一种工业机器人切割用防护装置的制作方法

1.本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种工业机器人切割用防护装置。


背景技术：

2.工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，通常具有三个或更多可编程的轴，其按照应用类型可分为码垛机器人、焊接机器人、装配机器人以及检测机器人等，其中焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，一般由多轴机械臂和工作头组成，多轴机械臂与工作头之间大都采用法兰进行固定，使用者根据需要选择不同功能的工作头，使之能进行焊接、切割或热喷涂。
3.现有的工业机器人切割用切割头通常缺乏碰撞防护装置，使得在工作中由于切割工件的不规则或操作不当等原因造成切割头与工件发生碰撞时，常常会造成切割头和工件的损伤，轻微的会造成切割头发生磨损、掉漆，严重的则会造成切割头发生形变，甚至是损坏，不仅会影响切割头的正常切割使用，也会增加使用者的使用和维修成本；同时切割头大都直接暴露在外，使得切割头在闲置时也容易受到外物的撞击造成损坏，影响切割头后续的正常工作。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明将针对以上缺点，提供一种工业机器人切割用防护装置，以解决现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：一种工业机器人切割用防护装置，包括切割头主体、多向碰撞防护部件、主防护部件；所述多向碰撞防护部件安装于所述切割头主体上，用于对切割头主体受到的非定向外力进行缓冲；所述主防护部件设置于所述多向碰撞防护部件上，用于配合多向碰撞防护部件在切割头主体闲置时对切割头主体进行防护。
6.在进一步的实施例中，所述多向碰撞防护部件包括：外连接块，固定连接于切割头主体上，所述外连接块与切割头主体焊接，使得外连接块与切割头主体连接更稳定；缓冲腔，形成于所述外连接块内，用于为多向缓冲块移动提供空间；多向缓冲块，滑动设于所述缓冲腔内，所述多向缓冲块外壁与缓冲腔侧壁之间连接有多个侧向缓冲弹簧，侧向缓冲弹簧连接于多向缓冲块和缓冲腔的多个方向上，包括竖直方向和水平方向，当切割头主体受到外力时可以带动多向缓冲块在缓冲腔内和外连接块发生相对移动，同时带动多个侧向缓冲弹簧发生形变，可以对不同方向的外力进行缓冲、对切割头主体形成防护；弹性缓冲柱，连接于所述多向缓冲块与主防护部件之间，用于配合所述多向缓冲块在切割头主体受到外力时与外连接块发生相对移动，弹性缓冲柱的设置将多向缓冲块和
外连接块等部件与主防护部件相连接，同时弹性缓冲柱的弹性设置，使得切割头主体受到外力时可以带动弹性缓冲柱发生形变，配合多向缓冲块与外连接块的相对运动，对外力进行缓冲分压，对切割头主体形成更好的防护。
7.在进一步的实施例中，所述多向碰撞防护部件还包括：缓冲槽，开凿于所述弹性缓冲柱上，且与所述缓冲腔相连通，缓冲槽的直径小于多向缓冲块的直径，且多向缓冲块的直径小于缓冲腔的直径，使得多向缓冲块可以在缓冲腔内移动，同时避免多向缓冲块通过缓冲槽脱离出缓冲腔，保证多向缓冲块的正常工作；弹性缓冲垫，连接于所述缓冲槽侧壁上，用于在弹性缓冲柱移动时形成缓冲防护的弹性缓冲垫；其中，所述缓冲槽的直径大于弹性缓冲柱的直径，用于在所述缓冲槽与弹性缓冲柱之间形成供弹性缓冲柱移动的位移空间。
