一种工业机器人平衡装置的制作方法

本实用新型涉及机器人辅助工具技术领域，具体涉及一种工业机器人平衡装置。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置，它即可以接受人类的指挥，叉可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业、或是危险的工作。现代的各行工业发展迅猛，产品的品质不断提高，生产规模越来越大，许多过去由人工完成的制造工艺过程逐渐由先进的机械自动化生产设备来实现，由此引发了对机械自动化制造工艺设备及生产线越来越多的需求。其中在焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人，焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或者焊枪使之能进行焊接、切割或热喷涂。

垂直多关节工业机器人由于机器人手臂绕其关节运动时，其手臂的重心会随着手臂运动的位置、速度、加速度的变化二发生变化，因而产生相对于关节呈非线性变化的重力力矩，非线性变化的重力力矩不利于关节驱动装置对关节的控制。现有技术中通常是通过使用配重重力平衡装置来降低手臂重力力矩的非线性影响。

但是现有的解决工业机器人手臂重力力矩的非线性影响的方式通常会严重增加工业机器人的重量、以及增大工业机器人的体积，使工业机器人重量变重，使用不方便；且现有技术中降低手臂重力力矩的非线性影响的方式只能改变机器人一个方向的非线性影响，但是现有的机器人手臂通常是需要全方位旋转进行施工的，工业机器人在调整机器人手臂的施工方位时，有通过使连接在机器人手臂底部的底座旋转来调节的，也有通过直接旋转机器人手臂来调节的，现有的平衡装置只适用于通过底座旋转来调节机器人手臂方位的机器人，而对于通过机器人手臂旋转来调节机器人施工方位的不适用，当机器人手臂旋转到其他方向时，即现有的工业机器人平衡装置只适用于一种类型的机器人，对其他机器人不适用，即现有的工业机器人平衡装置具有使用范围小的缺点。

技术实现要素：

针对现有的工业机器人平衡装置在使用过程中会增加工业机器人的重量、增大工业机器人的体积、使工业机器人重量变重导致使用不方便、以及适用范围小的问题，本申请提出了一种工业机器人平衡装置，本申请中的工业机器人平衡装置在使用过程中不需要增加工业机器人的重量、也不需要增大工业机器人的体积，使工业机器人在使用过程中更方便，且适用范围广。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种工业机器人平衡装置，包括连接在工业机器人底座上的伸缩机构，所述伸缩机构一端固定在工业机器人底座上，另一端连接有用于支撑工业机器人关节臂的支撑板，所述支撑板一端固定在伸缩机构行，另一端连接有用于卡接工业机器人关节臂的固定机构。

本技术方案的工作原理和过程如下：在使用本申请的工业机器人平衡装置时，将平衡装置安装在工业机器人的底座上，在工业机器人的手臂旋转幅度不大，不会造成工业机器人的手臂重力力矩的非线性影响时，则将伸缩机构缩到最短，连接在伸缩机构上的支撑板也相应的降到最低，对工业机器人的正常施工不会造成影响。当工业机器人的手臂重力力矩对整个设备会产生非线性影响时，则将伸缩机构伸长，使连接在伸缩机构上的支撑板靠近工业机器人的手臂，通过支撑板上的固定机构将工业机器人的手臂卡紧固定即可消除由于工业机器人的手臂重力力矩对整个设备产生的非线性影响，使工业机器人能正常的工作，避免出现工业机器人往一边倾倒的情况，提高工业机器人的施工效果。

与传统的工业机器人平衡装置相比，本申请的工业机器人平衡装置通过伸缩机构连接，需要进行平衡时将伸缩机构伸长即可，通过连接在伸缩机构上的支撑板、以及连接在支撑板上的固定机构实现对工业机器人手臂的支撑作用，防止工业机器人的手臂由于重力往下掉使整个设备不平衡，通过本申请中的平衡装置即可实现对工业机器人手臂的平稳，使工业机器人在施工过程中更加稳定，不会倾倒，提高施工效果，且本申请中的平衡装置重量轻，占地面积小，且收放方便，对工业机器人的正常施工不会造成影响，工作人员在使用过程中操作方便，平衡效果好。

