述外油囊(103)和自养护球点(7)之间连接有输油管(104)，所述外油囊(103)和中心储油腔(102)内均填充有润滑油。

2.根据权利要求1所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述撑杆(121)为硬质结构，所述内力触层(122)为弹性多孔结构。

3.根据权利要求1所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述自养护球点(7)包括内嵌层(72)以及连接在内嵌层(72)端部的出油层(71)，所述内嵌层(72)与外力触层(123)之间无受力接触，所述出油层(71)端部延伸至关节球(6)外侧并与关节槽(5)内壁接触。

4.根据权利要求3所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述出油层(71)为多通透孔硬质结构，所述输油管(104)一端端部延伸至内嵌层(72)内，所述输油管(104)另一端贯穿外油囊(103)并延伸至外油囊(103)底部。

5.根据权利要求4所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述输油管(104)位于内嵌层(72)内的端部固定连接有多个分散须(13)，所述分散须(13)端部固定连接有出油控球(14)，所述分散须(13)与输油管(104)相通。

6.根据权利要求5所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述出油控球(14)为弹性多孔空心结构，所述分散须(13)端部以及出油控球(14)延伸至出油层(71)内。

7.根据权利要求1所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述气撑球包括位于内力触层(122)内的外气层(91)、位于中心储油腔(102)内的中心气球(92)以及连接在中心气球(92)和外气层(91)之间的连接杆(93)，所述外气层(91)和中心气球(92)内部均填充有惰性气体，且三者相互连通。

8.根据权利要求7所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述外气层(91)和中心气球(92)均为弹性结构，所述连接杆(93)为硬质结构。

9.根据权利要求7所述的一种关节处定点自养护型机器人，其特征在于：所述外气层(91)和中心气球(92)内的惰性气体填充度为饱和填充。

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