8.在进一步的实施例中，所述主防护部件包括：一对外防护板，关于所述多向碰撞防护部件的中轴线对称设置；固定板，连接于一对所述外防护板之间，所述固定板上贯穿开凿有滑孔；底板，连接于所述弹性缓冲柱上端，设于固定板下侧；主缓冲杆，连接于所述底板上、且与所述滑孔相适配，所述主缓冲杆贯穿滑孔的一端连接有顶板，所述顶板与固定板之间连接有至少一个、用于在主缓冲杆移动时形成缓冲的主缓冲弹簧，当切割头主体受到竖直方向外力时，切割头主体带动外连接块内竖直方向的侧向缓冲弹簧进行缓冲，同时其余方向的侧向缓冲弹簧也发生形变配合缓冲，之后经由弹性缓冲柱带动底板进行移动，主缓冲杆通过滑孔与固定板发生相对移动；多个主弹性耗能块，固定连接于所述主缓冲杆外壁上、且沿所述主缓冲杆外壁延伸方向均匀设置，主缓冲杆发生移动可以带动顶板与固定板之间的主弹性耗能块发生形变，从而配合多个侧向缓冲弹簧对外力进行缓冲分压。
9.在进一步的实施例中，所述固定板外侧设有梯级缓冲件，所述梯级缓冲件包括：第一连接板，与所述主缓冲杆滑动连接，梯级缓冲件设置于固定板与底板之间，第一连接板中部开凿有与主缓冲杆相适配的第一滑槽，第一连接板通过第一滑槽可与主缓冲杆发生相对移动；外缓冲弹簧，连接于所述第一连接板与固定板之间，用于在所述底板与第一连接板抵接时配合主缓冲弹簧形成第一梯级缓冲防护，当主缓冲杆移动到与第一连接板抵接时，可以带动第一连接板进行移动，从而带动外缓冲弹簧发生形变，形变后的外缓冲弹簧可以配合多向碰撞防护部件和主缓冲弹簧等部件对外力进行缓冲分压。
10.在进一步的实施例中，所述梯级缓冲件还包括：第二连接板，与所述主缓冲杆滑动连接，且设于所述第一连接板上方；内缓冲弹簧，连接于所述第二连接板与固定板之间，用于在所述第一连接板与第二连接板抵接时配合主缓冲弹簧和外缓冲弹簧形成第二梯级缓冲防护，当主缓冲杆带动第一连接板发生移动，并且第一连接板与第二连接板抵接时，可以带动第二连接板进行移动，从而带动内缓冲弹簧发生形变，可以在不同程度的外力作用下依次触发主缓冲弹簧、外缓冲弹簧和内缓冲弹簧发生形变，使得主缓冲弹簧、外缓冲弹簧和内缓冲弹簧形成梯级缓冲效果。
11.在进一步的实施例中，所述主防护部件还包括：内移动槽，开凿于所述外防护板靠近底板的一面，所述内移动槽内设有辅助防护件；移动滑块，滑动设于所述内移动槽内，且一对所述移动滑块远离外防护板的一面均与底板固定连接，用于带动所述底板在一对外防护板之间移动，底板移动时可以带动移动滑块在内移动槽内移动，从而便于底板在一对外防护板之间移动，同时带动切割头主体进入一对外防护板之间，利用一对外防护板对切割头主体进行防护。
12.在进一步的实施例中，所述辅助防护件包括：辅助缓冲杆，沿所述移动滑块移动方向设置，且两端均与所述内移动槽侧壁固定连接，所述移动滑块上贯穿开凿有与所述辅助缓冲杆相适配的移动孔，所述辅助缓冲杆上贯穿开凿有一对第二锁紧孔；多个辅助弹性耗能块，固定连接于所述辅助缓冲杆外壁上、且沿所述辅助缓冲杆外壁延伸方向均匀设置；内减压弹簧，设于多个所述辅助弹性耗能块外侧，且两端均与所述内移动槽侧壁固定连接；外减压弹簧，设于所述内减压弹簧外侧，所述外减压弹簧下端与移动滑块固定连接，且所述外减压弹簧长度小于内减压弹簧的长度，配合梯级缓冲件进行二次梯级缓冲，从而增大缓冲耗能，对切割头主体形成防护。
13.在进一步的实施例中，所述移动滑块上开凿有与所述第二锁紧孔对应设置的第一锁紧孔，所述第二锁紧孔与第一锁紧孔内插设有、用于将移动滑块固定在内移动槽内的锁紧钉，利用锁紧钉、第二锁紧孔和第一锁紧孔可以将进入一对外防护板内的切割头主体进行固定，方便对切割头主体进行保护，特别是在切割头主体闲置时将切割头主体移动至一对外防护板之间，从而对切割头主体进行更好的防护。
14.在进一步的实施例中，一对所述外防护板相互远离的一面均开凿有与所述锁紧钉相适配的外移动槽，所述移动滑块靠近外移动槽的一面连接有移动板，通过外移动槽和移动板的设置便于使用者利用移动板将切割头主体移动至一对外防护板之间，从而利用一对外防护板对切割头主体进行防护，防止外力对切割头主体产生损害。