进一步的，所述固定机构包括连接在支撑板上的固定座，所述固定座上连接有与固定座配合的连接轴，所述连接轴上套设有两个卡板，两个所述卡板上均连接有用于调整两个卡板之间夹角的调节机构。在需要对工业机器人的手臂进行支撑平衡时，通过伸缩机构的伸长使支撑板靠近工业机器人手臂，然后根据工业机器人手臂尺寸大小来调节两个卡板之间的夹角，使工业机器人的手臂恰好卡紧在两个卡板形成的卡槽中即可。通过将卡板套设在连接轴上，同时通过连接的调节机构调整两个卡板之间的夹角，即可使该平衡装置适用于不同尺寸的工业机器人的手臂，进一步扩大了该平衡装置的使用范围，且通过调整两个卡板之间的距离即可使工业机器人的手臂放入两个卡板形成的卡槽中后，通过调节机构缩小两个卡板之间的夹角即可使卡板对工业机器人的手臂夹持更牢固，进一步提高了该平衡装置的稳定性。

更进一步的，所述调节机构包括连接在卡板上的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆一端固定连接在卡板上，所述第一电动伸缩杆另一端固定连接在支撑板上。在需要调节两个卡板之间的夹角时，通过启动第一电动伸缩杆，如果需要平衡的工业机器人的手臂尺寸较大，则使第一电动伸缩杆缩短，从而带动连接在第一电动伸缩杆上的卡板旋转，即可使两个卡板之间的夹角增大；如果需要平衡的工业机器人的手臂尺寸较小，则使第一电动伸缩杆伸长，从而使两个卡板相互靠近，即可使两个卡板之间的夹角减小。通过使用第一电动伸缩杆来控制连个卡板的旋转，从而调整两个卡板之间的夹角，一方面操作很方便，工作人员只需要操作控制第一电动伸缩杆的控制器或者通过给第一电动伸缩杆编程即可实现，另一方便电动伸缩杆在将卡板调整到相应角度之后，关闭电动伸缩杆，电动伸缩杆即可对卡板形成抵压的效果，避免卡板自由旋转，使工业机器人的固定更加的稳定。

进一步的，所述伸缩机构包括第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆一端连接在工业机器人底座上，另一端与支撑板固定连接。工业机器人在工作过程中会根据具体情况使机器人手臂向下转动到相应的位置，因此需要根据工业机器人手臂的具体位置调整平衡装置的高度，本申请通过使用第二电动伸缩杆的伸长和缩短来调整支撑板的高度，使工作人员操作简单方便，进一步提高了工作效率，且使平衡效果更好，提高了整个工业机器人在施工过程中的稳定性。

进一步的，所述伸缩机构与工业机器人底座之间通过滑动机构滑动连接。由于现有的工业机器人的手臂通常是需要全方位进行旋转施工的，但如果平衡装置只固定安装在机器人的一侧，则该工业机器人的手臂旋转到另一侧时，安装在底座上的平衡装置就不起作用了，为了避免这种情况，如果在工业机器人的四个方向面上均安装本申请中平衡装置，这将一方面会使整个设备的生产成本增加，另一方面还会使整个设备的体积变大，同时重量也增加。因此，本申请将平衡装置通过滑动机构滑动连接在机器人底座上，即可只需安装一个平衡装置，无论机器人手臂旋转到任何方向，该平衡装置都可以对机器人手臂起到平衡支撑的作用，减少了平衡装置的安装，降低了生产成本，且使整个装置的体积更小，对机器人在施工过程中的影响更小。

更进一步的，所述滑动机构包括设置在工业机器人底座上的滑轨，所述伸缩机构上连接有与所述滑轨配合的电动行走轮，所述工业机器人底座上连接有用于控制电动行走轮行走方向的控制器。在需要移动平衡装置时，工作人员只需要操作控制器或者对电动行走轮进行编程处理即可使其根据编好的程序轨迹移动到相应的位置，移动到指定位置之后，关闭电动行走轮，使电动行走轮处于完全自动的状态，即可进一步通过平衡装置对工业机器人的手臂进行平衡固定。

