保护装置和工业机器人的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种保护装置，以及一种工业机器人。

背景技术：

丝杠作为回转运动与直线运动相互转化的产品，常常与螺母配套使用，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。丝杠的一般使用场景是，放置于设备内部，由钣金或防护套保护以防止丝杠与尘、水、油、切屑等异物接触，达到防护的作用。

一般地，丝杠与螺母配合使用时，丝杠的位置为固定(即工作时丝杠原地自转)，螺母跟随执行端直线移动，只需要让丝杠保持在设备内部即可。然而，对于某些使用场合，螺母的位置固定，丝杠跟随执行端移动和旋转，此时，丝杠可能需要跟随执行端移动至设备外部，导致丝杠暴露在工作环境中，使得丝杠很容易与异物发生接触。传统的解决方法是，对丝杠表面做防锈处理。而表面防锈处理存在一定的有效期限，并且工况恶劣的情况下，有效期限很短。另外，如果异物进入到丝杠中，会对丝杠的精度、寿命产生不良的影响，甚至会导致丝杠损坏。

技术实现要素：

基于此，本实用新型提供一种保护装置，使得需要保护的丝杠在工作的过程中，即使跟随执行端移动至设备的外部，也能始终保持在伸缩套内，防止异物进入到丝杠中，并且不会对设备的外观和其他性能产生干涉或影响，有利于延长丝杠的使用寿命和保证其工作精度。

一种保护装置，包括：

伸缩套；伸缩套包括：多个从内向外依次套接在一起的防护罩；相邻两个防护罩之间设有第一限位件和匹配第一限位件的第二限位件；相邻两个防护罩之间通过第一限位件与第二限位件实现联动；以及

连接伸缩套的滑座；滑座包括：连接伸缩套的一端的底座、位于底座上的固定套、以及连接在底座与固定套之间的轴承；底座与伸缩套的最内侧或最外侧的防护罩连接；轴承套接在固定套上。

上述保护装置，使用时，将丝杠穿入到伸缩套和滑座上，将固定套与丝杠锁定在一起，同时，伸缩套远离滑座的一端与螺母锁定在一起。工作时，当丝杠跟随执行端旋转时，由于固定套与底座之间设置了轴承，因此，底座不会跟随丝杠转动，因此，伸缩套也不会跟随丝杠转动。而当丝杠跟随执行端移动时，底座和伸缩套跟随丝杠移动，在底座的带动下，伸缩套也会随之移动。伸缩套为多级联动的套接结构，当伸缩套需要伸长时，前一个防护罩移动到最大行程时，通过第一限位件和第二限位件相互作用而拉动下一个防护罩移动。而当伸缩套需要缩短时，当前一个防护罩复位后，底座触碰到下一个防护罩并推动下一个防护罩的复位。通过上述设计，使得需要保护的丝杠在工作的过程中，即使跟随执行端移动至设备的外部，也能始终保持在伸缩套内，防止异物进入到丝杠中，并且不会对设备的外观和其他性能产生干涉或影响，有利于延长丝杠的使用寿命和保证其工作精度。

在其中一个实施例中，防护罩为柱状罩体。柱状罩体结构有利于将丝杠收容于其中。

在其中一个实施例中，防护罩为刚性罩体。刚性罩体具有抗冲击能力，能够抵御异物撞击。

在其中一个实施例中，第一限位件位于防护罩的外侧，第二限位件位于防护罩的内侧；或，第一限位件位于防护罩的内侧，第二限位件位于防护罩的外侧。根据不同的设计需求，可以将第一限位件设置于防护罩的外侧或内侧，相应地，可以将第二限位件设置于防护罩的内侧或外侧，其目的是实现相邻两个防护罩之间的联动。

在其中一个实施例中，防护罩套设有密封圈；密封圈位于第一限位件上。密封圈能够更好地防止液体或者灰尘从相邻两个防护罩之间进入到伸缩套内。

在其中一个实施例中，密封圈的数量为多个且沿防护罩的轴向间隔分布。沿防护罩的轴向间隔分布的多个密封圈，可以对防护罩的移动起到一定的导向作用。

在其中一个实施例中，相邻两个密封圈之间填充有润滑脂。润滑脂可以降低伸缩套在伸长和缩短时，防护罩之间的摩擦系数，并且有利于提升密封圈的密封效果。

在其中一个实施例中，底座设有连接块；连接块抵接轴承以将轴承压紧于底座上；且连接块与防护罩连接。连接块一方面可以作为轴承固定在底座的连接件，又作为防护罩固定在底座的连接件，有利于简化轴承和伸缩套与底座之间的连接结构。

在其中一个实施例中，底座远离防护罩的一端设有轴封。轴封用于在保证底座与丝杠之间的连接密封性的前提下，使得丝杠可以与底座发生相对转动。

同时，本实用新型还提供一种工业机器人。

一种工业机器人，包括上述任一实施例的保护装置，在工业机器人动作时，利用该保护装置对其包含的丝杠进行保护。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的保护装置的示意图；

