防爆结构专利

摘要

电机驱动运作的机器人的防爆机构包括对驱动机器人的电机和电线包围起来的密封结构。干燥的空气在比大气压高的压力下，源源不断地输送进密封结构。只有在压力探测器检测到密封结构里面的空气压力在一个正常值内，才允许电流输送给电机。

工业机器人的防爆结构

发明背景

1、发明领域

该发明与电机驱动的工业机器人防爆结构有关。

2、描述空气驱动的优势

过去，在一个机器人用于作业的时候需要一些防爆措施，例如：喷涂机器人，过去常见的做法是使用液压驱动。但是，这样的液压驱动型机器人有它的缺点，机器人的维护和处理很复杂，成本也很高。

另一方面，在电机驱动型机器人的情况下，当维护和处理很容易，为了提供这类机器人一套防爆设施是有必要考虑减少尺寸和成本。

该发明的总结

因此，在电机驱动型机器人中，提供一个紧凑的，成本低的防爆结构是本发明的一个目标。

通过本发明的一个特点，提供一种改进结构方案，在一个工作的机器人中，有个密封结构，用于密封地包围起驱动机器人的电机和电线，空气供给装置在比大气压高的压力下，不断把干燥的空气输送进密封结构。只有在压力探测器检测到密封结构里面的空气压力在一个正常值内，才允许电流输送给电机。

通过本发明，在电机驱动型机器人中提供防爆结构，至从一个价格便宜，小尺寸的电机可以被用来驱动机器人，机器人本身已经变得更加紧凑和便宜。另外，通过本发明的防爆结构，电机和电线与可燃气体隔绝开，同时电机和电线被围绕在周围的干燥空气冷却，甚至即使任何意外发生，热量都只产生在这些结构中，可以维持安全。此外，根据本发明，规定，在事故中发生的任何异常，干燥的空气都应该把电机和电线从外部环境隔绝，电流输送被压力探测装置中断，机器人的安全度极高。

除了上面所提到的，还有其他目标，特点和本发明的优点，通过参考以下的描述和所结合的附图，将变得更加明显。

简短描述这些附图

在附图中：

图1是示意性的侧视图的一部分，根据本发明的一个优选方案，电机驱动型机器人提供一种防爆结构的透视图。

图2至5是驱动系统的操作原理示意图，显示在一个机器人主体中不同关节的驱动机构不同方案。

根据本发明的一个优选方案，图6 是图5中的防爆结构中的干燥空气回路的一个空气回路图。

图7（a）和图7（b）是部分局部视图，显示部分干燥空气回路的细节。

根据本发明的另一个优选方案，图6 是防爆结构中的干燥空气回路的一个空气回路图。

优选实施方案的描述

现在，参考图1至图7，将针对本方案的一个优选方案进行描述。

根据这个优选方案，工业机器人的一个主体如图1所示构建，其中一个旋转平台2设置在一个终端盒子1上，通过第一个关节a，以至旋转平台2可以任意旋转，一个垂直臂3被连接在选择平台2上面通过第二个关节b，以至垂直臂3可以相对垂直线前后摆动。水平臂4通过关节c被连接在垂直臂3的末尾，以至水平臂4可以相对水平线任意上下摆动。手腕5通过第四个关节d被连接在水平臂4的末端，以至手腕5可以绕关节d摆动。另外，关节5自己本身被设计可以绕自己轴线旋转。

在第一个关节a，有一个驱动机构如图2所示。在这个驱动机构中，电机10a的驱动力矩通过离合器19和轴11被传送到滑轮12a，滑轮12a的旋转通过一个同步带12和滑轮12b 被传送到滚珠丝杆14。围绕滚珠丝杆14已经和固定在支架16a的滚珠螺母牢牢固定，因此支架16a可以随着滚珠螺母15往复运动，导致16b小齿轮的旋转，和与这个小齿轮连接的旋转平台2转动。另外，轴11的转动通过螺旋齿轮17a和17b传送到电位器18。

在第二个关节b，有一个驱动机构如图3所示。这个机构是由电机10b通过离合器25作为中介，带动一个滚珠丝杆21旋转。一个由垂直臂3支撑的滚珠螺母22与滚珠丝杠21螺纹配合，因此螺母22因丝杆21的旋转而往复运动。因为臂3和电机10b在旋转台2上，通过螺母22沿着丝杆21做轴线运动，垂直臂3相对旋转台2进行运动。另外，滚珠丝杆21的旋转运动通过螺旋齿轮23a和23b传到电位器24.

