CN204382302U - 一种机器人的负载过载保护机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人的负载过载保护机构，属于机器人技术领域。它解决了现有机器人的负载易由于受力过大而损坏的问题。本机器人的负载过载保护机构，包括中空的壳体、输出轴、用于与机器人相连接的连接盘和用于感应输出轴和壳***置变化且与机器人的控制***电连接的微动开关，连接盘连接在壳体的一端，壳体的另一端具有端盖，端盖的中心具有一供输出轴穿过的轴孔，输出轴的一端用于与负载相连，另一端位于壳体的内腔中且具有一圈用于避免输出轴脱出壳体的环形挡沿，输出轴与连接盘之间设置有若干个预紧弹簧，微动开关设置在端盖上，且微动开关的驱动杆抵靠在环形挡沿上。它能够对连接在机器人上的负载进行过载保护，避免负载的损坏。

Description

一种机器人的负载过载保护机构

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种机器人的负载过载保护机构。

背景技术

随着机械加工领域的不断发展，用机器人代替供人进行自动化加工的程度越来越高，机器人要实现抓放、搬运、钻孔等操作时，将产生较大的载荷力，产生的载荷力如果过大的话极容易造成机器人零部件的破坏，或者要求零部件尺寸增大，驱动功率增加，造成成本上的浪费，因而在机器人上通常都会设置过载保护，现有的过载保护都是为了保护机器人自身，当机器人承受的外界负载超过许用值时，过载保护起作用，避免机器人的电机、减速器、本体免受破坏，但是却无法对负载提供保护，当机器人施加在负载上的力超过负载的允许载荷时，会造成负载的损坏。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机器人的负载过载保护机构，它能够对连接在机器人上的负载进行过载保护，避免负载的损坏。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述过载保护机构包括中空的壳体、输出轴、用于与机器人相连接的连接盘和用于感应输出轴和壳***置变化且与机器人的控制***电连接的微动开关，所述连接盘连接在壳体的一端，所述壳体的另一端具有端盖，所述端盖的中心具有一供输出轴穿过的轴孔，所述输出轴的一端用于与负载相连，另一端位于壳体的内腔中且具有一圈用于避免输出轴脱出壳体的环形挡沿，所述输出轴与连接盘之间设置有若干个预紧弹簧，所述微动开关设置在端盖上，且微动开关的驱动杆抵靠在环形挡沿上。