图2为图1所示的保护装置的另一视角的示意图；

图3为图1所示的保护装置的剖视图；

图4为图1所示的保护装置的使用状态图；

图5为图4所示的保护装置的使用状态的剖视图。

附图中各标号的含义为：

100-保护装置；

10-伸缩套，111-防护罩a，112-防护罩b，113-防护罩c，114-防护罩d，12-第一限位件，13-第二限位件，14-密封圈；

20-滑座，21-底座，211-连接块，212-螺丝，213-轴封，22-固定套，23-轴承；

200-丝杠；

300-螺母。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1至图5所示，其为本实用新型的一种实施例的保护装置100。

如图1和图2所示，该保护装置100包括：伸缩套10和连接伸缩套10的滑座20。结合图4和图5所示，伸缩套10用于套接需要保护的丝杠200和连接螺母300，而滑座20则套接在丝杠200远离螺母300的一端并且跟随丝杠200移动。

如图3所示，伸缩套10包括：多个从内向外依次套接在一起的防护罩。相邻两个防护罩之间设有第一限位件12和匹配第一限位件12的第二限位件13。相邻两个防护罩之间通过第一限位件12与第二限位件13实现联动。

进一步地，该防护罩为柱状罩体。柱状罩体结构有利于将丝杠200收容于其中。例如，在本实施例中，防护罩为圆柱状，在其他实施例中，防护罩也可以为三角柱、梯形柱、或者其他形状的柱状结构，其具体形状可以根据应用的场景需求而进行调整。

此外，优选地，防护罩为刚性罩体。刚性罩体具有抗冲击能力，能够抵御异物撞击，例如在设备加工过程中所产生的飞溅的碎屑等。可以理解地，在其他实施例中，若设备运行的环境良好，在满足保护丝杠200的需求的前提下，防护罩也可以为柔性罩体。

对于相邻的两个防护罩之间的联动，利用第一限位件12和第二限位件13实现。如图3所示，在本实施例中，第一限位件12为凸环或者法兰，而第二限位件13为挡圈，当两者抵接时，利用两者之间的相互作用，可以实现相邻两个防护罩之间的联动。

对于第一限位件12和第二限位件13的位置，也可以有不同的设置。例如，如图3所示，在本实施例中，第一限位件12位于防护罩的外侧，第二限位件13位于防护罩的内侧。而在其他实施例中，也可以是，第一限位件12位于防护罩的内侧，第二限位件13位于防护罩的外侧。根据不同的设计需求，可以将第一限位件12设置于防护罩的外侧或内侧，相应地，可以将第二限位件13设置于防护罩的内侧或外侧，其目的是实现相邻两个防护罩之间的联动。

以图3所示的结构为例，在本实施例中，伸缩套10包括四个从内向外依次套接在一起的防护罩。为了便于说明，从内向外分别标记为防护罩a111、防护罩b112、防护罩c113、以及防护罩d114。在防护罩a111远离滑座20的一端的外侧设置第一限位件12，而第二限位件13则设置于防护罩b112靠近滑座20的一端的内侧。如此类推，对防护罩c113和防护罩d114进行设置。

此外，考虑到相邻的两个防护罩之间会发生相对运动，即两者之间会存在间隙。因此，为了提高伸缩套10的密封性。如图3所示，防护罩还可以套设有密封圈14。密封圈14位于第一限位件12上。密封圈14能够更好地防止液体或者灰尘从相邻两个防护罩之间进入到伸缩套10内。

进一步地，密封圈14的数量为多个且沿防护罩的轴向间隔分布。沿防护罩的轴向间隔分布的多个密封圈14，可以对防护罩的移动起到一定的导向作用。例如，如图3所示，防护罩a111、防护罩b112、以及防护罩c113上的第一限位件12分别设有两个沿防护罩的轴向间隔分布的密封圈14。

更进一步地，相邻两个密封圈14之间还可以填充有润滑脂。润滑脂可以降低伸缩套10在伸长和缩短时，防护罩之间的摩擦系数，并且有利于提升密封圈14的密封效果。

如图3所示，滑座20包括：连接伸缩套10的一端的底座21、位于底座21上的固定套22、以及连接在底座21与固定套22之间的轴承23。底座21与伸缩套10的最内侧或最外侧的防护罩连接。轴承23套接在固定套22上。

为了简化滑座20的结构，降低维护和拆装的难度，还可以对滑座20进行改良。

例如，如图3所示，在本实施例中，底座21设有连接块211。连接块211抵接轴承23以将轴承23压紧于底座21上，且连接块211与防护罩连接。连接块211一方面可以作为轴承23固定在底座21的连接件，又作为防护罩固定在底座21的连接件，有利于简化轴承23和伸缩套10与底座21之间的连接结构。