同样在第三个关节c，有一个驱动机构如图4所示，这个机构是由电机10c的旋转运动通过离合器47和锥齿轮41a和41b传动丝杆42。因此丝杆42的旋转运动，螺母44牢牢固定在连接件43的底部，相对丝杆42往复直线运动。连接件43的另外一端末端被安装在水平臂4上，从而水平臂4相对水平线上下摆动。另外，丝杆42的旋转通过螺旋齿轮45a和45b传送到电位器46。

进一步，在第四个关节d，有一个驱动机构如图5显示。在这个驱动机构，丝杆51通过离合器58，离合器通过点击10d，链51绕过两个链轮52a和52b水平延伸到滚珠丝杠51，托架54由链53预设的，在托架54的前段由螺纹配合在滚珠丝杠51上的滚珠螺母55支撑。一个链轮52a牢牢固定在手腕5a的轴5a上。滚珠丝杆51的旋转通过螺旋齿轮56a和56b 传送到电位器57上。在这个驱动机构作用下，当滚珠丝杆通过电机50旋转，相对滚珠螺母55往复运动。链53由托架54作为中介进行驱动，这时手腕5随着链轮52a的旋转上下摆动。

我们注意到当如图所示的机器人手腕5也实现在水平面实现摆动运动，同时围绕它自己的轴旋转。相应的驱动机构的举例和解释将被忽略，因为上面那些表述相同的驱动机构可以相互使用。

如上所诉，在本实例发明中，传统小尺寸电机可以被用来驱动机器人主体。

现在，一个在机器人里面的防爆结构通过本发明的一个优选实施方案将参考图6,7（a）和7（b）被详细描述。

如这些图片所示，用来驱动上述机器人主体的六个电机10a至10f被分别装在气密性密封的电机单元100a至100f中。100a至100f的这些电机单元有如下结构，干净的干燥空气可以在比外部环境高的气压作用下输送进去这些单元，以至电机10a至10f可以从外部的危险环境中隔离开。

现在，选择电机单元100a作为代表，通过这个例子，来详细解释100a至100f的这些电机单元。在这个电机单元100a中，一个电机10a通过电机室101和盖102和103实现气密性密封。上面提到的盖103被安装在连接件104和110，分别用于电线和干燥空气的输入和输出。这些连接件104和110是气密性连接管301和302，既是干燥空气的传送管道，也是包裹电线的软管。

这里，关于气密性密封的可控制驱动驱动电机10a至10f的电线方式，和输送干燥空气进去密封结构的方式做详细的描述。

如图1所示，一个用于控制电机10a至10f和一个用于输送干燥空气进机电单元100a 至100f的空气输送器32的机器人控制板31，被安装在外部危险的大气中。这个空气输送器32被连接在一个空气室33，这个空气室来源于一个没有被显示出来的过滤器，干燥器和一个包含一个压力计的电路的空气供给源，一个安全阀也没有被显示出来。干净干燥的空气从这个空气输送器32输送出去，这个输送器通过空气室34连接到一个中继器36。在这个中继器36中，空气室34和连接到机器人控制面板31的电缆35被安装在一起。那么，干燥的空气被输送进有密封结构的接线盒1。联通电缆35通过管37，这个管也用于电缆35的包裹。进一步，干燥空气成功地通过橡胶垫安装在接线盒1上的接线盒盖6的气缸6a至6f。电机单元100a至100f如同上面所描述。

首先，出至连接器201的清洁干燥空气被引入接线盒1中，通过也用于覆盖线孔的管301，通过安装在电机室101的连接件，空气被引入到电机单元100a。随后，干燥空气通过电机10a的通风口105进入到电机的内部，之后空气均匀地通过电机内部，空气流入一个空气储存器108，通过在电机10a的通风板106的多孔107。进一步说，干燥空气通过电机室101和端盖102,103的通风口109，通过连接件110和管302到达内部接线盒的一个空气储存器6a，这些管也用于包裹电线，见图7（a）。此后，干燥空气从空气储存器以相同的方式流动，路线为6a—100b—6b—100c—6c—100d—6d—100e—6e—100f—6f。见图6。以上诉的方式到达空气储存器的干燥空气，一部分流入压力检测器7，其余的通过在接线盒盖6的孔214被机器人主体外部耗尽。见图7（b）。

这个压力检测器7通过一个连接件213被安装在接线盒盖6。例如，可以使用一个隔膜式压力探测器。在这个压力探测器7中，干燥空气的压力是连续测量的，一个线路被组装在压力探测器7上，只有当上面所描述的电机10a到10f的压力被检测正常时，才允许为电机提供电流。

另一方面，电机10a到10f的电线会收到如下影响。首先，被引入到接线盒1的电缆35（如图1）通过一个没有被显示出来的终端面板之后被接到各自的电机10a到10f。一条为电机10a提供电力回路的电线通过连接器201，管301和连接器104被连接到终端面板。同时电线402通过连接器110，管302和连接器202从电机10a延伸至空气储存器6a，贯穿橡胶填料8和接线盒1，被连接到接线盒1内的终端面板。另外，电机10b的电线回路为：终