一种升降防坠落组件及焊接机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种升降防坠落组件及焊接机器人。


背景技术：

2.现有的焊接机器人中，机械手需要通过升降结构实现升降，升降结构中的竖梁(也称z轴)用于安装机械手，其多采用电机加齿轮齿条机构进行驱动的方式，从而实现竖梁在竖直方向上的移动。然而在竖梁升降的过程中，竖梁可能存在坠落风险，例如，在人为误操作的情况下，若打开电机抱闸，竖梁会失去制动而在重力作用下坠落，造成设备损失甚至人员伤亡。


技术实现要素：

3.本发明解决的问题是如何防止竖梁坠落以造成设备损失甚至人员伤亡。
4.为解决上述问题，本发明提供一种升降防坠落组件，包括：
5.安装平台；
6.竖梁，其适于沿长度方向相对于所述安装平台滑动；
7.安全装置，其包括底板、限位板和动力组件；所述底板与所述安装平台连接，所述限位板滑动连接于所述底板；所述动力组件设置于所述底板上并与所述限位板驱动连接，所述动力组件适于驱动所述限位板朝向或者远离所述竖梁运动，以促使所述限位板和所述竖梁抵持或者分离。
8.可选地，所述竖梁沿长度方向间隔设置多个插槽结构，所述限位板包括与所述插槽结构匹配的插块，所述插块适于插入所述插槽结构中。
9.可选地，所述动力组件包括电动伸缩件和弹簧组件，所述电动伸缩件的固定端与底板连接，所述电动伸缩件的伸缩端与所述限位板连接，所述弹簧组件设置于所述底板上；
10.当所述电动伸缩件通电时，所述电动伸缩件驱动所述限位板远离所述竖梁运动，以促使所述限位板和所述竖梁分离并促使所述弹簧组件产生弹性形变；当所述电动伸缩件断电时，所述弹簧组件适于释放弹性形变力驱动所述限位板朝向所述竖梁运动，以促使所述限位板和所述竖梁抵持。
11.可选地，安全装置还包括推板，所述推板与所述限位板连接，所述电动伸缩件的伸缩端与所述推板连接；所述弹簧组件包括弹簧、导向杆和安装座，所述安装座设置于所述底板上，所述导向杆的一端连接所述安装座，所述导向杆的另一端朝向所述竖梁设置，所述推板滑动连接于所述导向杆，所述弹簧套设于所述推板与所述安装座之间的导向杆上。
12.可选地，当所述限位板和所述竖梁抵持时，所述弹簧仍具有弹性形变力。
13.可选地，所述限位板沿厚度方向设有贯穿的过口，所述推板适于穿设所述过口，所述推板的一部分位于所述限位板背离所述底板的一侧并与所述电动伸缩件的伸缩端连接，所述推板的一部分位于所述限位板朝向所述底板的一侧并与所述导向杆滑动连接。
14.可选地，所述推板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和所述第二板体呈角
度设置，所述第一板体适于穿设所述过口，所述第二板体与所述限位板连接。
15.可选地，该安全装置还包括直线导轨，所述直线导轨的滑轨安装于所述底板和所述限位板中的一个，所述直线导轨的滑块安装于所述底板和所述限位板中的一个。
16.可选地，该升降防坠落组件还包括速度检测装置和控制器，所述速度检测装置用于检测所述竖梁的速度，所述控制器分别与所述速度检测装置和所述电动伸缩件电连接。
17.本发明还提供一种焊接机器人，包括如上所述的升降防坠落组件。
18.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
19.安装平台与安全装置的底板连接，竖梁能够沿长度方向相对于安装平台滑动，故竖梁能够相对于安装平台和底板实现上下升降；安全装置的限位板滑动连接于底板，安全装置的动力组件设置于底板上并与限位板驱动连接，动力组件能够驱动限位板朝向或者远离竖梁运动，以促使限位板和竖梁抵持或者分离。由此，当竖梁正常升降时，动力组件驱动限位板远离竖梁运动，以促使限位板和竖梁分离，限位板不会妨碍竖梁的正常工作；当竖梁坠落时，动力组件驱动限位板朝向竖梁运动，以促使限位板和竖梁抵持，从而限制竖梁相对于安装平台运动，其能够防止竖梁坠落以造成设备损失甚至人员伤亡。
