用于工业机器人的微型油缸设备的制作方法

本实用新型涉及油缸技术领域，具体涉及用于工业机器人的微型油缸设备。

背景技术：

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门油缸即液压缸。

现有的工业机器人包括依次连接的底座、多轴控制台、机械臂、安装板和机械手机械手，在舵轴控制台上设置有控制箱，机械手包括油缸和两个夹臂组件，夹臂组件包括l形夹臂和驱动杆，夹臂的一端与微型油缸的缸体铰接，所述驱动杆的两端分别与微型油缸的活塞杆的末端以及夹臂的弯折部位铰接。活塞杆外伸，驱动杆驱动夹臂上远离铰接的一端互相远离；活塞杆回缩，驱动杆拉动夹臂转动，直至夹臂上远离铰接的一端互相接触或者靠近将物体夹持住。当使用机械手的工作场合的空间较小时，需要提及较小的机械手，对应的油缸会优选地采用微型油缸。

微型油缸是指整体体积较小的油缸。其是为了满足工业机器人、机械手等自动化、智能化设备的狭小空间安装要求。微型油缸通常指制造缸径的油缸。

虽然从技术上设计出了缸径较小的微型油缸。但是其安装方式还是采用的传统安装方式：将缸体焊接在支撑台上或者在油缸缸体上设置支耳，通过螺钉穿过支耳与油缸支撑台螺纹连接；在油缸的活塞杆末端设置支耳，通过销轴将活塞杆上的支耳与被驱动件铰接。采用焊接时，由于缸体与支撑台通过焊材粘结，不利于油缸后期的维护、更换。每次更换时，均需强行损坏焊接部位，再将缸体拆卸下来，然后更换上新的油缸，并将新的油缸焊接固定。其操作步骤繁琐、维护时间长。而采用螺钉进行固定时，同一个型号的油缸由于使用环境不同、安装结构不同，会对支耳的位置进行调整。这就导致同一型号的油缸仅仅由于支耳的位置、尺寸不同就需要分多个批次进行生产。这降低了生产效率，且设置有支耳的油缸所占空间较大，不利于库存、运输。

并且现有的机械手中，夹臂和驱动杆均直接与油缸连接，如图1所示。导致后期拆卸或者更换油缸时，需要将整个机械手拆卸下来，然后再将夹臂驱动杆拆卸、并铰接在新的油缸上，增加了后期维护的复杂性，提高了维护成本。同时铰接部位的多次拆卸、安装，会降低铰接部位配合的精准性，不利于夹臂和驱动杆的转动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供了用于工业机器人的微型油缸设备，解决了现有的用于夹持物体的工业机器人所采用的机械手中，其夹臂和驱动杆均直接与油缸连接，导致后期拆卸或者更换油缸时，需要将整个机械手拆卸下来，增加了后期维护的复杂性，提高了维护成本等上述多个技术问题。本实用新型所设计的用于工业机器人的微型油缸设备，更改了油缸与夹臂、驱动杆之间的连接结构，以便于在更换油缸时，能快速地将其拆卸下来，并快速地将新的油缸安装上去。同时，通过本实用新型，在固定油缸到支撑台上时，通过本实用新型所设计的固定块即可固定，无需焊接缸体或者在缸体上设置支耳，以便于本实用新型的批量生产、库存和运输。

本实用新型采用的技术方案如下：

用于工业机器人的微型油缸设备，包括工业机器人本体，所述工业机器人本体包括依次连接的底座、多轴控制台、机械臂、安装板和机械手，所述机械手包括两个夹臂组件和固定在安装板上的微型油缸，所述夹臂组件包括l形夹臂和驱动杆，所述夹臂的一端与微型油缸的缸体铰接，所述驱动杆的两端分别与微型油缸的活塞杆的末端以及夹臂的弯折部位铰接，在所述微型油缸的缸体上套设有固定块，在所述微型油缸的活塞杆和驱动杆之间设置有连接块，其中，所述连接块与活塞杆拆卸连接，连接块上远离缸体活塞杆的一侧与驱动杆铰接；所述夹臂与固定块铰接，所述固定块固定在安装板上；

在所述固定块的两端分别设置有互相连通的安装孔和预紧孔，且安装孔的孔径大于预紧孔的孔径，在安装孔的孔壁上远离预紧孔的一端设置有螺纹ⅰ，在预紧孔的孔壁上远离安装孔的一侧设置有螺纹ⅳ；

