CN115091506B - 一种用于工业机器人的平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业机器人的平衡装置，包括固定底座，固定底座顶端的四个边角均固定安装有高度杆，四个高度杆之间滑动连接有升降台，升降台顶端的一侧开设有位移槽，位移槽的内部转动连接有螺纹柱，螺纹柱的中部设有方向机构，角度机构的一侧固定安装有安装机构，方向机构包括位移块、方向台、旋转电机和方向杆，角度机构包括角度座、角度臂、活动块和平衡缸，本发明通过设置升降气缸、高度杆、升降台、角度机构、螺纹柱、位移块和方向机构，灵活的对与平衡装置相连的工业机器人关节进行高度、角度、位置和方向进行调节，与之相连的工业机器人关节处灵活运作，提高了工业机器人自身的灵活度。

Description

一种用于工业机器人的平衡装置

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，具体为一种用于工业机器人的平衡装置。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，已成为备受重视的高新技术产业，它作为现代制造业的主要自动化装备在制造业中广泛应用，也是衡量制造业综合实力的重要标志，工业机器人的普及让很多工作岗位释放人工资源，作为科技进化的产物，工业机器人在企业生产中有着不容小觑的作用。机器代替人工在未来是一大趋势。

人力成本的上涨无疑是推动各行业机器换人的重要因素，工业机器人代替人工生产能够将越来越高昂的人工成本节省，工业机器人可以实现24小时操作，只需要一人看管或者一人同时看管两台甚至是更多的工业机器人，能够有效节约人力资源成本。另外，使用工业机器人的智能化工厂，自动流水线的生产模式更能节省场地，使工厂的规划更加紧凑，节省土地资源成本，传统企业生产的过程中，尽管有很多的规章制度，但是员工在执行的过程中总是不会彻底贯彻执行下去，这样很难杜绝员工偷懒的现象，企业很久很难保证每天的产能产量，工业机器人的使用，人工大量减少，企业对人员的管理更加简单高效，采用智能工业机器人进行生产，能够最大限度的保障工人工作的安全性，不会出现由于工作上的疏忽或者疲劳而产生的安全事故，在重复性很高的工业生产车间，人类员工很容易出现生理上的疲劳，导致安全事故的发生，使用工业机器人则可以确保安全，未来，在工业上，工业机器人将会承担越来越多的工作，智能化和自动化的趋势，将导致工业机器人改变以往的生产经营模式，通过引进工业机器人实现生产自动化，进一步提升工业生产效率，促进产业结构的智能化调整，为了避免工业机器人上单个关节负载过大，通常在工业机器人的关节处安装平衡装置，通过平衡装置增加工业机器人关节处的负载力。

然而，传统的平衡装置对工业机器人关节处的平衡处理具有局限性，导致与之相连的工业机器人关节处无法灵活运作，降低了工业机器人自身的灵活度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于工业机器人的平衡装置，以解决上述背景技术中提出的传统的平衡装置对工业机器人关节处的平衡处理具有局限性，导致与之相连的工业机器人关节处无法灵活运作，降低了工业机器人自身的灵活度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于工业机器人的平衡装置，包括固定底座，所述固定底座顶端的四个边角均固定安装有高度杆，四个所述高度杆之间滑动连接有升降台，所述升降台顶端的一侧开设有位移槽，所述位移槽的内部转动连接有螺纹柱，所述螺纹柱的中部设有方向机构，所述方向机构的顶端固定安装有角度机构，所述角度机构的一侧固定安装有安装机构，所述方向机构包括位移块、方向台、旋转电机和方向杆，所述角度机构包括角度座、角度臂、活动块和平衡缸，伺服电机通电后启动，伺服电机带动螺纹柱转动，螺纹柱表面的螺纹与位移块内壁的螺纹相互匹配，位移块受到与之形状大小相互匹配的位移槽限位，所以位移块沿着螺纹柱发生滑动，对平衡装置安装的工业机器人关节的位置进行调节。

作为本发明的一种优选技术方案，所述位移块顶端的中部固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端固定安装有方向台，所述位移块的表面开设有方向槽，所述方向台底端的一侧固定安装有与方向槽滑动连接的方向杆，旋转电机通电后启动，旋转电机带动方向台转动，对平衡装置安装的工业机器人关节的方向进行调节，方向台转动的过程中带动方向杆沿着方向槽发生滑动，提高方向台转动的稳定性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述位移块的中部与螺纹柱的中部螺纹连接，且所述位移块与位移槽滑动连接，方向机构通过位移块安装在螺纹柱上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述角度座的内部转动连接有角度臂，所述角度臂的底端开设有活动槽，所述活动槽的内部滑动连接有活动块，所述平衡缸的活动端与活动块相邻的一侧转动连接，当压力油从平衡缸无杆腔进入时，活塞有效面积最大，此时平衡缸的缸筒开始伸出，平衡缸进行伸缩运动，平衡缸从一侧推动活动块，使得活动块沿着活动槽发生滑动，在活动块滑行的过程中，角度臂受到活动块的推动力沿着角度座发生角度偏转，对夹持的工业机器人关节的角度进行调节。