进一步的，所述滑轨两侧均连接有气缸，所述气缸的活塞杆上均连接有用于加固电动行走轮的固定板。虽然电动行走轮在被自动之后不会轻易移动，但是为了使本申请的平衡装置更加的稳定，通过在滑轨两侧连接气缸，即可在电动行走轮自动之后，通过气缸活塞杆的伸长使连接在活塞杆上的固定板对电动行走轮进一步加固稳定，避免电动行走轮滑动影响工业机器人的施工，进一步提高了整个平衡装置的稳定性。

进一步的，所述卡板与工业机器人接触的一面上连接有带有防滑纹的缓冲垫。通过在卡板上连接带有防滑纹的缓冲垫，即可使平衡装置上的卡板将工业机器人的手臂卡住之后，卡板上的防滑纹避免手臂与卡板之间相对滑动，提高了平衡装置的稳定性，同时在卡板中连接缓冲垫是为了避免工业机器人的手臂与平衡装置之间刚性接触造成碰伤损坏，通过设置缓冲垫即可对平衡装置和工业机器人手臂进行保护，延长了工业机器人和工业机器人平衡装置的使用寿命。

综上所述，本实用新型相较于现有技术的有益效果是：

(1)本申请的工业机器人平衡装置通过伸缩机构连接，需要进行平衡时将伸缩机构伸长即可，通过连接在伸缩机构上的支撑板、以及连接在支撑板上的固定机构实现对工业机器人手臂的支撑作用，防止工业机器人的手臂由于重力往下掉使整个设备不平衡，通过本申请中的平衡装置即可实现对工业机器人手臂的平稳，使工业机器人在施工过程中更加稳定，不会倾倒，提高施工效果。

(2)本申请中的平衡装置重量轻，占地面积小，且收放方便，对工业机器人的正常施工不会造成影响，工作人员在使用过程中操作方便，平衡效果好。

(3)通过将卡板套设在连接轴上，同时通过连接的调节机构调整两个卡板之间的夹角，即可使该平衡装置适用于不同尺寸的工业机器人的手臂，进一步扩大了该平衡装置的使用范围，且通过调整两个卡板之间的距离即可使工业机器人的手臂放入两个卡板形成的卡槽中后，通过调节机构缩小两个卡板之间的夹角即可使卡板对工业机器人的手臂夹持更牢固，进一步提高了该平衡装置的稳定性。

(4)通过使用第一电动伸缩杆来控制连个卡板的旋转，从而调整两个卡板之间的夹角，一方面操作很方便，工作人员只需要操作控制第一电动伸缩杆的控制器或者通过给第一电动伸缩杆编程即可实现，另一方便电动伸缩杆在将卡板调整到相应角度之后，关闭电动伸缩杆，电动伸缩杆即可对卡板形成抵压的效果，避免卡板自由旋转，使工业机器人的固定更加的稳定。

(5)通过使用第二电动伸缩杆的伸长和缩短来调整支撑板的高度，使工作人员操作简单方便，进一步提高了工作效率，且使平衡效果更好，提高了整个工业机器人在施工过程中的稳定性。

(6)通过在滑轨两侧连接气缸，即可在电动行走轮自动之后，通过气缸活塞杆的伸长使连接在活塞杆上的固定板对电动行走轮进一步加固稳定，避免电动行走轮滑动影响工业机器人的施工，进一步提高了整个平衡装置的稳定性。

(7)在卡板中连接缓冲垫是为了避免工业机器人的手臂与平衡装置之间刚性接触造成碰伤损坏，通过设置缓冲垫即可对平衡装置和工业机器人手臂进行保护，延长了工业机器人和工业机器人平衡装置的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型中一种工业机器人平衡装置的结构示意图；

图2是本实用新型中一种工业机器人平衡装置的俯视图。

图中标记为：1-工业机器人底座，2-气缸，3-固定板，4-伸缩机构，5-支撑板，6-第一电动伸缩杆，7-工业机器人，8-卡板，9-缓冲垫，10-连接轴，11-固定座，12-电动行走轮，13-滑轨。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合图1-2和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