在所述缸体的侧壁上远离缸底的一端设置有与螺纹ⅰ配合的螺纹ⅱ，在缸体的缸底设置有依次连接的弹簧ⅰ和圆板，所述弹簧ⅰ的两端分别与缸底和圆板球铰接；

缸体的缸底插入安装孔中，并与安装孔的孔底接触，圆板与螺纹ⅳ螺纹连接，且弹簧ⅰ处于拉伸状态。

使用时，固定块直接焊接在使用微型油缸的平台上；连接块与需要被微型油缸驱动的部件铰接；连接块与活塞杆之间的拆卸连接可以通过丝接、电磁铁连接、卡接、螺钉连接等方式实现。

当需要对微型油缸进行更换或者维修时，先将连接块从活塞杆上拆卸下来；接着向缸体旋进圆板，以松懈圆板，从而解除圆板与螺纹ⅳ之间的螺纹连接；此时弹簧ⅰ在失去螺纹ⅳ和圆板之间的螺纹连接产生的轴向限位后，弹簧ⅰ恢复原态；接着再旋转缸体，从而解除螺纹ⅰ和螺纹ⅱ之间的螺纹连接；接着向远离预紧孔的一侧移动缸体，直至将缸体、弹簧ⅰ和圆板从安装孔中退出。

更换上新的油缸时，先将圆板穿过安装孔后插入预紧孔中，接着转动缸体，以使螺纹ⅰ和螺纹ⅱ螺纹连接；接着拉动圆板，弹簧ⅰ被拉伸，直至圆板侧壁上的螺纹与螺纹ⅳ接触，接着转动圆板，以使圆板与螺纹ⅳ螺纹连接，从而使弹簧ⅰ保持拉伸状态；然后将连接块4与活塞杆连接。

弹簧ⅰ的两端分别与缸底和圆板球铰接，以便于转动圆板和缸体的过程中，弹簧ⅰ不会被扭转；还可以将弹簧ⅰ的两端直接与缸底和圆板固定连接，此时优选地圆板的转动方向以及螺纹拧紧圈数与缸体的转动方向以及螺纹拧紧圈数均相同，这样当圆板转动几圈后拧紧，缸体同样转动几圈后拧紧，消除了转动圆板时弹簧上的扭转。

综上，本实用新型通过设置固定块等部件、结构，以更改了油缸的安装结构，以便于能针对不同使用环境、安装结构，微型油缸均能采用同样的外观结构，便于其批量生产、库存和运输；同时，缸体与固定块之间的可拆卸连接，便于其后期的维护、更换。

本实用新型还通过弹簧ⅰ、螺纹ⅳ等部件结构，实现油缸缸体与固定块之间螺纹连接部位处螺牙的轴向压力，继而防止缸体与固定块之间的螺纹连接部位因振动而松懈的情况出现，提高了本实用新型结构上的稳定性。

并且，本实用新型在后期维护中，关于夹臂的铰接部位以及驱动杆两端的铰接部位均未将其拆卸开，保证了铰接部位均仅由初始装配实现，利于铰接部位处的铰接轴和铰接孔保证极高的同轴度以及铰接轴和铰接孔的配合的精准性，利于夹臂和驱动杆的转动，防止铰接部位出现卡死的情况，利于本实用新型后期的维护、保证本实用新型所设计的机器人正常作业。

由于采用了本技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型用于工业机器人的微型油缸设备，通过设置固定块等部件、结构，以更改了油缸的安装结构，以便于能针对不同使用环境、安装结构，微型油缸均能采用同样的外观结构，便于其批量生产、库存和运输；同时，缸体与固定块之间的可拆卸连接，便于其后期的维护、更换；

2.本实用新型用于工业机器人的微型油缸设备，通过弹簧ⅰ、螺纹ⅳ等部件结构，实现油缸缸体与固定块之间螺纹连接部位处螺牙的轴向压力，继而防止缸体与固定块之间的螺纹连接部位因振动而松懈的情况出现，提高了本实用新型结构上的稳定性；

3.本实用新型用于工业机器人的微型油缸设备，通过连接块与活塞杆之间的拆卸连接，相对于现有的螺钉连接来说，防止了螺纹连接部位会因振动松懈的情况出现；同时，采用弹簧ⅱ实现连接块与活塞杆之间的快速固定、快速拆卸，提高了本实用新型的装配高效性、维护便利性；