作为本发明的一种优选技术方案，所述角度座的底端与平衡缸的固定端均与方向台的顶端固定连接，角度机构通过角度座和平衡缸安装在方向台上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装机构包括推动气缸、安装壳、两个滑行杆、两个滑行块、两个带橡胶夹板和推动板，所述推动气缸的中部固定安装有安装壳，所述安装壳的两侧均滑动连接有滑行杆，两个所述滑行杆相对的一端均固定安装有位于安装壳内部的滑行块，两个所述滑行块相对的一侧均开设有推动槽，两个所述推动槽之间滑动连接有推动板，两个所述滑行块的一端穿过安装壳均固定安装有带橡胶夹板，所述推动板的一侧与推动气缸的活动端固定连接，推动气缸上电磁阀打开，往推动气缸内输入压缩空气，推动活塞在推动气缸筒内做往复运动，推动气缸进行伸缩运动，推动气缸从一侧推动推动板，使得推动板沿着推动槽发生滑动，在推动板推动力的作用下，两个滑行块在安装壳内进行相对滑动，此时滑行杆沿着安装壳发生对应滑动，滑行块滑动的过程中带动带橡胶夹板进行同步运动，带橡胶夹板从工业机器人关节处的两侧进行夹紧，使得工业机器人关节安装在安装机构上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述推动气缸的固定端与角度臂相邻的一侧固定连接，安装机构通过推动气缸安装在角度臂一侧。

作为本发明的一种优选技术方案，四个所述高度杆的顶端均固定安装有挡板，所述升降台的一侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端穿过升降台与螺纹柱相邻的一端固定连接，所述固定底座顶端的中部固定安装有升降气缸，所述升降气缸的活动端与升降台底端的中部固定连接，升降气缸上电磁阀打开，往升降气缸内输入压缩空气，推动活塞在升降气缸筒内做往复运动，升降气缸进行伸缩运动，升降气缸从升降台的底部向上推动使得升降台沿着高度杆发生滑动，高度杆的顶部受到挡板限位，高度杆的底部受到固定底座的限位，所以升降台沿着高度杆在固定底座与挡板之间滑动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设置升降气缸、高度杆和升降台，升降气缸伸缩的过程中，升降气缸从一侧带动升降台沿着高度杆发生滑动，间接对与平衡装置相连的工业机器人关节处高度进行调节；

2.通过设置角度机构，平衡缸通过注入液压油进行伸缩运动，平衡缸从一侧推动活动块，活动块沿着活动槽滑动的过程中从一侧推动角度臂，角度臂沿着角度座发生偏转，对与平衡装置相连的工业机器人关节处角度进行调节；

3.通过设置螺纹柱和位移块，螺纹柱转动的过程中，位移块沿着螺纹柱发生滑动，间接对与平衡装置相连的工业机器人关节角度处的位置进行调节；

4.通过设置方向机构，旋转电机带动方向台转动，方向台转动时带动方向杆沿着方向槽发生滑动，增加方向台转动的稳定性，对与平衡装置相连的工业机器人关节角度处的方向进行调节；

5.通过设置升降气缸、高度杆、升降台、角度机构、螺纹柱、位移块和方向机构，灵活的对与平衡装置相连的工业机器人关节进行高度、角度、位置和方向进行调节，与之相连的工业机器人关节处灵活运作，提高了工业机器人自身的灵活度。

附图说明

图1为本发明的侧视图；

图2为本发明的内部示意图；

图3为本发明方向机构的侧视图；

图4为本发明角度机构的结构示意图；

图5为本发明安装机构的结构示意图。

图中：1、固定底座；2、伺服电机；3、角度机构；31、角度座；32、角度臂；33、活动槽；34、活动块；35、平衡缸；4、安装机构；41、推动气缸；42、安装壳；43、滑行杆；44、滑行块；45、带橡胶夹板；46、推动槽；47、推动板；5、方向机构；51、位移块；52、方向槽；53、方向台；54、旋转电机；55、方向杆；6、升降台；7、高度杆；8、升降气缸；9、螺纹柱；10、位移槽；11、挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

