专利名称：机器人结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种防爆机器人结构。
背景技术：
随着机械工业的发展，越来越多的机械加工过程中使用机器人来实现自动化生 产。在磨削、喷漆等加工车间，空气中散布有磨削粉尘、油漆微粒等物质，形成易发生爆炸的 爆炸性气体，当机器人在此环境中工作时，该爆炸性气体会进入机器人中，与机器人内部的 电磁阀、马达等元件在使用过程中产生的电火花接触，导致爆炸性气体在机器人内部引起爆炸。常见的防爆机器人多通过在机器人内部通入高压气体，使机器人内部气压高于外 部气压，进而将爆炸性气体阻隔于机器人外部，使该爆炸性气体无法接触到机器人内部的 电磁阀、马达等元件而发生爆炸。为实现机器人的防爆功能，机器人内部需设置通气管道， 通过该通气管道往机器人内部通气。然而在机器人工作过程中，如磨削粉尘、油漆微粒等物 质仍会从机器人的关节部位随着各关节的运动被带入机器人内部，在机器人内部形成易发 生爆炸的爆炸性气体而引发爆炸，故仍存在安全隐患。且在机器人关闭，即未使用的状态 下，其内部未充入高压气体，则周围环境中的爆炸性气体会从机器人一些枢接部位形成的 缝隙处慢慢扩散到机器人内部，在下次开启机器人时引发爆炸。一种机器人，在开启机器人之前，先通入高压气体对机器人内部的爆炸性气体进 行冲洗。在冲洗完成开启机器人后，不断对机器人内部补充高压气体。通过采取上述手段， 可避免在机器人长期未使用后重新启动时引发爆炸，也可保证机器人在工作时内部的气压 不会太低。然而，在每次开启机器人时，都需先进行内部冲洗，使用较麻烦。且即使可保证机 器人在工作时内部的气压始终高于外部气压，然而如磨削粉尘、油漆微粒等仍会随机器人 各关节的运动被带入机器人内部，在内部形成爆炸性气体，故仍不能达到较高的安全性保 证。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种使用方便且具有较高安全性能的机器人结构。—种机器人结构，包括多个依次枢接且相对可转动的轴组件及与机器人结构的至 少一个轴组件内部相通的进气管，进气管延伸至机器人结构的至少一个轴组件内部并往轴 组件内部充入非易燃性气体，机器人结构的轴组件的枢接部位设置密封元件。另一种机器人结构，包括多个依次枢接且相对可转动的轴组件，机器人结构上设 置气压系统，气压系统包括与机器人的至少一个轴组件内部相通的进气管，机器人结构同 时采用气体密封与机械密封，机械密封即于机器人结构的各轴组件相互枢接的部位设置密 封元件。上述机器人结构中，采用进气管对机器人结构内部通入非易燃性气体进行密封，并在各轴组件枢接处设置密封元件，同时采用气体密封及机械密封，较为可靠地将粉尘等 爆炸性气体隔绝于机器人结构外部，提高了该机器人结构的安全性能。且可防止爆炸性气 体在机器人结构的关闭状态时进入机器人结构内，不用每次开启之前进行气体冲洗，使用 方便。
图1为本发明实施例的机器人结构示意图。图2为图1中机器人结构部分零件的局部剖视图。图3为图2中机器人结构III处的放大图。图4为图1中机器人结构IV处的放大图。
具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本发明的机器人结构作进一步的详细说明。请参阅图1，机器人结构100包括依次枢接且相对可转动的第一轴组件10、第二轴 组件20、第三轴组件30、第四轴组件40、第五轴组件50、第六轴组件60及第七轴组件70。 该机器人结构100上还设置有气压系统80，第一轴组件10与第二轴组件20的枢接部位设 置有密封元件90。该机器人结构100中，第二轴组件20 —端枢接于第一轴组件10。第三轴组件30 一端枢接于第二轴组件20的一侧，另一端枢接于第四轴组件40的一侧。第四轴组件40的 一侧与第三轴组件30枢接。