附图说明
20.图1为本发明中升降防坠落组件一种实施方式的结构示意图；
21.图2为本发明中竖梁一种实施方式的结构示意图；
22.图3为本发明中安全装置一种实施方式的结构示意图；
23.图4为本发明中安全装置去除限位板后的结构示意图；
24.图5为本发明中动力组件和推板的连接示意图；
25.图6为本发明中推板一种实施方式的结构示意图；
26.图7为本发明中限位板一种实施方式的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、安装平台；2、竖梁；21、插槽结构；3、安全装置；31、底板；311、连接板；32、限位板；321、插块；322、过口；33、直线导轨；34、电动伸缩件；35、弹簧组件；351、弹簧；352、导向杆；353、安装座；36、推板；361、第一板体；362、第二板体；363、通孔。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
31.附图中的z轴表示竖直方向，也就是上下位置，且z轴的正向(即z轴的箭头指向)代表上方，z轴的反向代表下方；附图中的x轴表示水平方向，并指定为左右位置，且x轴的正向代表右侧，x轴的反向代表左侧；同时需要说明的是，前述z轴及x轴的表示含义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。
32.如图1-3所示，本发明实施例的升降防坠落组件，包括安装平台1、竖梁2和安全装置3，所述竖梁2适于沿长度方向相对于所述安装平台1滑动；所述安全装置3包括底板31、限位板32和动力组件；所述底板31与所述安装平台1连接，所述限位板32滑动连接于所述底板31；所述动力组件设置于所述底板31上并与所述限位板32驱动连接，所述动力组件适于驱动所述限位板32朝向或者远离所述竖梁2运动，以促使所述限位板32和所述竖梁2抵持或者分离。
33.本实施例中，安装平台1的形状不做限制，其可以为安装板或者梁体结构，根据实际需求进行选择。如图1、2所示，竖梁2整体呈长方体，其可以为实心结构，也可以为中空结构，出于成本以及重量的考虑，优选地，竖梁2为中空结构。竖梁2可以用来安装机械手，从而实现机械手的升降，以适应不同的工况。竖梁2适于沿长度方向相对于安装平台1滑动，一种实施方式中，竖梁2和安装平台1之间设有直线导轨，竖梁2通过直线导轨相对于安装平台1滑动。
34.本实施例中，如图1所示，安全装置3设置于安装平台1的下方，安全装置3的底板31与安装平台1的下端连接，两者的连接方式采用螺栓连接或者焊接。由于安全装置3与竖梁2均安装于安装平台1，在安装平台1运动过程中，安全装置3和竖梁2能够跟随安装平台1运动，避免出现安全装置3的限位板32和竖梁2出现错位，导致限位板32不能抵持竖梁2情况的出现。
35.采用本实施例的升降防坠落组件后，由于安装平台1与安全装置3的底板31连接，竖梁2能够沿长度方向相对于安装平台1滑动，故竖梁2能够相对于安装平台1和底板31实现上下升降；安全装置3的限位板32滑动连接于底板31，安全装置3的动力组件设置于底板31上并与限位板32驱动连接，动力组件能够驱动限位板32朝向或者远离竖梁2运动，以促使限位板32和竖梁2抵持或者分离。由此，当竖梁2正常升降时，动力组件驱动限位板32远离竖梁2运动，以促使限位板32和竖梁2分离，限位板32不会妨碍竖梁2的正常工作；当竖梁2坠落时，动力组件驱动限位板32朝向竖梁2运动，以促使限位板32和竖梁2抵持，从而限制竖梁2相对于安装平台1运动，其能够防止竖梁2坠落以造成设备损失甚至人员伤亡。
