[实用新型]机器人下臂平衡装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种机器人下臂平衡装置，属于工业机器人技术领域。

(二)背景技术

工业机器人广泛应用于各个行业，如汽车制造行业、包装堆垛行业、电子行业等。随着工业机器人推广和应用，对工业机器人各方面的性能也有了更高的要求，如负载能力、工作范围等。为了减轻工人的劳动强度和改善工作条件，越来越多的行业开始采用重负载能力的工业机器人(负载能力在100KG及以上)。对于常见的垂直多关节工业机器人来说，各关节采用串联结构，为了保证高的定位精度，工业机器人的手臂必须有高的刚性。由于各关节采用串联结构，工业机器人的实际负载能力与工业机器人本体的重量相比，差距非常大，工业机器人实际工作时的负载能力可能只有机器人本体重量的十分之一。对于负载能力在100KG及以上的重型负载工业机器人来说，其本体重量基本都在1000KG以上，机器人下臂(不包含下臂减速机)及前臂、手腕各部分的重量大概占本体重量的三分之一以上，这些重量加上手臂前端的负载，对机器人的下臂减速机会产生一个非常大的扭矩，如果不采用平衡装置来平衡部分扭矩，则下臂减速机需要一个很大的电机来驱动。

国内目前研发的机器人多为中小型负载的机器人，如负载3KG、5KG、10KG，此种负载规格的机器人可以不考虑平衡问题，国内重型负载的工业机器人一般都从国外进口。国外工业机器人所采用的平衡装置一般为氮气平衡缸。氮气缸属于高压容器，需要防止泄露，而且压力充注和调节困难。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种可降低下臂的回转力矩，降低了电机的功率，增加了机器人的稳定性，且防护要求低、制造方便，更换容易的机器人下臂平衡装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种机器人下臂平衡装置，包括缸体和设置于缸体两端的前端盖和后端盖，其特征在于：它还包括拉杆、弹簧托盘、弹簧和拉杆接头；

所述拉杆的前端穿过所述前端盖与拉杆接头相连，后端与托盘接头相连，所述托盘接头与弹簧托盘固定连接，所述弹簧托盘上设置有弹簧槽，所述弹簧槽中设置有弹簧；所述弹簧套装于所述拉杆外并设置于所述前端盖和所述弹簧托盘之间；所述拉杆、弹簧托盘、弹簧组成活塞组件，所述活塞组件设置于所述缸体内。

所述弹簧槽有多条，呈环状布置于所述弹簧托盘上。

所述弹簧设置有一个、两个或三个。

所述前端盖与拉杆的连接处设置有防尘圈及耐磨环。

所述后端盖上设置有通孔，所述通孔中设置有过滤网。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型机器人下臂平衡装置，当机器人的下臂转动时，缸体随着下臂的转动而摆动，拉杆接头带动拉杆在弹簧缸中伸出和缩回，随着拉杆的运动，弹簧托盘压缩弹簧，对拉杆产生拉力，实现对下臂的平衡配重作用。为了使拉杆获得预定的压力，用户可以配置合适的弹簧。弹簧托盘可以同时容纳三种尺寸规格的弹簧同时工作，由三个弹簧共同提供拉杆所需的拉力。为了减少弹簧与其它部件之间的机械磨损，弹簧缸中装入一定量的润滑脂，在拉杆导向部位安装有耐磨环、防尘圈及密封圈，可以防止灰尘等杂物进入弹簧缸，以延长弹簧的寿命。

弹簧缸的使用，使得下臂的回转力矩显著减小，降低了电机的功率，增加了机器人的稳定性，由于弹簧易于更换和制作，也方便了设备的维护和调试。缸体的相对防护等级较低(不需要防护高压气体或液体泄漏)，而且弹簧设计和制造方便，更换容易，可以组合使用多种规格的弹簧来达到用户需求的压力。

(四)附图说明

图1为本实用新型机器人下臂平衡装置的结构示意图。

图2为本实用新型的使用状态示意图。

其中：

基座1、转台2、支座2-1、下臂3、上臂4、腕部5、本实用新型平衡装置6、缸体6-1、拉杆6-2、弹簧托盘6-3、弹簧槽6-4、弹簧6-5、拉杆接头6-6、托盘接头6-7、前端盖6-8、后端盖6-9、防尘圈及耐磨环6-10、过滤网6-11。

(五)具体实施方式

参见图1，本实用新型涉及的一种机器人下臂平衡装置，主要由缸体6-1、拉杆6-2、弹簧托盘6-3、弹簧槽6-4、弹簧6-5、拉杆接头6-6、托盘接头6-7、前端盖6-8和后端盖6-9组成。

所述拉杆6-2的前端穿过前端盖6-8与拉杆接头6-6相连，后端与托盘接头6-7相连，所述托盘接头6-7与弹簧托盘6-3固定连接，所述弹簧托盘6-3上设置有弹簧槽6-4，所述弹簧槽6-4有多条，呈环状布置于所述弹簧托盘6-3上，所述弹簧槽6-4中设置有弹簧6-5；

所述前端盖6-8与拉杆6-2的连接处安装有防尘圈及耐磨环6-10。