15.有益效果：本发明公开了一种工业机器人切割用防护装置，通过在工业机器人用切割头上设置多向碰撞防护部件、主防护部件、梯级缓冲件以及辅助防护件，可以在切割工作时对切割头进行保护，防止切割头与外物发生碰撞时造成切割头的损伤，保护切割头的正常切割使用，降低使用者的使用和维修成本；同时配合锁紧钉和移动板，在切割头闲置时，可以将切割头移动至主防护部件内，从而避免切割头在闲置时受到外物撞击造成损坏的情况，保护切割头后续的正常工作。
附图说明
16.图1为本发明的正视图。
17.图2为本发明爆炸后的立体图。
18.图3为图2中a处的结构示意图。
19.图4为本发明多向碰撞防护部件剖视后的立体图。
20.图5为本发明部分结构的剖视图。
21.图中各附图标记为：1.切割头主体、2.多向碰撞防护部件、201.外连接块、202.缓冲腔、203.多向缓冲块、204.弹性缓冲柱、205.缓冲槽、206.弹性缓冲垫、207.侧向缓冲弹簧、3.主防护部件、301.外防护板、302.固定板、303.底板、304.主缓冲杆、305.顶板、306.主缓冲弹簧、307.主弹性耗能块、308.内移动槽、309.移动滑块、310.移动孔、311.第一锁紧孔、312.外移动槽、4.梯级缓冲件、401.第一连接板、402.外缓冲弹簧、403.第二连接板、404.内缓冲弹簧、5.辅助防护件、501.辅助缓冲杆、502.辅助弹性耗能块、503.内减压弹簧、504.外减压弹簧、505.第二锁紧孔、6.锁紧钉、7.移动板。
具体实施方式
22.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
23.申请人认为，现有的工业机器人切割用切割头通常缺乏碰撞防护装置，在切割头工作或闲置状态下受到外物碰撞、撞击时，容易发生切割头发生磨损甚至是损坏的情况，影响切割头的正常使用。
24.为此，申请人提出一种工业机器人切割用防护装置，如图1
‑
图5所示，包括切割头主体1、多向碰撞防护部件2和主防护部件3。
25.其中，多向碰撞防护部件2安装于切割头主体1上，用于对切割头主体1受到的非定向外力进行缓冲。
26.主防护部件3设置于多向碰撞防护部件2上，用于配合多向碰撞防护部件2在切割头主体1闲置时对切割头主体1进行防护，主防护部件3可以配合多向碰撞防护部件2对切割头主体1受到的竖直方向的外力进行缓冲分压，也可以在切割头主体1进入主防护部件3内后，对切割头主体1形成防护。
27.如图4所示，多向碰撞防护部件2包括外连接块201、缓冲腔202、多向缓冲块203和弹性缓冲柱204。
28.其中，外连接块201固定连接于切割头主体1上，外连接块201与切割头主体1焊接，使得外连接块201与切割头主体1连接更稳定。
29.缓冲腔202形成于外连接块201内，用于为多向缓冲块203移动提供空间。
30.多向缓冲块203滑动设于缓冲腔202内，当切割头主体1受到外力作用时可以带动多向缓冲块203在缓冲腔202内与外连接块201发生相对移动，多向缓冲块203外壁与缓冲腔202侧壁之间连接有多个侧向缓冲弹簧207，侧向缓冲弹簧207连接于多向缓冲块203和缓冲腔202的多个方向上，包括竖直方向和水平方向，当切割头主体1受到外力时可以带动多向缓冲块203在缓冲腔202内和外连接块201发生相对移动，同时带动多个侧向缓冲弹簧207发生形变，可以对不同方向的外力进行缓冲、对切割头主体1形成防护。
31.弹性缓冲柱204连接于多向缓冲块203与主防护部件3之间，用于配合多向缓冲块203在切割头主体1受到外力时与外连接块201发生相对移动，弹性缓冲柱204的设置将多向缓冲块203和外连接块201等部件与主防护部件3相连接，同时弹性缓冲柱204的弹性设置，
使得切割头主体1受到外力时可以带动弹性缓冲柱204发生形变，配合多向缓冲块203与外连接块201的相对运动，对外力进行缓冲分压，对切割头主体1形成更好的防护。
32.如图4所示，多向碰撞防护部件2还包括缓冲槽205和弹性缓冲垫206。
