防爆型协作机器人及其防爆方法与流程

1.本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及防爆型协作机器人及其防爆方法。


背景技术：

2.由于协作机器人具有运用弹性高、价格低、投资回本快等优势，逐渐在各个领域取代人工作业，尤其是在一些具有潜在爆炸危险的场所，采用防爆型协作机器人作业代替人工作业更有利于保护操作人员的人身安全。
3.目前，防爆型协作机器人主要通过将协作机器人的一些重要部件更换为具有防爆等级的部件从而达到防爆的效果，或是给协作机器人本体和电控箱外部“穿”上“防爆外套”以实现防爆。然而，具有防爆等级的部件价格昂贵，导致成本较高；给协作机器人本体和电控箱外部“穿”上“防爆外套”，降低了协作机器人操作的灵活性。并且，两种方法都只能使得协作机器人部分防爆，无法解决协作机器人整体防爆的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对目前的防爆型协作机器人只能使得协作机器人部分防爆，无法解决协作机器人整体防爆的问题，提供一种防爆型协作机器人及其防爆方法。
5.本技术一实施例提供一种防爆型协作机器人，防爆型协作机器人包括：
6.协作机器人本体；
7.电控柜，电控柜与协作机器人本体电连接，用于控制协作机器人本体运动；
8.第一气密通路；
9.第二气密通路；以及
10.外部气源，外部气源通过第一气密通路与电控柜连通，用于对电控柜内部充气，以使得电控柜内部的气压大于大气压；外部气源通过第二气密通路与协作机器人本体连通，用于对协作机器人本体内部充气，以使得协作机器人本体内部的气压大于大气压。
11.上述防爆型协作机器人在工作时，协作机器人本体与电控柜电连接，电控柜能够控制协作机器人本体运动，从而控制协作机器人本体代替人工进行作业。当防爆型协作机器人处于具有潜在爆炸危险的场所(例如：煤矿井下、加油站、面粉厂、喷涂作业场所等)时，通过外部气源对第一气密通路充气，进而对电控柜内部充气，使得电控柜内部的气压大于大气压。由于电控柜内部的气压大于大气压，从而电器柜内部处于正压状态，环境中的危险空气无法进入电控柜内部，进而电控柜内部的电缆、电子器件等容易发生危险的部件被电控柜内部充入的气体保护起来，防止外部危险气体进入电控柜内部导致电缆、电子器件等容易发生危险的部件发生爆炸。通过外部气源对第二气密通路充气，进而对协作机器人本体内部充气，使得协作机器人本体内部的气压大于大气压，从而协作机器人本体内部处于正压状态。与电控柜的防爆方式相同，正压状态也能够防止环境中的危险空气进入协作机器人本体内部，实现对协作机器人本体的防爆。
12.其在其中一个实施例中，防爆型协作机器人还包括第一进气阀，第一进气阀安装
于第一气密通路或电控柜与第一气密通路的连接处，第一进气阀用于控制第一气密通路对电控柜内部充气的流量。
13.其在其中一个实施例中，防爆型协作机器人还包括第一出气阀，第一出气阀安装于电控柜，第一出气阀用于控制电控柜出气的流量。
14.其在其中一个实施例中，电控柜内部设置第一气压检测部，第一气压检测部位于电控柜内部，第一气压检测部用于检测电控柜内部的气压的大小。
15.其在其中一个实施例中，防爆型协作机器人还包括控制部，控制部接收第一气压检测部的检测结果，并根据检测结果控制第一进气阀阀和/或第一出气阀的开度。
16.其在其中一个实施例中，协作机器人本体包括多个相连接的机械臂，两个相连接的机械臂连通；
17.防爆型协作机器人还包括密封件，任意两个相连接的机械臂通过密封件密封。
18.本技术一实施例还提供一种防爆型协作机器人的防爆方法，防爆方法包括：打开外部气源，使得外部气源通过第一气密通路对电控柜内部充气，以使得电控柜内部的气压大于大气压；且使得外部气源通过第二气密通路对协作机器人本体内部充气，以使得协作机器人本体内部的气压大于大气压。
19.在其中一个实施例中，防爆方法还包括：
20.通过第一气压检测部，实时检测电控柜内部气压大小；
21.通过控制部接收第一气压检测部的检测结果，根据检测结果控制第一进气阀和/或第一出气阀的开度。
22.在其中一个实施例中，防爆方法还包括：若第一气压检测部的检测结果超出第一预设范围，则控制部控制第一进气阀和/或第一出气阀的开度，使得第一气压检测部的检测结果处于第一预设范围内。
23.在其中一个实施例中，防爆方法在打开外部气源，使得外部气源通过第一气密通路对电控柜内部充气，以使得电控柜内部的气压大于大气压；且使得外部气源通过第二气密通路对协作机器人本体内部充气，以使得协作机器人本体内部的气压大于大气压步骤之前还包括：
24.打开外部气源，对电控柜的内部和协作机器人本体内部进行吹扫；
25.检查来自外部气源的气体对电控柜的内部和协作机器人本体内部的吹扫效果；