本技术方案中的输出轴穿插在壳体中并通过环形挡沿与壳体的端盖相配合进行限位，环形挡沿与连接盘通过预紧弹簧相连接，当机器人通过本机构的输出轴连接负载时，预紧弹簧在机器人的作用下会进行压缩，从而使得环形挡沿与端盖的间距增大，当两者间距增大到预定值时，微动开关断开，与微动开关电连接的机器人控制***会发出停止信号，机器人不再进行工作，即不会再向负载施加作用力，从而达到保护负载的目的。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述环形挡沿朝向端盖的一侧面上设置有若干个定位槽二，所述壳体的侧壁均布有若干个通孔，所述通孔内插设有能连接在定位槽二上的定位销。定位销用于约束壳体和输出轴之间的轴向旋转自由度，使得输出轴仅能进行轴向移动，而不能进行旋转，以避免微动开关由于输出轴相对于壳体发生旋转而导致失效，从而保证对负载的过载保护能够正常进行。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述壳体的外壁上环设有一圈限位槽，所述通孔位于限位槽的槽底，所述限位槽内设置有一具有缺口的限位环。通过缺口可将限位环扳开并套装在限位槽上，该限位环用于对定位销进行限位，避免其脱出，从而保证微动开关的正常工作，且避免影响到对负载的过载保护效果。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述微动开关的个数为3个，且3个微动开关均布在端盖上，所述定位销的个数为3个，且3个定位销和3个微动开关间隔设置。微动开关均设在端盖上，与环形挡沿形成三点的面接触，而与3个微动开关间隔设置的3个定位销，也与环形挡沿形成了一个稳定的三点的面接触，两者结合判定即可实现对输出轴的综合感应，从而实现对负载的全方位过载保护。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述预紧弹簧的个数为6个，且每个预紧弹簧均与一微动开关或一定位销的位置相对应。微动开关和定位销均与预紧弹簧的位置一一对应，即微动开关和定位销均设置在输出轴位移最明显的位置上，反应最灵敏，对负载的保护效果更好。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述连接盘和预紧弹簧之间设置有一垫片，所述预紧弹簧的一端抵靠在输出轴上，另一端抵靠在垫片的一侧侧面上，所述垫片和连接盘之间设置有调节螺栓，所述调节螺栓螺纹旋接在连接盘上，且调节螺栓的栓柱顶面抵靠在垫片的另一侧侧面上。通过旋转调节螺栓可以调节垫片与连接盘的间距，进而实现对垫片和输出轴的间距调整和对预紧弹簧的预紧力调整，在位移变化量的预定数值不变的前提下，能够增加或减少本过载保护机构的保护载荷阀值，使之达到负载许可载荷的要求，以保证本过载保护机构能够适应不同的负载，调试方便，应用范围更广。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述环形挡沿的端面上具有若干个用于连接预紧弹簧的定位柱一，所述垫片的端面上具有若干个用于连接预紧弹簧的定位柱二。预紧弹簧的两端分别连接在定位柱一和定位柱二，连接更加牢固，避免发生不必要的移位，导致过载保护失效。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述输出轴为贯穿型的中空轴。该设计既能使得输出轴与负载本过载保护机构质量轻，但是能承受的极限载荷大，具有较大的载荷-质量比，既有很大的负载载荷适应能力，又不会很大程度的占用机器人的额定载荷分配，负载感应相对更加灵敏，负载保护效果更好。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述输出轴的端面上具有若干个用于与负载相连接的螺栓孔，所述螺栓孔的轴向与输出轴的轴向相平行。通过设置螺栓孔能够进一步去重，以减少整个保护机构的质量，使得本过载保护机构具有较大的载荷-质量比，负载感应相对更加灵敏，负载保护效果更好，而且螺栓孔的轴向与输出轴的轴向相平行，能够保证输出轴和负载的便宜相一致，从而使得过载保护更加精确。

在上述的机器人的负载过载保护机构中，所述输出轴为铝或钛纤维制成。铝和钛纤维材料具有足够的结构强度，能够承受负载的质量，而且其自身的质量均较轻，具有较大的载荷-质量比，既有很大的负载载荷适应能力，又不会很大程度的占用机器人的额定载荷分配，负载感应相对更加灵敏，负载保护效果更好。

与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点：

1、通过微动开关和定位销相配合，能够对负载实现全方位的保护作用；

2、由于负载过载保护机构连接在负载和机器人之间，感知负载载荷的灵敏性高，响应速度快，可以最大程度的保护负载免受破坏。

3、根据不同的负载许可载荷，可以调节负载过载保护机构的性能参数，使之达到负载许可载荷的要求。

4、负载过载保护机构结构简单，质量轻，但是能承受的极限载荷大，具有很大的载荷－质量比。因此过载保护机构既有很大的负载载荷适应能力，又不会很大程度的占用机器人的额定载荷分配。

5、此负载过载保护机构同样适用于含有施力端和受力端的场合，只要在施力端和受力端***此负载过载保护机构，并且把负载过载保护机构的保护载荷阀值调到负载的许可载荷即可。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一。

图2是本实用新型的结构示意图二。

图3是本实用新型的剖视图。

图4是本实用新型中壳体的结构示意图一。

图5是本实用新型中壳体的结构示意图二。

图6是本实用新型中限位环的结构示意图。

图7是本实用新型中输出轴的结构示意图。

图8是本实用新型另一实施例的剖面图。

图中，1、壳体；1a、端盖；1b、轴孔；1c、通孔；1d、限位槽；1e、定位槽一；2、输出轴；2a、环形挡沿；2b、螺栓孔；2c、定位柱一；2d、定位槽二；3、连接盘；3a、定位柱三；4、微动开关；4a、驱动杆；5、限位环；5a、缺口；6、定位销；7、预紧弹簧；8、垫片；8a、定位柱二；9、螺栓；10、调节螺栓。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