本实施例中，第三轴组件30相对第二轴组件20旋转的旋转轴 线与第二轴组件20相对第一轴组件旋转的旋转轴线垂直，且该第四轴组件40相对第三轴 组件30旋转的旋转轴线与第三轴组件30相对第二轴组件20旋转的旋转轴线平行。第七 轴组件70 —端与第六轴组件60枢接，另一端处于自由状态，该第七轴组件70相对第一轴 组件10可绕六个旋转轴转动。本实施例中，第六轴组件60两端均与第五轴组件50枢接。第一轴组件10包括主轴本体11、形成于主轴本体11 一端的第一连接部13、形成 于主轴本体11侧面的第二连接部15及插设于第二连接部15上的线缆插头17。第一轴组 件10通过第一连接部13固定于地面或其它设备上，第二连接部15上开设有进气口 151和 出气口 153。本实施例中，该第一连接部13为凸缘结构，第二连接部15为形成于第一轴组 件10的主轴本体11侧面的凸块结构。请同时参阅图1至图3，第二轴组件20与第一轴组件10之间设置有密封元件90， 用于实现第一轴组件10与第二轴组件20枢接处的密封。密封元件90包括若干个密封圈 91及油封93。由于第二轴组件20与第一轴组件10枢接的部位设置有若干个垫圈、套筒 (图未标等，该若干垫圈、套筒等之间形成缝隙，其中某些缝隙将第一轴组件10及第二轴组 件20内部与外部环境连通，故密封圈91及油封93均嵌设于第一轴组件10与第二轴组件 20枢接处所形成的与外部环境相通的缝隙中，从而将第一轴组件10与第二轴组件20内部 与外部环境隔离开来。本实施例中，密封元件90包括四个0形密封圈91及一个油封93。 当然，密封元件90也可包括密封垫、唇形密封圈等其它密封元件。该机器人结构100中除第二轴组件20与第一轴组件10枢接处外，第二轴组件20、 第三轴组件30、第四轴组件40、第五轴组件50、第六轴组件60及第七轴组件70相枢接的部
4位也设置有密封元件，保证该机器人结构100的密封，本实施例中仅以第一轴组件10与第 二轴组件20枢接处的密封元件90为例进行说明，其他部位不再赘述。请参阅图1及图4，该第五轴组件50包括主壳体51、扣合并固定于主壳体51两侧 的外盖53及设置于外盖53与主壳体51相固定的部位的密封垫55。外盖53与主壳体51 固定形成封闭结构，而密封垫阳进一步增加外盖53与主壳体51的密封效果。主壳体51上 设置有两个气管接头5111。本实施例中，外盖53通过螺丝固定于主壳体51，通过计算爆炸 时气体对外盖53的冲击力及每一螺丝的轴向载荷确定所需螺丝的数目，此处每个外盖53 通过九个螺丝固定。当然密封垫531也可由溶胶密封、焊接密封等密封结构替代。该机器 人结构100中，其他轴组件上也可如第五轴组件50设置密封结构，本实施例中仅以第五轴 组件50为例进行说明，其他轴组件不再赘述。气压系统80包括进气管81、出气管82、设置于进气管81上的调压装置83、设置于 出气管82上的压力监测装置84、防护盒85及防爆管86。进气管81接入防护盒86并从第 一轴组件10上的进气口 151进入第一轴组件10内。该进气管81依次在第一轴组件10、第 二轴组件20、第三轴组件30、第四轴组件40及第五轴组件50内延伸，最终连通至第五轴组 件50上的一个气管接头5111上，并从该气管接头511延伸至第五轴组件50外部，然后从 另一气管接头511重新插入第五轴组件50。出气管82 —端插入第一轴组件10内，另一端 延伸至防护盒85外侧。防护盒85将固定于第一轴组件10的第二连接部15上，并将线缆 插头17、调压装置83、压力监测装置84收容在内。防爆管86由挠性材料制成，其一端固定 于防护盒85的外侧，用于收容第一轴组件10上的线缆插头17所连接的线缆。该机器人结构100中，各轴组件的外壳为铸件，且铸件的厚度通过试验确定，即往 机器人结构100内部充入爆炸性气体并引爆，测得爆炸时的冲击力，各铸件的厚度设计成 其所能承受的冲击力大于爆炸时产生的冲击力。