26.若吹扫效果合格，则启动防爆型协作机器人。
附图说明
27.图1为一实施例中防爆型协作机器人结构示意图；
28.图2为一实施例中防爆方法的部分流程图；
29.图3为一实施例中防爆方法的又一部分流程图；
30.图4为一实施例中防爆方法的另一部分流程图。
31.附图标记说明：
32.防爆型协作机器人100；
33.协作机器人本体110；第二进气阀111；第二出气阀112；机械臂113；
34.电控柜120；第一进气阀121；
35.第一气密通路130；
36.第二气密通路140；
37.外部气源150。
具体实施方式
38.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
44.请参考图1，本技术一实施例提供一种防爆型协作机器人100，防爆型协作机器人100包括协作机器人本体110、电控柜120、第一气密通路130、第二气密通路140以及外部气源150。
45.电控柜120与协作机器人本体110电连接，用于控制协作机器人本体110运动。外部气源150通过第一气密通路130与电控柜120连通，用于对电控柜120内部充气，以使得电控柜120内部的气压大于大气压。外部气源150通过第二气密通路140与协作机器人本体110连
通，用于对协作机器人本体110内部充气，以使得协作机器人本体110内部的气压大于大气压。
46.上述防爆型协作机器人100在工作时，协作机器人本体110与电控柜120电连接，电控柜120能够控制协作机器人本体110运动，从而控制协作机器人本体110代替人工进行作业。当防爆型协作机器人100处于具有潜在爆炸危险的场所(例如：煤矿井下、加油站、面粉厂、喷涂作业场所等)时，通过外部气源150对第一气密通路130充气，进而对电控柜120内部充气，使得电控柜120内部的气压大于大气压。由于电控柜120内部的气压大于大气压，从而电控柜120内部处于正压状态，环境中的危险空气无法进入电控柜120内部，进而电控柜120内部的电缆、电子器件等容易发生危险的部件被电控柜120内部充入的气体保护起来，防止外部危险气体进入电控柜120内部导致电缆、电子器件等容易发生危险的部件发生爆炸。通过外部气源150对第二气密通路140充气，进而对协作机器人本体110内部充气，使得协作机器人本体110内部的气压大于大气压，从而协作机器人本体110内部处于正压状态。与电控柜120的防爆方式相同，正压状态也能够防止环境中的危险空气进入协作机器人本体110内部，实现对协作机器人本体110的防爆。
47.请参考图1，在一实施例中，防爆型协作机器人100还包括第一进气阀121，第一进气阀121安装于第一气密通路130或电控柜120与第一气密通路130的连接处，第一进气阀121用于控制第一气密通路130对电控柜120内部充气的流量。
48.具体地，由于第一进气阀121安装于第一气密通路130或电控柜120与第一气密通路130的连接处，从而通过控制第一进气阀121的开启和关闭，控制是否为电控柜120内部充气。也可以通过控制第一进气阀121的开度，从而控制气体进入电控柜120内部的流量，进而能够控制电控柜120内部的气压增大的速率。
49.在一实施例中，防爆型协作机器人100还包括第一出气阀(未示出)，第一出气阀安装于电控柜120，第一出气阀用于控制电控柜120出气的流量。
50.具体地，当电控柜120内部气压较大时，可以通过开启第一出气阀，将电控柜120内部的部分气体释放，以此降低电控柜120内部的气压。也可以通过控制第一出气阀的开度，从而控制电控柜120内部的部分气体释放的流量，进而能够控制电控柜120内部的气压降低的速率。
51.在一实施例中，电控柜120内部设置第一气压检测部(未示出)，第一气压检测部位于电控柜120内部，第一气压检测部用于检测电控柜120内部的气压的大小，使得工作人员能够获得电控柜120内部的气压的大小。若气压过大，则工作人员可以通过手动调节第一出气阀，使得电控柜120内部的部分气体释放，从而降低电控柜120内部的气压。电控柜120内部气压降低后，关闭第一出气阀；若气压过小，则工作人员可以在关闭第一进气阀后，通过手动调节第一进气阀121，为电控柜120内部充气，从而增大电控柜120内部的气压，电控柜120内部气压增大后，关闭第一进气阀。
52.在一实施例中，防爆型协作机器人100还包括控制部(未示出)，控制部接收第一气压检测部的检测结果，并根据检测结果控制第一进气阀121阀和/或第一出气阀的开度。
53.具体地，第一检测部检测到电控柜120内部的气压大小后，将检测结果传输至控制部，控制部根据接收到的检测结果判断电控柜120内部的气压过大或过小。若电控柜120内部的气压较大，则控制部控制第一出气阀开启，将电控柜120内部的部分气体释放，从而降