例如，如图3所示，在本实施例中，连接块211抵压在轴承23上以将轴承23压紧在底座21上，而连接块211的内侧则设置内螺纹，而保护罩a的外侧设置相应的外螺纹，两者通过螺纹连接锁定。对于连接块211，其可以通过螺丝212实现与底座21之间的可拆卸连接。在其他实施例中，也可以设置沿防护罩的径向设置的螺钉或者插销来实现连接块211与保护罩之间的锁定。

考虑到滑座20的密封性的问题，如图3所示，在本实施例中，底座21远离防护罩的一端设有轴封213。轴封213用于在保证底座21与丝杠200之间的连接密封性的前提下，使得丝杠200可以与底座21发生相对转动。

进一步地，轴封213的内侧还可以填充有润滑油。轴封213内填充的润滑油可以提升密封性和降低摩擦系数，降低丝杠200在转动时带动底座21转动的风险。

结合图4和图5所示，对该保护装置100的工作原理进行简述。

限位原理：

丝杠200向下移动时，带动固定套22、轴承23、底座21、连接块211、防护罩a111向下移动，直至防护罩a111的第一限位件12与防护罩b112内孔末端的第二限位件13接触。进而带动防护罩b112移动至防护罩b112的第一限位件12与防护罩c113内孔末端的第二限位件13接触。进而带动防护罩c113移动至防护罩c113的第一限位件12与防护罩d114内孔末端的第二限位件13接触。此时为丝杠200向下移动的最大行程位置。

丝杠200向上移动时，带动固定套22、轴承23、底座21、连接块211、防护罩a111向上移动，直至防护罩b112与限位块接触。然后带动防护罩b112向上移动，直至防护罩c113与限位块接触。然后带动防护罩c113向上移动，直至防护罩d114与限位块接触。此时为丝杠200向上移动的最小行程位置。

综上，各级防护罩、丝杠200的限位均可实现。

密封原理：

各联接固定位置，可以通过垫圈、涂胶等方式密封。

各级防护罩间，通过密封圈14间隔，形成密封。每层间隔的密封圈14可设置多个，即可增加导向作用，又可在密封圈14之间增加润滑脂，保证防护罩伸长、收缩的低摩擦性，还可以增加密封的可靠性。

动作原理：

当丝杠200旋转时，防护罩仅承受来自轴封213和滚动轴承23的摩擦扭矩，轴封213位置有贮存的润滑油保持低摩擦系数、滚动轴承23的滚动摩擦扭矩极小，因此，防护罩受到的扭矩不足以使伸缩套10的各级防护罩间发生相对旋转。即时出现卡滞导致相对旋转的情况，也不会对密封性能产生印象。即在丝杠200旋转时，产品外观不受影响、防护性能不改变。

当丝杠200轴向移动时，丝杠200带动带动固定套22、轴承23、底座21、连接块211、伸缩罩轴向移动，直至达到最大行程位置或最小行程位置。在此过程中，防护罩跟随丝杠移动、各级产生轴向相对位移，而丝杠200仍在伸缩套10内部，防护性能不改变。

因此，无论丝杠200如何运动，丝杠200都一直处于该防护罩的内部，且不会对产品外观、其他性能产生干涉或影响。

上述保护装置100，使用时，将丝杠200穿入到伸缩套10和滑座20上，将固定套22与丝杠200锁定在一起，同时，伸缩套10远离滑座20的一端与螺母300锁定在一起。工作时，当丝杠200跟随执行端旋转时，由于固定套22与底座21之间设置了轴承23，因此，底座21不会跟随丝杠200转动，因此，伸缩套10也不会跟随丝杠200转动。而当丝杠200跟随执行端移动时，底座21和伸缩套10跟随丝杠200移动，在底座21的带动下，伸缩套10也会随之移动。伸缩套10为多级联动的套接结构，当伸缩套10需要伸长时，前一个防护罩移动到最大行程时，通过第一限位件12和第二限位件13相互作用而拉动下一个防护罩移动。而当伸缩套10需要缩短时，当前一个防护罩复位后，底座21触碰到下一个防护罩并推动下一个防护罩的复位。通过上述设计，使得需要保护的丝杠200在工作的过程中，即使跟随执行端移动至设备的外部，也能始终保持在伸缩套10内，防止异物进入到丝杠200中，并且不会对设备的外观和其他性能产生干涉或影响，有利于延长丝杠200的使用寿命和保证其工作精度。

同时，本实用新型还提供一种工业机器人。

该工业机器人包括上述的保护装置100。在工业机器人动作时，利用该保护装置100对其包含的丝杠进行保护。

需要说明的是，该保护装置100也可以应用于其他使用丝杠的场景，例如数控机床等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。