使用该机器人结构100时，从进气管81通入高压气体，该高压气体为非易燃气体， 如惰性气体、二氧化碳等。高压气体沿进气管81通至于第五轴组件50并释放到第五轴组 件50内部，并沿着第四轴组件40、第三轴组件30及第二轴组件20扩散到第一轴组件10， 且沿着第六轴组件60扩散到第七轴组件70。通气一段时间后，高压气体扩散至整个机器人 结构100的内部。由于高压气体是从第五轴组件50开始扩散，故第五轴组件50内的气压 相对第一轴组件10、第二轴组件20、第三轴组件30、第四轴组件40、第六轴组件60及第七 轴组件70较高，且由于第一轴组件10相对第五轴组件50最远，故第一轴组件10内的气压 相对其它轴组件最低。由于充满高压气体的机器人结构100内部的气压高于外部环境的气压，高压气体 可从出气管82向外部环境扩散。当对机器人结构100充入高压气体时，调压装置83对该 高压气体的压强进行调节，进而达到调节机器人结构100内气压的目的。当机器人结构100 内高压气体从出气管82流出时，压力监测装置84对流出的气体的气压进行监测，以便及时 发现异常并进行调节。上述机器人结构100中，由于在工作时机器人结构100内部通入高压气体，使得机 器人结构100内部气压高于外部环境的气压，可防止机器人结构100工作时外部含有例如 磨削粉尘、油漆微粒等物质的爆炸性气体扩散到机器人内部，实现气体密封。在各轴组件枢接处设置密封元件，防止各轴组件相对运动时将外部的磨削粉尘、油漆微粒等物质带入机器人结构100内形成爆炸性气体而引发爆炸，也可避免机器人结构 100关闭时外部的爆炸性气体进入机器人结构100内部而导致的下次启动时引发的爆炸， 实现机械密封。该机器人结构100中，使用气体密封与机械密封同时进行密封保护，使机器人结 构100内部高于外部环境的气压的同时，从结构上也与外部环境隔绝，进而达到较好的密 封效果，提高机器人结构100的安全性能。且该机器人结构100中，机器人结构100内部始 终与外界环境隔离，故无需每次使用前进行气体冲洗，使用方便。该机器人结构100中，在第五轴组件50上设置气管接头511，当该机器人结构100 使用在无需防爆的环境中时，可对该机器人结构100进行改装，将进气管81直接从第五轴 组件50上的一个气管接头511引出并直接连接至其他装置，而在第一轴组件10上的出气 口 153与第五轴组件50上的另一气管接头511之间连通另一气管，并将该气管从气管接头 511延伸到机器人结构100外部接至其他控制装置。故该机器人结构100改装方便，通用性 强。由于各轴组件的外壳为铸件，且其所能承受的冲击力大于机器人结构100内部气 体爆炸时的冲击力，故即使机器人结构100内部发生气体爆炸，也仅损坏内部的元件，而不 会冲开机器人结构100的外壳而造成危险事故，进一步提高了安全性能。在第一轴组件10的进气口 151及出气口 153处罩一防护盒85，且将线缆插头17 连接的线缆收容到防护盒85上的防暴管86内，可使线缆与外界隔绝，避免引入外界气体。由于第五轴组件50靠近机器人结构100的自由端，即靠近第七轴组件70，活动较 为频繁，防爆要求较高，故将进气管81的末端设置于第五轴组件50内，使气体从第五轴组 件50处向其他部位扩散，保证此处气压最高，满足较高的防爆要求。而将出气管82接至第 一轴组件10，即远离机器人结构100的自由端的部位，并在出气管82上设置气压监测装置 84，因此处远离进气管81的末端，气压最低，故只要此处监测到的气压不低于外部环境的 气压值，即可保证机器人结构100内部的气压满足要求。可以理解，本发明的机器人结构100也可不设出气口 153及出气管84，在机器人结 构100工作时，在机器人结构100内部通入一定量的气体并关闭进气管81，而在第一轴组件 10上设置一气压监测装置，实时监测机器人结构100内的气压。