低的电控柜120内部气压；若电控柜120内部的气压较小，则控制第一进气阀121开启，为电控柜120内部充气，从而增大电控柜120内部气压。
54.请参考图1，在一实施例中，防爆型协作机器人100还包括第二进气阀111，第二进气阀111安装于第二气密通路140或协作机器人本体110与第二气密通路140的连接处，第二进气阀111用于控制第二气密通路140对协作机器人本体110内部充气的流量。
55.具体地，由于第二进气阀111安装于第二气密通路140或协作机器人本体110与第二气密通路140的连接处，从而通过控制第二进气阀111的开启和关闭，控制是否为协作机器人本体110内部充气。也可以通过控制第二进气阀111的开度，从而控制气体进入协作机器人本体110内部的流量，进而控制协作机器人本体110内部的气压增大的速率。
56.在一实施例中，防爆型协作机器人100还包括第二出气阀112，第二出气阀112安装于协作机器人本体110，第二出气阀112用于控制协作机器人本体110出气的流量
57.具体地，当协作机器人本体110气压较大时，可以通过开启第二出气阀112将协作机器人本体110内部的部分气体释放，以此降低协作机器人本体110内部的气压。也可以通过控制第二出气阀112的开度，从而控制协作机器人本体110内部的部分气体释放的流量，进而能够控制协作机器人本体110内部的气压降低的速率。
58.在一实施例中，协作机器人本体110内部设置第二气压检测部(未示出)，第二气压检测部位于协作机器人本体110内部，第二气压检测部用于检测协作机器人本体110内部的气压。使得工作人员能够获得协作机器人本体110内部的气压的大小。若气压过大，则工作人员可以通过手动调节第二出气阀112，使得协作机器人本体110内部的部分气体释放，从而降低协作机器人本体110内部的气压。协作机器人本体110内部气压降低后，关闭第二出气阀；若气压过小，则工作人员可以在关闭第二进气阀后，通过手动调节第二进气阀111，为协作机器人本体110内部充气，从而增大协作机器人本体110内部的气压，协作机器人本体110内部气压增大后，关闭第二进气阀。
59.在一实施例中，防爆型协作机器人100还包括控制部，控制部接收第二气压检测部的检测结果，并根据检测结果控制第二进气阀111阀和/或第二出气阀112的开度。
60.具体地，第二检测部检测到协作机器人本体110内部的气压大小后，将检测结果传输至控制部，控制部根据接收到的检测结果判断协作机器人本体110内部的气压过大或过小。若协作机器人本体110内部的气压较大，则控制部控制第二出气阀开启，将协作机器人本体110内部的部分气体释放，从而降低的协作机器人本体110内部气压；若协作机器人本体110内部的气压较小，则控制第二进气阀111开启，为协作机器人本体110内部充气，从而增大协作机器人本体110内部气压。
61.在一实施例中，协作机器人本体110包括多个相连接的机械臂113，两个相连接的机械臂113连通。防爆型协作机器人100还包括密封件，任意两个相连接的机械臂113通过密封件密封。密封件能够防止协作机器人本体110内部的气体通过两个机械臂113的连接处溢出，从而防止协作机器人本体110内部由于气体溢出而无法处于正压状态，进而避免无法实现防爆。
62.在本实施例中，密封件为骨架油封。
63.请参考图2，本技术还提供一种防爆型协作机器人100的防爆方法，防爆方法包括：
64.s140：打开外部气源150，使得外部气源150对电控柜120内部充气，以使得电控柜
120内部的气压大于大气压。且外部气源150通过第二气密通路140对协作机器人本体110内部充气，以使得协作机器人本体110内部的气压大于大气压。
65.采用上述防爆方法对防爆型协作机器人进行防爆时，通过外部气源150对第一气密通路130充气，进而对电控柜120内部充气，使得电控柜120内部的气压大于大气压。由于电控柜120内部的气压大于大气压，从而电控柜120内部处于正压状态，环境中的危险空气无法进入电控柜120内部，进而电控柜120内部的电缆、电子器件等容易发生危险的部件被电控柜120内部充入的气体保护起来，防止外部危险气体进入电控柜120内部导致电缆、电子器件等容易发生危险的部件发生爆炸。通过外部气源150对第二气密通路140充气，进而对协作机器人本体110内部充气，使得协作机器人本体110内部的气压大于大气压，从而协作机器人本体110内部处于正压状态。与电控柜120的防爆方式相同，正压状态也能够防止环境中的危险空气进入协作机器人本体110内部，实现协作机器人本体110的防爆。
66.请参考图2，在一实施例中，防爆方法还包括：
67.s141：通过第一气压检测部，实时检测电控柜120内部气压大小。
68.s142：通过控制部接收第一气压检测部的检测结果，根据检测结果控制第一进气阀121阀和/或第一出气阀的开度。