4.本实用新型用于工业机器人的微型油缸设备，设置螺纹ⅲ以及小径孔为螺纹孔后，需要将大径轴从匹配孔中退出时，向远离匹配孔的方向拉动二级阶梯轴，能使螺纹ⅲ与小径孔上的螺纹接触，并转动二级阶梯轴，能使二级阶梯轴通过螺纹ⅲ与小径孔螺纹连接，从而使二级阶梯轴在轴向上实现锁紧，无需再在二级阶梯轴上施加载荷来压缩弹簧ⅱ来保持大径轴从匹配孔中退出，提高了本实用新型的安装便利性以及后期维护的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：

图1是现有技术的结构视图；

图2是图1中a处的放大图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是机械手的结构示意图；

图5是机械手另一个视向的结构示意图；

图6是机械手的俯视图；

图7是机械手的剖视图；

图8是两个夹臂的夹持端互相接触的结构示意图；

图9是微型油缸总成的结构示意图；

图10是微型油缸总成另一个视向的结构示意图；

图11是微型油缸总成的侧视图；

图12是沿图11中a-a的剖视图；

图13是沿图11中b-b的剖视图；

图14是限位组件的安装位置示意图；

图15是连接块的剖视图；

图16是缸体的结构示意图；

图17是活塞杆的结构示意图；

图18是固定块的剖视图；

图19是限位组件的结构示意图。

附图中标号说明：

1-缸体，2-活塞杆，3-固定块，4-连接块，5-安装孔，6-预紧孔，7-螺纹ⅰ，8-螺纹ⅱ，9-弹簧ⅰ，10-圆板，11-连接孔，12-大径孔，13-小径孔，14-匹配孔，15-小径轴，16-弹簧ⅱ，17-螺纹ⅲ，18-驱动孔，19-大径孔，20-施力孔，21-铰接板，22-螺纹ⅳ，23-活塞，24-夹臂，25-驱动杆，26-连接板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，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。

下面结合图1至图19对本实用新型作详细说明。

实施例1

如图2-图19所示，本实用新型用于工业机器人的微型油缸设备，包括工业机器人本体27，所述工业机器人本体27包括依次连接的底座28、多轴控制台29、机械臂30、安装板32和机械手，所述机械手包括两个夹臂组件和固定在安装板32上的微型油缸，所述夹臂组件包括l形夹臂24和驱动杆25，所述夹臂24的一端与微型油缸的缸体1铰接，所述驱动杆25的两端分别与微型油缸的活塞杆2的末端以及夹臂24的弯折部位铰接，在所述微型油缸的缸体1上套设有固定块3，在所述微型油缸的活塞杆2和驱动杆25之间设置有连接块4，其中，所述连接块4与活塞杆2拆卸连接，连接块4上远离缸体活塞杆2的一侧与驱动杆25铰接；所述夹臂24与固定块3铰接，所述固定块3固定在安装板32上；

在所述固定块3的两端分别设置有互相连通的安装孔5和预紧孔6，且安装孔5的孔径大于预紧孔6的孔径，在安装孔5的孔壁上远离预紧孔6的一端设置有螺纹ⅰ7，在预紧孔6的孔壁上远离安装孔5的一侧设置有螺纹ⅳ22；

在所述缸体1的侧壁上远离缸底的一端设置有与螺纹ⅰ7配合的螺纹ⅱ8，在缸体1的缸底设置有依次连接的弹簧ⅰ9和圆板10，所述弹簧ⅰ9的两端分别与缸底和圆板10球铰接；

缸体1的缸底插入安装孔5中，并与安装孔5的孔底接触，圆板10与螺纹ⅳ22螺纹连接，且弹簧ⅰ9处于拉伸状态。

使用时，固定块3直接焊接在使用微型油缸的平台上；连接块4与需要被微型油缸驱动的部件铰接；连接块4与活塞杆2之间的拆卸连接可以通过丝接、电磁铁连接、卡接、螺钉连接等方式实现。

当需要对微型油缸进行更换或者维修时，先将连接块从活塞杆2上拆卸下来；接着向缸体1旋进圆板10，以松懈圆板10，从而解除圆板10与螺纹ⅳ22之间的螺纹连接；此时弹簧ⅰ9在失去螺纹ⅳ22和圆板10之间的螺纹连接产生的轴向限位后，弹簧ⅰ9恢复原态；接着再旋转缸体1，从而解除螺纹ⅰ7和螺纹ⅱ8之间的螺纹连接；接着向远离预紧孔6的一侧移动缸体1，直至将缸体1、弹簧ⅰ9和圆板10从安装孔5中退出。