参照图1-2，本实用新型提供一种工业机器人7平衡装置，包括连接在工业机器人7底座1上的伸缩机构4，伸缩机构4一端固定在工业机器人7底座1上，另一端连接有用于支撑工业机器人7关节臂的支撑板5，支撑板5一端固定在伸缩机构4行，另一端连接有用于卡接工业机器人7关节臂的固定机构。

工作原理：在使用本申请的工业机器人7平衡装置时，将平衡装置安装在工业机器人7的底座上，在工业机器人7的手臂旋转幅度不大，不会造成工业机器人7的手臂重力力矩的非线性影响时，则将伸缩机构4缩到最短，连接在伸缩机构4上的支撑板5也相应的降到最低，对工业机器人7的正常施工不会造成影响。当工业机器人7的手臂重力力矩对整个设备会产生非线性影响时，则将伸缩机构4伸长，使连接在伸缩机构4上的支撑板5靠近工业机器人7的手臂，通过支撑板5上的固定机构将工业机器人7的手臂卡紧固定即可消除由于工业机器人7的手臂重力力矩对整个设备产生的非线性影响，使工业机器人7能正常的工作，避免出现工业机器人7往一边倾倒的情况，提高工业机器人7的施工效果。

与传统的工业机器人7平衡装置相比，本申请的工业机器人7平衡装置通过伸缩机构4连接，需要进行平衡时将伸缩机构4伸长即可，通过连接在伸缩机构4上的支撑板5、以及连接在支撑板5上的固定机构实现对工业机器人7手臂的支撑作用，防止工业机器人7的手臂由于重力往下掉使整个设备不平衡，通过本申请中的平衡装置即可实现对工业机器人7手臂的平稳，使工业机器人7在施工过程中更加稳定，不会倾倒，提高施工效果，且本申请中的平衡装置重量轻，占地面积小，且收放方便，对工业机器人7的正常施工不会造成影响，工作人员在使用过程中操作方便，平衡效果好。

实施例2

基于实施例1，参照图1-2，该实施例的固定机构包括连接在支撑板5上的固定座11，固定座11上连接有与固定座11配合的连接轴10，连接轴10上套设有两个卡板8，两个卡板8上均连接有用于调整两个卡板8之间夹角的调节机构。

在需要对工业机器人7的手臂进行支撑平衡时，通过伸缩机构4的伸长使支撑板5靠近工业机器人7手臂，然后根据工业机器人7手臂尺寸大小来调节两个卡板8之间的夹角，使工业机器人7的手臂恰好卡紧在两个卡板8形成的卡槽中即可。通过将卡板8套设在连接轴10上，同时通过连接的调节机构调整两个卡板8之间的夹角，即可使该平衡装置适用于不同尺寸的工业机器人7的手臂，进一步扩大了该平衡装置的使用范围，且通过调整两个卡板8之间的距离即可使工业机器人7的手臂放入两个卡板8形成的卡槽中后，通过调节机构缩小两个卡板8之间的夹角即可使卡板8对工业机器人7的手臂夹持更牢固，进一步提高了该平衡装置的稳定性。

实施例3

基于实施例2，参照图1-2，该实施例的调节机构包括连接在卡板8上的第一电动伸缩杆6，第一电动伸缩杆6一端固定连接在卡板8上，第一电动伸缩杆6另一端固定连接在支撑板5上。

在需要调节两个卡板8之间的夹角时，通过启动第一电动伸缩杆6，如果需要平衡的工业机器人7的手臂尺寸较大，则使第一电动伸缩杆6缩短，从而带动连接在第一电动伸缩杆6上的卡板8旋转，即可使两个卡板8之间的夹角增大；如果需要平衡的工业机器人7的手臂尺寸较小，则使第一电动伸缩杆6伸长，从而使两个卡板8相互靠近，即可使两个卡板8之间的夹角减小。通过使用第一电动伸缩杆6来控制连个卡板8的旋转，从而调整两个卡板8之间的夹角，一方面操作很方便，工作人员只需要操作控制第一电动伸缩杆6的控制器或者通过给第一电动伸缩杆6编程即可实现，另一方便电动伸缩杆在将卡板8调整到相应角度之后，关闭电动伸缩杆，电动伸缩杆即可对卡板8形成抵压的效果，避免卡板8自由旋转，使工业机器人7的固定更加的稳定。