69.具体地，第一检测部检测到电控柜120内部的气压大小后，将检测结果传输至控制部，控制部根据接收到的第一气压检测部的检测结果判断电控柜120内部的气压过大或过小。若电控柜120内部的气压较大，则控制部控制第一出气阀开启，将电控柜120内部的部分气体释放，从而降低的电控柜120内部气压；若电控柜120内部的气压较小，则控制第一进气阀121开启，为电控柜120内部充气，从而增大电控柜120内部气压。
70.请参考图2，在一实施例中，防爆方法还包括：若第一气压检测部的检测结果超出第一预设范围，则控制部控制第一进气阀121和/或第一出气阀的开度，使得第一气压检测部的检测结果处于第一预设范围内。
71.具体地，第一检测部检测到电控柜120内部的气压大小后，将检测结果传输至控制部，控制部根据接收到的第一气压检测部的检测结果与控制部内置的第一预设范围进行比对，从而判断电控柜120内部的气压过大或过小。
72.在本实施例中，控制部内置的第一预设范围为550mpa-1000mpa。
73.请参考图2，在一实施例中，防爆方法还包括：若控制部通过控制第一进气阀121和/或第一出气阀的开度无法使得电控柜120内部的气压处于第一预设范围内，则通过控制部控制协作机器人停止动作，人工检查是否出现故障。
74.具体地，控制部无法通过控制第一进气阀121和/或第一出气阀的开度，从而调节电控柜120内部的压力大小，则说明协作机器人出现故障，通过控制部控制协作机器人停止运动，工作人员对协作机器人进行检修。
75.请参考图3，防爆方法还包括：
76.s143：通过第二气压检测部，实时检测协作机器人本体110内部气压大小。
77.s144：通过控制部接收第二气压检测部的检测结果，根据检测结果控制第二进气阀111阀和/或第二出气阀112的开度。
78.具体地，第二检测部检测到协作机器人本体110内部的气压大小后，将检测结果传输至控制部，控制部根据接收到的第二气压检测部的检测结果判断协作机器人本体110内
部的气压过大或过小。若协作机器人本体110内部的气压较大，则控制部控制第二出气阀开启，将协作机器人本体110内部的部分气体释放，从而降低的协作机器人本体110内部气压；若协作机器人本体110内部的气压较小，则控制第二进气阀111开启，为协作机器人本体110内部充气，从而增大协作机器人本体110内部气压。
79.请参考图2，在一实施例中，防爆方法还包括：若第二气压检测部的检测结果超出第二预设范围，则控制部控制第二进气阀111和/或第二出气阀112的开度，使得第二气压检测部的检测结果处于第二预设范围内。
80.具体地，第二检测部检测到协作机器人本体110内部的气压大小后，将检测结果传输至控制部，控制部根据接收到的第二气压检测部的检测结果与控制部内置的第二预设范围进行比对，从而判断协作机器人本体110内部的气压过大或过小。
81.在本实施例中，控制部内置的第二预设范围为50mpa-120mpa。
82.请参考图2，在一实施例中，防爆方法还包括：若控制部通过控制第二进气阀111和/或第二出气阀112的开度无法使得协作机器人本体110内部的气压处于第二预设范围内，则通过控制部控制协作机器人停止动作，人工检查是否出现故障。
83.具体地，控制部无法通过控制第二进气阀111和/或第二出气阀112的开度，从而调节协作机器人本体110内部的压力大小，则说明协作机器人出现故障，通过控制部控制协作机器人停止运动，工作人员对协作机器人进行检修。
84.请参考图4，在一实施例中，防爆方法在s140步骤之前还包括：
85.s110：打开外部气源150之后，对所述电控柜的内部和所述协作机器人本体内部进行吹扫。
86.s120：检查来自外部气源150的气体对电控柜120的内部和协作机器人本体110的吹扫效果。
87.s130：若吹扫效果合格，则启动防爆型协作机器人100。
88.具体地，防爆型协作机器人在使用前，电控柜120内部和协作机器人本体110内部可能会存在危险气体，因此，需要先对电控柜120内部和协作机器人本体110内部进行吹扫，以使得危险气体全部排出电控柜120内部和协作机器人本体110内部，防止防爆机器人在运动时发生危险。
89.在本实施例中，通过颗粒传感器实时检测电控柜120的内部和协作机器人本体110内部的气体颗粒度。当电控柜120的内部和协作机器人本体110内部的气体颗粒度与外部气源颗粒度相同时，则说明吹扫效果合格，可以进一步启动防爆型协作机器人100。
90.以上所述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。
91.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。