更换上新的油缸时，先将圆板10穿过安装孔5后插入预紧孔6中，接着转动缸体1，以使螺纹ⅰ7和螺纹ⅱ8螺纹连接；接着拉动圆板10，弹簧ⅰ9被拉伸，直至圆板10侧壁上的螺纹与螺纹ⅳ22接触，接着转动圆板10，以使圆板10与螺纹ⅳ22螺纹连接，从而使弹簧ⅰ9保持拉伸状态；然后将连接块4与活塞杆连接。

弹簧ⅰ9的两端分别与缸底和圆板10球铰接，以便于转动圆板10和缸体1的过程中，弹簧ⅰ9不会被扭转；还可以将弹簧ⅰ9的两端直接与缸底和圆板10固定连接，此时优选地圆板10的转动方向以及螺纹拧紧圈数与缸体1的转动方向以及螺纹拧紧圈数均相同，这样当圆板10转动几圈后拧紧，缸体同样转动几圈后拧紧，消除了转动圆板10时弹簧上的扭转。

综上，本实用新型通过设置固定块3等部件、结构，以更改了油缸的安装结构，以便于能针对不同使用环境、安装结构，微型油缸均能采用同样的外观结构，便于其批量生产、库存和运输；同时，缸体与固定块3之间的可拆卸连接，便于其后期的维护、更换。

本实用新型还通过弹簧ⅰ9、螺纹ⅳ22等部件结构，实现油缸缸体1与固定块3之间螺纹连接部位处螺牙的轴向压力，继而防止缸体1与固定块3之间的螺纹连接部位因振动而松懈的情况出现，提高了本实用新型结构上的稳定性。

并且，本实用新型在后期维护中，关于夹臂的铰接部位以及驱动杆两端的铰接部位均未将其拆卸开，保证了铰接部位均仅有初始装配实现，利于铰接部位处的铰接轴和铰接孔保证极高的同轴度、铰接轴和铰接孔的配合的精准性，利于夹臂和驱动杆的转动，防止铰接部位出现卡死的情况，利于本实用新型的维护，保证本实用新型作业顺利进行。

实施例2

本实施例是关于连接块4与活塞杆2之间的拆卸连接做出具体的实施说明。

如图7-图14所示，本实用新型中所述连接块4通过限位组件与活塞杆2拆卸连接，在连接块4的一侧设置有连接孔11，在连接孔11的孔壁上设置有二级阶梯通孔，所述二级阶梯通孔由依次连通的大径孔12和小径孔13组成，大径孔12上远离小径孔13的一端与连接孔11连通；

在活塞杆2的侧壁上远离缸底的一侧设置有匹配孔14，活塞杆2的末端插入连接孔11中，且匹配孔14与大径孔12连通；

所述限位组件包括二级阶梯轴和弹簧ⅱ16，所述二级阶梯轴由依次连接的大径轴19和小径轴15组成，所述大径轴19插入匹配孔14中，小径轴15位于大径孔12中，且小径轴15的末端插入小径孔13中；所述弹簧ⅱ16套设在小径轴15上，其两端分别与大径孔12的孔底以及大径轴19上靠近远离匹配孔14的一端接触，弹簧ⅱ16处于压缩状态；

向远离匹配孔14的方向拉动二级阶梯轴，能压缩弹簧ⅱ16，并使大径轴19从匹配孔14中退出并整体均位于大径孔12中。

当需要将连接块4从活塞杆2上拆卸下来时，向远离匹配孔14的方向拉动二级阶梯轴，能压缩弹簧ⅱ16，并使大径轴19从匹配孔14中退出并整体均位于大径孔12中，连接块4失去来自限位组件的限位作用，从而能从活塞杆上退下。

安装连接块4时，拿持连接块4，先向远离匹配孔14的方向拉动二级阶梯轴，能压缩弹簧ⅱ16，并使大径轴19从匹配孔14中退出并整体均位于大径孔12中；接着讲活塞杆2的末端插入连接孔11中，且匹配孔14与大径孔12连通；然后卸载作用在二级阶梯轴上的载荷，在弹簧的ⅱ16的形变力的作用下，大径轴19插入匹配孔14中；此时由于弹簧ⅱ16仍旧处于压缩状态，因此弹簧ⅱ16顶紧大径轴19，以使其稳定地插入匹配孔14中。