请参阅图1-5，本发明提供了一种用于工业机器人的平衡装置，包括固定底座1，固定底座1顶端的四个边角均固定安装有高度杆7，四个高度杆7之间滑动连接有升降台6，升降台6顶端的一侧开设有位移槽10，位移槽10的内部转动连接有螺纹柱9，螺纹柱9的中部设有方向机构5，方向机构5的顶端固定安装有角度机构3，角度机构3的一侧固定安装有安装机构4，方向机构5包括位移块51、方向台53、旋转电机54和方向杆55，角度机构3包括角度座31、角度臂32、活动块34和平衡缸35，伺服电机2通电后启动，伺服电机2带动螺纹柱9转动，螺纹柱9表面的螺纹与位移块51内壁的螺纹相互匹配，位移块51受到与之形状大小相互匹配的位移槽10限位，所以位移块51沿着螺纹柱9发生滑动，对平衡装置安装的工业机器人关节的位置进行调节。

位移块51顶端的中部固定安装有旋转电机54，旋转电机54的输出端固定安装有方向台53，位移块51的表面开设有方向槽52，方向台53底端的一侧固定安装有与方向槽52滑动连接的方向杆55，旋转电机54通电后启动，旋转电机54带动方向台53转动，对平衡装置安装的工业机器人关节的方向进行调节，方向台53转动的过程中带动方向杆55沿着方向槽52发生滑动，提高方向台53转动的稳定性。

位移块51的中部与螺纹柱9的中部螺纹连接，且位移块51与位移槽10滑动连接，方向机构5通过位移块51安装在螺纹柱9上。

角度座31的内部转动连接有角度臂32，角度臂32的底端开设有活动槽33，活动槽33的内部滑动连接有活动块34，平衡缸35的活动端与活动块34相邻的一侧转动连接，当压力油从平衡缸35无杆腔进入时，活塞有效面积最大，此时平衡缸35的缸筒开始伸出，平衡缸35进行伸缩运动，平衡缸35从一侧推动活动块34，使得活动块34沿着活动槽33发生滑动，在活动块34滑行的过程中，角度臂32受到活动块34的推动力沿着角度座31发生角度偏转，对夹持的工业机器人关节的角度进行调节。

角度座31的底端与平衡缸35的固定端均与方向台53的顶端固定连接，角度机构3通过角度座31和平衡缸35安装在方向台53上。

安装机构4包括推动气缸41、安装壳42、两个滑行杆43、两个滑行块44、两个带橡胶夹板45和推动板47，推动气缸41的中部固定安装有安装壳42，安装壳42的两侧均滑动连接有滑行杆43，两个滑行杆43相对的一端均固定安装有位于安装壳42内部的滑行块44，两个滑行块44相对的一侧均开设有推动槽46，两个推动槽46之间滑动连接有推动板47，两个滑行块44的一端穿过安装壳42均固定安装有带橡胶夹板45，推动板47的一侧与推动气缸41的活动端固定连接，推动气缸41上电磁阀打开，往推动气缸41内输入压缩空气，推动活塞在推动气缸41筒内做往复运动，推动气缸41进行伸缩运动，推动气缸41从一侧推动推动板47，使得推动板47沿着推动槽46发生滑动，在推动板47推动力的作用下，两个滑行块44在安装壳42内进行相对滑动，此时滑行杆43沿着安装壳42发生对应滑动，滑行块44滑动的过程中带动带橡胶夹板45进行同步运动，带橡胶夹板45从工业机器人关节处的两侧进行夹紧，使得工业机器人关节安装在安装机构4上。

推动气缸41的固定端与角度臂32相邻的一侧固定连接，安装机构4通过推动气缸41安装在角度臂32一侧。

四个高度杆7的顶端均固定安装有挡板11，升降台6的一侧固定安装有伺服电机2，伺服电机2的输出端穿过升降台6与螺纹柱9相邻的一端固定连接，固定底座1顶端的中部固定安装有升降气缸8，升降气缸8的活动端与升降台6底端的中部固定连接，升降气缸8上电磁阀打开，往升降气缸8内输入压缩空气，推动活塞在升降气缸8筒内做往复运动，升降气缸8进行伸缩运动，升降气缸8从升降台6的底部向上推动使得升降台6沿着高度杆7发生滑动，高度杆7的顶部受到挡板11限位，高度杆7的底部受到固定底座1的限位，所以升降台6沿着高度杆7在固定底座1与挡板11之间滑动。