参照图1、图2和图3，本实施例一为一种机器人的负载过载保护机构，设置在机器人和负载之间，并对负载进行过载保护。本过载保护机构包括中空的壳体1、用于与负载相连的输出轴2、用于与机器人相连接的连接盘3和用于感应输出轴2和壳体1位置变化且与机器人的控制***电连接的微动开关4，连接盘3通过螺栓9连接在壳体1的一端，壳体1的另一端具有端盖1a，端盖1a的中心具有一供输出轴2穿过的轴孔1b，微动开关4通过螺钉连接在壳体1的端盖1a上，壳体1的外部套设有一限位环5。

结合图3和图7，输出轴2的一端用于与负载相连，另一端位于壳体1的内腔中且具有一圈环形挡沿2a，输出轴2的外径小于轴孔1b的内径，环形挡沿2a的直径大于轴孔1b的内径且小于壳体1的内径，环形挡沿2a能够避免输出轴2由轴孔1a脱出壳体1。输出轴2与连接盘3之间设置有若干个预紧弹簧7，环形挡沿2a的端面上具有若干个定位柱一2c，连接盘3的端面上具有若干个定位柱三3a，预紧弹簧7的两端分别连接在定位柱一2c和定位柱三3a上。微动开关4嵌装在端盖1a上，且微动开关4的驱动杆4a抵靠在环形挡沿2a上，当输出轴2与壳体1之间发生偏斜的时候，相应方向上的一个微动开关4断电，当输出轴2往内缩的时候，3个微动开关3都会断电。本实施例中总共设置有3个微动开关4，只要任何一个微动开关4断电，机器人就停止运行。

结合图3、图5和图7，输出轴2的环形挡沿2a朝向端盖1a的一侧面上均布有3个定位槽二2d，端盖1a上与环形挡沿2a相对的内侧面上均布有3个定位槽一1e，定位槽一1e和定位槽二2d位置一一对应，且定位槽一1e和定位槽二2d均为半圆弧型槽，两者合拢后形成一个圆孔。

结合图3、图4、图5和图6，壳体1的外壁上环设有一圈用于连接限位环5的限位槽1d，限位槽1d的槽底均布有3个贯穿型的通孔1c，该通孔1c与定位槽一1e和定位槽二2d合并而成的圆孔为同轴设置。通孔1c内设置有圆柱状的定位销6，定位销6用于约束壳体1和输出轴2之间的轴向旋转自由度，同时还具有定心的作用，能够保证输出轴2和壳体1同轴设置。套装在限位槽1d上的限位环5能够对定位销6进行限位，避免其脱出。该限位环5为一具有缺口5a的圆环状结构，通过缺口5a可将限位环5掰开，从而使得限位环5可以轻松地套装在壳体1的限位槽1d上，或从壳体1的限位槽1d上轻松拆下，以对定位销6进行检修或更换。本实施例中的预紧弹簧7的个数为6个，且每个预紧弹簧7均与一微动开关4或一定位销6的位置相对应。

结合图7，输出轴2为贯穿型的中空轴，且输出轴2的端面上具有若干个用于与负载相连接的螺栓孔2b，螺栓孔2b的轴向与输出轴2的轴向相平行。本实施例中的输出轴2为铝或钛纤维制成。上述设计均能够在保证输出轴2的结构强度的前提下，减轻输出轴2的载荷-质量比，以提高本负载保护机构对负载的保护效果。