33.缓冲槽205开凿于弹性缓冲柱204上，且与缓冲腔202相连通，缓冲槽205的直径小于多向缓冲块203的直径，且多向缓冲块203的直径小于缓冲腔202的直径，使得多向缓冲块203可以在缓冲腔202内移动，同时避免多向缓冲块203通过缓冲槽205脱离出缓冲腔202，保证多向缓冲块203的正常工作。
34.弹性缓冲垫206连接于缓冲槽205侧壁上，用于在弹性缓冲柱204移动时形成缓冲防护的弹性缓冲垫206。
35.其中，缓冲槽205的直径大于弹性缓冲柱204的直径，用于在缓冲槽205与弹性缓冲柱204之间形成供弹性缓冲柱204移动的位移空间。
36.如图1
‑
图5所示，主防护部件3包括一对外防护板301、固定板302、底板303、主缓冲杆304和多个主弹性耗能块307。
37.一对外防护板301关于多向碰撞防护部件2的中轴线对称设置，一对外防护板301前后两面以及上部可以封闭，使得一对外防护板301内部形成防护腔，切割头主体1通过防护腔下端进入防护腔内，通过防护腔对切割头主体1形成半封闭式收纳防护。
38.固定板302连接于一对外防护板301之间，固定板302上贯穿开凿有滑孔，固定板302与一对外防护板301均焊接。
39.底板303连接于弹性缓冲柱204上端，设于固定板302下侧，通过底板303与弹性缓冲柱204的连接将多向碰撞防护部件2与主防护部件3连接在一起，同时固定板302与底板303之间形成有一段缓冲和收纳距离，用于对切割头主体1进行缓冲防护盒收纳防护。
40.主缓冲杆304连接于底板303上、且与滑孔相适配，主缓冲杆304贯穿滑孔的一端连接有顶板305，顶板305与固定板302之间连接有至少一个、用于在主缓冲杆304移动时形成缓冲的主缓冲弹簧306，当切割头主体1受到竖直方向外力时，切割头主体1带动外连接块201内竖直方向的侧向缓冲弹簧207进行缓冲，同时其余方向的侧向缓冲弹簧207也发生形变配合缓冲，之后经由弹性缓冲柱204带动底板303进行移动，主缓冲杆304通过滑孔与固定板302发生相对移动。
41.多个主弹性耗能块307固定连接于主缓冲杆304外壁上、且沿主缓冲杆304外壁延伸方向均匀设置，主缓冲杆304发生移动可以带动顶板305与固定板302之间的主弹性耗能块307发生形变，从而配合多个侧向缓冲弹簧207对外力进行缓冲分压。
42.如图5所示，固定板302外侧设有梯级缓冲件4，梯级缓冲件4包括第一连接板401、外缓冲弹簧402、第二连接板403和内缓冲弹簧404。
43.第一连接板401与主缓冲杆304滑动连接，梯级缓冲件4设置于固定板302与底板303之间，第一连接板401中部开凿有与主缓冲杆304相适配的第一滑槽，第一连接板401通过第一滑槽可与主缓冲杆304发生相对移动。
44.外缓冲弹簧402连接于第一连接板401与固定板302之间，用于在底板303与第一连接板401抵接时配合主缓冲弹簧306形成第一梯级缓冲防护，当主缓冲杆304移动到与第一连接板401抵接时，可以带动第一连接板401进行移动，从而带动外缓冲弹簧402发生形变，形变后的外缓冲弹簧402可以配合多向碰撞防护部件2和主缓冲弹簧306等部件对外力进行
缓冲分压。
45.第二连接板403与主缓冲杆304滑动连接，且设于第一连接板401上方。
46.内缓冲弹簧404连接于第二连接板403与固定板302之间，用于在第一连接板401与第二连接板403抵接时配合主缓冲弹簧306和外缓冲弹簧402形成第二梯级缓冲防护，当主缓冲杆304带动第一连接板401发生移动，并且第一连接板401与第二连接板403抵接时，可以带动第二连接板403进行移动，从而带动内缓冲弹簧404发生形变，可以在不同程度的外力作用下依次触发主缓冲弹簧306、外缓冲弹簧402和内缓冲弹簧404发生形变，使得主缓冲弹簧306、外缓冲弹簧402和内缓冲弹簧404形成梯级缓冲效果。
47.如图2所示，主防护部件3还包括内移动槽308和移动滑块309。
48.内移动槽308开凿于外防护板301靠近底板303的一面，内移动槽308内设有辅助防护件5。
