[实用新型]一种重力平衡装置以及使用该重力平衡装置的工业机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，特别涉及一种重力平衡装置以及使用该重力平衡装置的工业机器人。

背景技术

垂直多关节工业机器人由于机器人手臂绕其关节运动时，其手臂的重心会随着手臂运动的位置、速度、加速度的变化而发生变化，因而产生相对于关节呈非线性变化的重力力矩，非线性变化的重力力矩不利于关节驱动装置对关节的控制。

在实际应用中，一般会使用配重重力平衡装置或弹簧重力平衡装置来降低手臂重力力矩的非线性影响，但配重重力平衡装置或弹簧重力平衡装置存在体积大、重量重的问题，进一步导致工业机器人出现干涉半径变大、重量变重以及关节的转动惯量变大的问题。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻的重力平衡装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种重力平衡装置，该装置包括：压力缸；活塞，活塞设置在压力缸内并将压力缸分隔为第一压力缸室和第二压力缸室；活塞杆，活塞杆的一端固定设置在活塞上，另一端穿出压力缸的端部，活塞杆用以驱动活塞沿压力缸作往复运动；至少一个蓄能器，蓄能器封闭有气体，蓄能器与压力缸相通。

其中，压力缸为液压缸，第二压力缸室设置有液压油。

其中，装置进一步包括隔离块，蓄能器设置在压力缸内，隔离块设置在蓄能器和第二压力缸室之间，蓄能器通过对应设置于隔离块的通孔与第二压力缸室相通，活塞杆设置在第一压力缸室内。

其中，蓄能器设置在第二压力缸室外，蓄能器通过设置于第二压力缸室外的阀块与第二压力缸室相通，活塞杆设置在第二压力缸室内。

其中，至少一个蓄能器为两个。

其中，装置进一步包括可伸缩的连接套，连接套套设在活塞杆上。

其中，远离活塞杆的压力缸的端部设置有第一容纳腔，第一容纳腔内设置有第一轴承。

其中，活塞杆的自由端设置有第二容纳腔，第二容纳腔内设置有第二轴承。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种工业机器人，该工业机器人包括第一臂、第二臂、设置在第一臂和第二臂之间的关节以及重力平衡装置，重力平衡装置设置在第一臂和第二臂之间，当第二臂绕关节运动时，活塞杆驱动活塞压缩蓄能器内的气体以提供平衡第二臂的重力力矩的力。

其中，第一臂上设置有第一支撑轴，第二臂上设置有第二支撑轴；重力平衡装置中远离活塞杆的压力缸的端部转动设置在第一支撑轴，重力平衡装置中的活塞杆的自由端转动设置在第二支撑轴。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的重力平衡装置包括压力缸、活塞、活塞杆和至少一个蓄能器，其中蓄能器内封闭有气体。当活塞杆驱动活塞沿压力缸作往复运动时，通过压缩和释放蓄能器内的气体以产生大小不同的作用在活塞杆上的力。本实用新型利用气体的可压缩性来实现重力平衡，很小体积的气体便能产生很大的作用在活塞杆上的力，因此重力平衡装置具有体积小、重量轻的特点。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例重力平衡装置的结构示意图；

图2是图1中重力平衡装置的剖视图；

图3是本实用新型第二实施例重力平衡装置的结构示意图；

图4是图3中重力平衡装置的剖视图；

图5是图3中重力平衡装置安装在工业机器人上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

图1是本实用新型第一实施例重力平衡装置的结构示意图，图2是图1中重力平衡装置的剖视图。如图1和图2所示，重力平衡装置100包括压力缸10、活塞11、活塞杆12、蓄能器13和隔离块14。

压力缸10为液压缸，用于将液压能转变为重力势能，提供大小不同的作用在活塞杆12上的力。在实际应用中，压力缸10还可以为气压缸。

活塞11设置在压力缸10内并将压力缸10分隔为第一压力缸室101和第二压力缸室102，其中第二压力缸室102内设置有液压油。活塞11可以为圆形、方形等等，与压力缸10内的形状相对应。作用在活塞杆12上的力由活塞11的有效面积以及第二压力缸室102和第一压力缸室101之间的压强差决定，活塞11的有效面积越大，第二压力缸室102和第一压力缸室101之间的压强差越大，作用在活塞杆12上的力就越大。

活塞杆12设置在第一压力缸室101内，活塞杆12的一端固定设置在活塞11上，另一端穿出压力缸10的端部，活塞杆12用于驱动活塞11沿压力缸10作往复运动。