实施例二：

参照图8，本实施例二的结构与实施例一基本相同，不同点在于，连接盘3和预紧弹簧7之间设置有一垫片8，预紧弹簧7的一端抵靠在输出轴2上，另一端抵靠在垫片8的一侧侧面上，所述垫片8和连接盘3之间设置有调节螺栓10，调节螺栓10螺纹旋接在连接盘3上，且调节螺栓10的栓柱顶面抵靠在垫片8的另一侧侧面上。环形挡沿2a的端面上具有若干个用于连接预紧弹簧7的定位柱一2c，垫片8的端面上具有若干个与定位柱一2c位置一一对应且用于连接预紧弹簧7的定位柱二8a。通过调节螺栓10可以调节垫片8与连接盘3的间距，进而实现对垫片8和输出轴2的间距调整和对预紧弹簧7的预紧力调整，在位移变化量的预定数值不变的前提下，能够增加或减少本过载保护机构的保护载荷阀值，使之达到负载许可载荷的要求，以保证本过载保护机构能够适应不同的负载，调试方便，应用范围更广。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述过载保护机构包括中空的壳体(1)、输出轴(2)、用于与机器人相连接的连接盘(3)和用于感应输出轴(2)和壳体(1)位置变化且与机器人的控制***电连接的微动开关(4)，所述连接盘(3)连接在壳体(1)的一端，所述壳体(1)的另一端具有端盖(1a)，所述端盖(1a)的中心具有一供输出轴(2)穿过的轴孔(1b)，所述输出轴(2)的一端用于与负载相连，另一端位于壳体(1)的内腔中且具有一圈用于避免输出轴(2)脱出壳体(1)的环形挡沿(2a)，所述输出轴(2)与连接盘(3)之间设置有若干个预紧弹簧(7)，所述微动开关(4)设置在端盖(1a)上，且微动开关(4)的驱动杆(4a)抵靠在环形挡沿(2a)上。

2.根据权利要求1所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述环形挡沿(2a)朝向端盖(1a)的一侧面上设置有若干个定位槽二(2d)，所述壳体(1)的侧壁均布有若干个通孔(1c)，所述通孔(1c)内插设有能连接在定位槽二(2d)上的定位销(6)。

3.根据权利要求2所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述壳体(1)的外壁上环设有一圈限位槽(1d)，所述通孔(1c)位于限位槽(1d)的槽底，所述限位槽(1d)内设置有一具有缺口(5a)的限位环(5)。

4.根据权利要求2或3所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述微动开关(4)的个数为3个，且3个微动开关(4)均布在端盖(1a)上，所述定位销(6)的个数为3个，且3个定位销(6)和3个微动开关(4)间隔设置。

5.根据权利要求4所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述预紧弹簧(7)的个数为6个，且每个预紧弹簧(7)均与一微动开关(4)或一定位销(6)的位置相对应。

6.根据权利要求1或2或3所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述连接盘(3)和预紧弹簧(7)之间设置有一垫片(8)，所述预紧弹簧(7)的一端抵靠在输出轴(2)上，另一端抵靠在垫片(8)的一侧侧面上，所述垫片(8)和连接盘(3)之间设置有调节螺栓(10)，所述调节螺栓(10)螺纹旋接在连接盘(3)上，且调节螺栓(10)的栓柱顶面抵靠在垫片(8)的另一侧侧面上。

7.根据权利要求6所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述环形挡沿(2a)的端面上具有若干个用于连接预紧弹簧(7)的定位柱一(2c)，所述垫片(8)的端面上具有若干个与定位柱一(2c)位置一一对应且用于连接预紧弹簧(7)的定位柱二(8a)。

8.根据权利要求1或2或3所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述输出轴(2)为贯穿型的中空轴。

9.根据权利要求8所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述输出轴(2)的端面上具有若干个用于与负载相连接的螺栓孔(2b)，所述螺栓孔(2b)的轴向与输出轴(2)的轴向相平行。

10.根据权利要求1或2或3所述的机器人的负载过载保护机构，其特征在于，所述输出轴(2)为铝或钛纤维制成。