49.移动滑块309滑动设于内移动槽308内，且一对移动滑块309远离外防护板301的一面均与底板303固定连接，用于带动底板303在一对外防护板301之间移动，底板303移动时可以带动移动滑块309在内移动槽308内移动，从而便于底板303在一对外防护板301之间移动，同时带动切割头主体1进入一对外防护板301之间，利用一对外防护板301对切割头主体1进行防护。
50.如图2
‑
图3所示，辅助防护件5包括辅助缓冲杆501、多个辅助弹性耗能块502、内减压弹簧503和外减压弹簧504。
51.辅助缓冲杆501沿移动滑块309移动方向设置，且两端均与内移动槽308侧壁固定连接，移动滑块309上贯穿开凿有与辅助缓冲杆501相适配的移动孔310，辅助缓冲杆501上贯穿开凿有一对第二锁紧孔505。
52.多个辅助弹性耗能块502固定连接于辅助缓冲杆501外壁上、且沿辅助缓冲杆501外壁延伸方向均匀设置。
53.内减压弹簧503设于多个辅助弹性耗能块502外侧，且两端均与内移动槽308侧壁固定连接。
54.外减压弹簧504设于内减压弹簧503外侧，外减压弹簧504下端与移动滑块309固定连接，且外减压弹簧504长度小于内减压弹簧503的长度，配合梯级缓冲件4进行二次梯级缓冲，从而增大缓冲耗能，对切割头主体1形成防护。
55.其中，移动滑块309上开凿有与第二锁紧孔505对应设置的第一锁紧孔311，第二锁紧孔505与第一锁紧孔311内插设有、用于将移动滑块309固定在内移动槽308内的锁紧钉6，利用锁紧钉6、第二锁紧孔505和第一锁紧孔311可以将进入一对外防护板301内的切割头主体1进行固定，方便对切割头主体1进行保护，特别是在切割头主体1闲置时将切割头主体1移动至一对外防护板301之间，从而对切割头主体1进行更好的防护。
56.另外，一对外防护板301相互远离的一面均开凿有与锁紧钉6相适配的外移动槽312，移动滑块309靠近外移动槽312的一面连接有移动板7，通过外移动槽312和移动板7的设置便于使用者利用移动板7将切割头主体1移动至一对外防护板301之间，从而利用一对外防护板301对切割头主体1进行防护，防止外力对切割头主体1产生损害。
57.工作原理：当切割头主体1受到非定向碰撞外力时，带动多向缓冲块203在缓冲腔202与外连接块201发生相对移动，使得弹性缓冲柱204在缓冲槽205内发生移动，带动多个
外力方向上的侧向缓冲弹簧207发生形变，配合多个非外力方向上的侧向缓冲弹簧207也发生形变，对外力进行缓冲分压。
58.当切割头主体1受到竖直方向的碰撞外力时，外连接块201与多向缓冲块203发生竖直方向的相对移动，带动多个侧向缓冲弹簧207发生形变。
59.当竖直方向外力冲击较大时，弹性缓冲柱204带动多向缓冲块203和主缓冲杆304进行移动，使得顶板305带动主缓冲弹簧306发生形变，之后底板303与第一连接板401抵接、第一连接板401与第二连接板403抵接，依次带动外缓冲弹簧402发生形变，同时移动滑块309在内移动槽308内移动带动内减压弹簧503发生变形，之后当外减压弹簧504与内移动槽308内壁抵接后也发生形变，此时在主缓冲杆304的带动下多个主弹性耗能块307依次通过固定板302，移动滑块309依次通过多个辅助弹性耗能块502。
60.当切割头主体1闲置时，可以利用移动板7移动移动滑块309在内移动槽308内滑动，从而依次带动底板303、多向碰撞防护部件2和切割头主体1进入一对外防护板301之间，当第一锁紧孔311与辅助缓冲杆501上部第二锁紧孔505对应时，将锁紧钉6插入第一锁紧孔311与第二锁紧孔505内可以将移动滑块309固定，从而利用主防护部件3对闲置时的切割头主体1进行防护。
61.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。