[發(fā)明專利]一種具有強迫空氣對流系統(tǒng)的水平關節(jié)機器人

有效

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• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103753600A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 銀雙貴;劉會英;林建林;鞏相峰;姚庭
• 申請（專利權）人: 威海正棋機電技術有限公司
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/08
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 葛強;鄔玥

技術領域

本發(fā)明涉及一種水平關節(jié)機器人，尤其是涉及一種具有強迫空氣對流系統(tǒng)的水平關節(jié)機器人。

背景技術

水平關節(jié)機器人是目前得到廣泛運用的一種實現(xiàn)高速、柔性分揀和裝配的工業(yè)機器人，其具有三個轉動自由度和一個移動自由度。目前傳統(tǒng)的水平關節(jié)機器人中，驅動第一關節(jié)的伺服電機及減速器密閉在底座中，驅動第二至第四關節(jié)的伺服電機及傳動裝置密閉在小臂中，由于機器人長時間工作，散熱條件差，尤其是小臂同時集聚了三個電機，加上伺服電機工作時要經(jīng)常過載發(fā)熱嚴重，在不利的條件下，小臂內的空氣溫度能上升至50°，甚至更高。小臂內溫度的升高嚴重影響了伺服電機、同步帶、滾珠絲杠及滾珠花鍵的性能及壽命，甚至造成滾珠絲杠或滾珠花鍵卡死的現(xiàn)象，此外對電纜的性能及壽命也存在威脅。

申請?zhí)枮?01210125115.4的中國專利公開了一種關節(jié)型機器人，其通過在工作軸兩端分別設置上部蛇腹狀部件以及下部蛇腹狀部件的方式，使工作軸在上下移動的過程中，分別壓縮上部蛇腹狀部件或下部蛇腹狀部件，從而使得工作軸的軸向附近的內部空間中形成空氣上下對流，以抑制馬達過熱。然而，上述專利卻存在以下弊端：（1）結構復雜，且蛇腹狀部件的設置必然會影響工作軸的運動精度和運動效率；（2）空氣對流區(qū)域小，主要對旋轉馬達進行降溫，不能對整個水平關節(jié)機器人進行全面有效的過熱保護。

發(fā)明內容

鑒于目前水平關節(jié)機器人存在的上述問題，本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種結構簡單、散熱性能好、精度高、剛度好、可靠性強的水平關節(jié)機器人。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種水平關節(jié)機器人，包括：底座，其上設有第一轉軸C1及驅動所述第一轉軸C1旋轉的伺服電機及相應的減速裝置；大臂，其一端通過所述第一轉軸C1可轉動地與所述底座連接，另一端設有第二轉軸C2；小臂，其一端通過所述第二轉軸C2可轉動地與所述大臂另一端連接，所述小臂另一端設有滾珠絲杠、滾珠花鍵；所述小臂還設有驅動所述第二轉軸C2旋轉的伺服電機及相應的減速裝置、驅動所述滾珠花鍵的伺服電機M1及相應的同步帶傳動系統(tǒng)Ⅰ、以及驅動所述滾珠絲杠的伺服電機M1及相應的同步帶傳動系統(tǒng)Ⅱ；罩，用于覆蓋所述小臂；其特征在于：所述底座、大臂、小臂共同構成一套強迫空氣對流系統(tǒng)。

采用本發(fā)明的技術方案，可以對水平關節(jié)機器人系統(tǒng)內部所有零部件進行全面有效的降溫散熱，從而有效提高各零部件的使用性能及壽命，最大程度地發(fā)揮機器人的最佳性能。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述強迫空氣對流系統(tǒng)包括：通風孔，位于所述罩的靠近所述滾珠絲杠、滾珠花鍵一端的前上方；空氣強迫對流裝置，設置于所述底座的后下方；連接關節(jié)Ⅰ，為中空結構，位于所述小臂與所述大臂的關節(jié)連接處；連接關節(jié)Ⅱ，為中空結構，位于所述大臂與所述底座的關節(jié)連接處；中空結構Ⅰ，位于所述小臂內部，用于連通所述通風孔與所述連接關節(jié)Ⅰ；中空結構Ⅱ，位于所述大臂內部，用于連通所述連接關節(jié)Ⅰ與所述連接關節(jié)Ⅱ；中空結構Ⅲ，位于所述底座內部，用于連通所述連接關節(jié)Ⅱ與所述空氣強迫對流裝置。

采用本發(fā)明的上述實施方式，不僅結構簡單、有利于在整個機器人內部形成空氣對流，從而對機器人內部各零部件進行全面有效的降溫散熱；而且，底座、大臂、小臂以及各連接關節(jié)的中空結構能夠進一步降低機器人的慣量，提高機器人響應速度。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述水平關節(jié)機器人的配線、配管與所述強迫空氣對流系統(tǒng)共用同一通道。這樣做的目的是，使配線、配管從中空結構中穿過，使得結構更加緊湊的同時，還能減少工作過程中配線、配管的彎曲程度和彎曲次數(shù)，并降低配線、配管的振動對機器人整體穩(wěn)定性的影響。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述通風孔可拆卸地設有防塵過濾網(wǎng)和/或空氣除濕器。這樣做的目的是，能夠有效避免空氣中的灰塵、水汽對機器人內部部件的腐蝕、污染，并避免威脅電路安全。可拆卸的連接方式使得便于即使更換、清理和維護。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述空氣強迫對流裝置為排氣扇。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述空氣強迫對流裝置外接清潔氣源，并且能夠雙向換氣。這樣做的目的是，當機器人處于充滿易燃易爆氣體的工作環(huán)境中時，該強迫空氣對流系統(tǒng)可作為防爆系統(tǒng)，從外界吸入清潔空氣，有效提高機器人的安全性能。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述小臂還設有溫度傳感器。這樣做的目的是，實時檢測小臂內部溫度，及時控制空氣對流速度。