若该机器人结构100其中一个或多个轴组件与其它轴组件不相通，而仅该一个或 多个轴组件需要进行防爆保护，则只要在该一个或多个轴组件内通入高压气体，且将该一 个或多个轴组件与其它轴组件通过密封元件密封隔绝即可。第五轴组件50上的两个气管接头511也可省略，而将进气管81的末端固定于第 五轴组件50的内部即可。进气管81的末端也可设置于第六轴组件60或第七轴组件70。进气口 151也可设置于靠近进气管81的末端所设置的某个轴组件上，而将进气管 81直接从此轴组件的外部通入其内部。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精 神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种机器人结构，包括多个依次枢接且相对可转动的轴组件及与所述机器人结构的 至少一个轴组件内部相通的进气管，其特征在于所述进气管延伸至机器人结构的至少一 个轴组件内部并往所述轴组件内部充入非易燃性气体，所述机器人结构的轴组件的枢接部 位设置密封元件。
2.如权利要求1所述的机器人结构，其特征在于所述机器人结构上还设置有进气口、 出气口及出气管，所述进气管穿设于所述进气口，所述出气管穿设于所述出气口。
3.如权利要求2所述的机器人结构，其特征在于所述机器人结构的进气口及出气口 处还加设有防护盒，所述出气口外侧设置压力监测装置，所述压力监测装置收容于所述防 护盒内，所述进气管及出气管部分地收容于所述防护盒内。
4.如权利要求3所述的机器人结构，其特征在于所述机器人结构上还设置有线缆插 头，所述线缆插头也收容于所述防护盒内，所述防护盒外侧设置有防爆管，所述线缆插头所 连接的线缆从所述防爆管通入防护盒内并连接于所述线缆插头。
5.如权利要求1所述的机器人结构，其特征在于所述机器人结构上还设置两个气管 接头，所述进气管从所述一个气管接头伸出机器人结构内部，并从另一气管接头插入机器 人结构内部。
6.如权利要求5所述的机器人结构，其特征在于所述气管接头设置于所述机器人结 构靠近自由端一个轴组件上，所述出气口设置于所述机器人结构中远离自由端的一个轴组 件上。
7.如权利要求1所述的机器人结构，其特征在于所述机器人结构的外壳为铸件，其厚 度所能承受的冲击力大于机器人中气体爆炸时的冲击力度。
8.如权利要求1所述的机器人结构，其特征在于所述至少一个轴组件包括使所述轴 组件形成封闭结构的外盖，所述外盖与所述轴组件的其他部位相固定的部位设置有密封结 构。
9.一种机器人结构，包括多个依次枢接且相对可转动的轴组件，所述机器人结构上设 置气压系统，所述气压系统包括与所述机器人的至少一个轴组件内部相通的进气管，其特 征在于所述机器人结构同时采用气体密封与机械密封，所述机械密封即于所述机器人结 构的各轴组件相互枢接的部位设置密封元件。
10.如权利要求9所述的机器人结构，其特征在于所述至少一个轴组件包括使所述轴 组件形成封闭结构的外盖，所述外盖与所述轴组件的其他部位相固定的部位设置有密封结 构。
全文摘要
一种机器人结构，包括多个依次枢接且相对可转动的轴组件及与机器人结构的至少一个轴组件内部相通的进气管，进气管延伸至机器人结构的至少一个轴组件内部并往轴组件内部充入非易燃性气体，机器人结构的轴组件的枢接部位设置密封元件。该机器人结构使用方便且安全性能较高。
文档编号B25J19/00GK102079094SQ20091031049
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者刘振星, 张勇 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司