通过本方案中所设计的连接块4与活塞杆之间的拆卸连接，相对于现有的螺钉连接来说，防止了螺纹连接部位会因振动松懈的情况出现；同时，采用弹簧ⅱ16实现连接块4与活塞杆2之间的快速固定、快速拆卸，提高了本实用新型的装配高效性、维护便利性。

实施例3

本实施例是关于二级阶梯孔与二级阶梯轴之间的配合做出具体的实施说明。

如图7-图13所示，本实用新型中所述小径孔13为螺纹孔；在小径轴15的侧壁上且位于大径孔12中的部位、并远离匹配孔14的一侧设置有与小径孔13上的螺纹匹配的螺纹ⅲ17；

向远离匹配孔14的方向拉动二级阶梯轴，能使螺纹ⅲ17与小径孔13上的螺纹接触，并转动二级阶梯轴，能使二级阶梯轴通过螺纹ⅲ17与小径孔13螺纹连接。

螺纹ⅲ17以及小径孔13为螺纹孔后，以使二级阶梯轴的小径轴从小径孔13中退出时，必须将螺纹ⅲ17以及小径孔13螺纹配合后才能退出，便于在任一角度安装限位组件，不受重力因素的影响。

优选地，螺纹ⅲ17上远离匹配孔的一端与小径孔13上的螺纹靠近匹配孔的一端接触，以便于在操作大径轴19从匹配孔14中退出时，直接转动二级阶梯轴即可，无需向远离匹配孔14的方向拉动二级阶梯轴，进一步地改善了本实用新型安装、维护的便利性。

当一个人进行连接块4的安装拆卸时，需要一手控制二级阶梯轴的位置，另一只手操控活塞杆等，操作不便；而设置螺纹ⅲ17以及小径孔13为螺纹孔后，需要将大径轴19从匹配孔14中退出时，向远离匹配孔14的方向拉动二级阶梯轴，能使螺纹ⅲ17与小径孔13上的螺纹接触，并转动二级阶梯轴，能使二级阶梯轴通过螺纹ⅲ17与小径孔13螺纹连接，从而使二级阶梯轴在轴向上实现锁紧，无需再在二级阶梯轴上施加载荷来压缩弹簧ⅱ16来保持大径轴19从匹配孔14中退出，提高了本实用新型的安装便利性以及后期维护的便利性。

实施例4

本实施例是关于二级阶梯轴的转动做出具体的实施说明。

如图7-图13所示，本实用新型中在所述小径轴15的小径段的末端设置有驱动孔18，所述驱动孔18的轴线与二级阶梯轴的轴线重合，且驱动孔18的横截面为正六边形。

驱动孔18的设置便于采用六角扳手来与驱动孔18配合，从而轻松地转动二级阶梯轴。

优选地，所述限位组件以及与之配合的二级阶梯通孔、匹配孔14均有四个，所述限位组件沿活塞杆2的轴线中心对称。

实施例5

本实施例是关于本实用新型中各个弹簧的选择做出具体的实施说明。

如图6-图13所示，本实用新型中所述弹簧ⅱ16为螺旋圆柱压缩弹簧。

优选地，所述弹簧ⅰ9为圆锥螺旋弹簧，其大径端与缸底球铰接，其小径端通过球销与圆板10球铰接。

弹簧ⅰ9优选地还可以采用纺锤形弹簧，其轴线与安装孔的轴线重合。采用纺锤形弹簧便于其与球销之间的固定。

实施例6

本实施例是关于圆板10的转动做出具体的实施说明。

如图2-图6所示，本实用新型中在所述圆板10上远离弹簧ⅰ9的一侧设置有施力孔20，所述施力孔20的轴线与螺纹孔6的轴线重合，且施力孔20的横截面为正六边形。

施力孔20的设置便于采用六角扳手来与施力孔20配合，从而轻松地转动圆板10。

实施例7

本实施例是关于驱动杆与连接块4之间的铰接做出具体的实施说明。

如图1-图4所示，本实用新型中在所述连接块4远离活塞杆2的一侧设置有铰接板21。

铰接板21与需要被微型油缸驱动的部件铰接，即所述驱动杆25上靠近活塞杆2的一端与铰接板21铰接。

实施例8

本实施例是关于夹臂和固定块之间的铰接做出具体实施说明。

如图4-图8所示，本实用新型中，在所述固定块3的侧壁上远离缸底的一侧设置有两个连接板26，所述连接板26沿微型油缸的轴线中心对称分布，连接板26的一侧与固定块3连接，且夹臂24与连接板26铰接。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。