本发明在使用时：工作人员使用平衡装置前，需要将平衡装置与工业机器人关节处连接在一起，推动气缸41上电磁阀打开，往推动气缸41内输入压缩空气，推动活塞在推动气缸41筒内做往复运动，推动气缸41进行伸缩运动，推动气缸41从一侧推动推动板47，使得推动板47沿着推动槽46发生滑动，在推动板47推动力的作用下，两个滑行块44在安装壳42内进行相对滑动，此时滑行杆43沿着安装壳42发生对应滑动，滑行块44滑动的过程中带动带橡胶夹板45进行同步运动，带橡胶夹板45从工业机器人关节处的两侧进行夹紧，使得工业机器人关节安装在安装机构4上，升降气缸8上电磁阀打开，往升降气缸8内输入压缩空气，推动活塞在升降气缸8筒内做往复运动，升降气缸8进行伸缩运动，升降气缸8从升降台6的底部向上推动使得升降台6沿着高度杆7发生滑动，高度杆7的顶部受到挡板11限位，高度杆7的底部受到固定底座1的限位，所以升降台6沿着高度杆7在固定底座1与挡板11之间滑动，升降台6滑动的过程中对安装的工业机器人关节处高度进行调节，伺服电机2通电后启动，伺服电机2带动螺纹柱9转动，螺纹柱9表面的螺纹与位移块51内壁的螺纹相互匹配，位移块51受到与之形状大小相互匹配的位移槽10限位，所以位移块51沿着螺纹柱9发生滑动，对平衡装置安装的工业机器人关节的位置进行调节，旋转电机54通电后启动，旋转电机54带动方向台53转动，对平衡装置安装的工业机器人关节的方向进行调节，方向台53转动的过程中带动方向杆55沿着方向槽52发生滑动，提高方向台53转动的稳定性，当压力油从平衡缸35无杆腔进入时，活塞有效面积最大，此时平衡缸35的缸筒开始伸出，平衡缸35进行伸缩运动，平衡缸35从一侧推动活动块34，使得活动块34沿着活动槽33发生滑动，在活动块34滑行的过程中，角度臂32受到活动块34的推动力沿着角度座31发生角度偏转，对夹持的工业机器人关节的角度进行调节，工业机器人关节处灵活运作，提高了工业机器人自身的灵活度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于工业机器人的平衡装置，包括固定底座（1），其特征在于：所述固定底座（1）顶端的四个边角均固定安装有高度杆（7），四个所述高度杆（7）之间滑动连接有升降台（6），所述升降台（6）顶端的一侧开设有位移槽（10），所述位移槽（10）的内部转动连接有螺纹柱（9），所述螺纹柱（9）的中部设有方向机构（5），所述方向机构（5）的顶端固定安装有角度机构（3），所述角度机构（3）的一侧固定安装有用于对工业机器人关节处的两侧进行夹紧的安装机构（4），所述方向机构（5）包括位移块（51）、方向台（53）、旋转电机（54）和方向杆（55），所述角度机构（3）包括角度座（31）、角度臂（32）、活动块（34）和平衡缸（35），所述位移块（51）顶端的中部固定安装有旋转电机（54），所述旋转电机（54）的输出端固定安装有方向台（53），所述位移块（51）的表面开设有方向槽（52），所述方向台（53）底端的一侧固定安装有与方向槽（52）滑动连接的方向杆（55），所述位移块（51）的中部与螺纹柱（9）的中部螺纹连接，且所述位移块（51）与位移槽（10）滑动连接，所述角度座（31）的内部转动连接有角度臂（32），所述角度臂（32）的底端开设有活动槽（33），所述活动槽（33）的内部滑动连接有活动块（34），所述平衡缸（35）的活动端与活动块（34）相邻的一侧转动连接，所述角度座（31）的底端与平衡缸（35）的固定端均与方向台（53）的顶端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人的平衡装置，其特征在于：所述安装机构（4）包括推动气缸（41）、安装壳（42）、两个滑行杆（43）、两个滑行块（44）、两个带橡胶夹板（45）和推动板（47），所述推动气缸（41）的中部固定安装有安装壳（42），所述安装壳（42）的两侧均滑动连接有滑行杆（43），两个所述滑行杆（43）相对的一端均固定安装有位于安装壳（42）内部的滑行块（44），两个所述滑行块（44）相对的一侧均开设有推动槽（46），两个所述推动槽（46）之间滑动连接有推动板（47），两个所述滑行块（44）的一端穿过安装壳（42）均固定安装有带橡胶夹板（45），所述推动板（47）的一侧与推动气缸（41）的活动端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于工业机器人的平衡装置，其特征在于：所述推动气缸（41）的固定端与角度臂（32）相邻的一侧固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人的平衡装置，其特征在于：四个所述高度杆（7）的顶端均固定安装有挡板（11），所述升降台（6）的一侧固定安装有伺服电机（2），所述伺服电机（2）的输出端穿过升降台（6）与螺纹柱（9）相邻的一端固定连接，所述固定底座（1）顶端的中部固定安装有升降气缸（8），所述升降气缸（8）的活动端与升降台（6）底端的中部固定连接。

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