实施例4

基于实施例1，参照图1-2，该实施例的伸缩机构4包括第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆一端连接在工业机器人7底座1上，另一端与支撑板5固定连接。

工业机器人7在工作过程中会根据具体情况使机器人手臂向下转动到相应的位置，因此需要根据工业机器人7手臂的具体位置调整平衡装置的高度，本申请通过使用第二电动伸缩杆的伸长和缩短来调整支撑板5的高度，使工作人员操作简单方便，进一步提高了工作效率，且使平衡效果更好，提高了整个工业机器人7在施工过程中的稳定性。

实施例5

基于实施例1，参照图1-2，该实施例的伸缩机构4与工业机器人7底座1之间通过滑动机构滑动连接。

由于现有的工业机器人7的手臂通常是需要全方位进行旋转施工的，但如果平衡装置只固定安装在机器人的一侧，则该工业机器人7的手臂旋转到另一侧时，安装在底座上的平衡装置就不起作用了，为了避免这种情况，如果在工业机器人7的四个方向面上均安装本申请中平衡装置，这将一方面会使整个设备的生产成本增加，另一方面还会使整个设备的体积变大，同时重量也增加。因此，本申请将平衡装置通过滑动机构滑动连接在机器人底座上，即可只需安装一个平衡装置，无论机器人手臂旋转到任何方向，该平衡装置都可以对机器人手臂起到平衡支撑的作用，减少了平衡装置的安装，降低了生产成本，且使整个装置的体积更小，对机器人在施工过程中的影响更小。

实施例6

基于实施例5，参照图1-2，该实施例的滑动机构包括设置在工业机器人7底座1上的滑轨13，伸缩机构4上连接有与滑轨13配合的电动行走轮，工业机器人7底座1上连接有用于控制电动行走轮行走12方向的控制器。

在需要移动平衡装置时，工作人员只需要操作控制器或者对电动行走轮进行编程处理即可使其根据编好的程序轨迹移动到相应的位置，移动到指定位置之后，关闭电动行走轮，使电动行走轮处于完全自动的状态，即可进一步通过平衡装置对工业机器人7的手臂进行平衡固定。

实施例7

基于实施例6，参照图1-2，该实施例的滑轨13两侧均连接有气缸2，气缸2的活塞杆上均连接有用于加固电动行走轮的固定板3。

虽然电动行走轮在被自动之后不会轻易移动，但是为了使本申请的平衡装置更加的稳定，通过在滑轨13两侧连接气缸2，即可在电动行走轮自动之后，通过气缸2活塞杆的伸长使连接在活塞杆上的固定板3对电动行走轮进一步加固稳定，避免电动行走轮滑动影响工业机器人7的施工，进一步提高了整个平衡装置的稳定性。

实施例8

基于实施例2，参照图1-2，该实施例的卡板8与工业机器人7接触的一面上连接有带有防滑纹的缓冲垫9。

通过在卡板8上连接带有防滑纹的缓冲垫9，即可使平衡装置上的卡板8将工业机器人7的手臂卡住之后，卡板8上的防滑纹避免手臂与卡板8之间相对滑动，提高了平衡装置的稳定性，同时在卡板8中连接缓冲垫9是为了避免工业机器人7的手臂与平衡装置之间刚性接触造成碰伤损坏，通过设置缓冲垫9即可对平衡装置和工业机器人7手臂进行保护，延长了工业机器人7和工业机器人7平衡装置的使用寿命。

所属技术领域的人员应当理解，本申请中的气缸、伸缩机构、电动伸缩杆、工业机器人、电动行走轮均属于现有技术，可根据具体需求在市场上采购到不同型号和规格的产品。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。