36.可选地，所述竖梁2沿长度方向间隔设置多个插槽结构21，所述限位板32包括与所述插槽结构21匹配的插块321，所述插块321适于插入所述插槽结构21中。
37.具体地，如图2、7所示，竖梁2朝向安装平台1的端面沿长度方向间隔设置多个插槽结构21；限位板32设有与插槽结构21匹配的插块321；两者的形状不做限制，其可以为长方体或者圆柱体等，根据实际需求而定；例如，插槽结构21为长方体，插块321为尺寸相同的长方体，在竖梁2坠落的过程中，当插块321插入插槽结构21后，能够实现限位板32与竖梁2更加可靠地抵持，从而防止竖梁2坠落。
38.可选地，所述动力组件包括电动伸缩件34和弹簧组件35，所述电动伸缩件34的固定端与底板31连接，所述电动伸缩件34的伸缩端与所述限位板32连接，所述弹簧组件35设置于所述底板31上；
39.当所述电动伸缩件34通电时，所述电动伸缩件34驱动所述限位板32远离所述竖梁2运动，以促使所述限位板32和所述竖梁2分离并促使所述弹簧组件35产生弹性形变；当所述电动伸缩件34断电时，所述弹簧组件35适于释放弹性形变力驱动所述限位板32朝向所述
竖梁2运动，以促使所述限位板32和所述竖梁2抵持。
40.如图4、5所示，电动伸缩件34为电动推杆或者电缸，且两者在断电状态下，伸缩杆仍能自由活动，即电动伸缩件34不具备自锁功能。电动伸缩件34的固定端与底板31可拆卸连接，具体地，底板31上设有安装板，电动伸缩件34的固定端拆卸式设置于安装板上，两者的连接方式可采用螺栓连接；电动伸缩件34的伸缩端与限位板32连接，两者同样采用螺栓连接。弹簧组件35设置于底板31上(后文中具体介绍)。电动伸缩件34具有通电状态和断电状态，当电动伸缩件34通电时，电动伸缩件34驱动限位板32远离竖梁2运动，以促使限位板32和竖梁2分离并促使弹簧组件35产生弹性形变，也就是说，在竖梁2正常升降时，电动伸缩件34提供动力实现限位板32和竖梁2分离，并压缩弹簧组件35为限位板32朝向竖梁2运动蓄能；当电动伸缩件34断电时，弹簧组件35释放弹性形变力驱动限位板32朝向竖梁2运动，以促使限位板32和竖梁2抵持，也就是说，在竖梁2坠落时，电动伸缩件34不再提供动力，依靠弹簧组件35释放弹性形变力驱动限位板32朝向竖梁2运动，以实现弹簧组件35与竖梁2的抵持。
41.如此设置，在竖梁2坠落时。弹簧组件35通过释放弹性形变力驱动限位板32运动，其反应速度快，相对于电动伸缩件34驱动限位板32朝向竖梁2运动，其能够大大缩短限位板32抵持竖梁2的时间。
42.可选地，还包括推板36，所述推板36与所述限位板32连接，所述电动伸缩件34的伸缩端与所述推板36连接；所述弹簧组件35包括弹簧351、导向杆352和安装座353，所述安装座353设置于所述底板31上，所述导向杆352的一端连接所述安装座353，所述导向杆352的另一端朝向所述竖梁2设置，所述推板36滑动连接于所述导向杆352，所述弹簧351套设于所述推板36与所述安装座之间的导向杆352上。
43.本实施例中，推板36与限位板32拆卸式连接，电动伸缩件34的伸缩端与推板36拆卸式连接，当电动伸缩件34的伸缩端缩短时，其会通过推板36带动限位板32远离竖梁2运动。
44.本实施例中，弹簧组件35包括弹簧351、导向杆352和安装座353，安装座353设置于底板31上，具体地，安装座353和底板31通过螺栓连接；安装座353的数量不做限制，其可以为一个、两个或者多个，如图4、5所示，安装座353设有两个，导向杆352的一端连接安装座353，导向杆352的另一端朝向竖梁2设置，导向杆352的轴线既可以与限位板32的滑动方向保持平行，其也可以与限位板32的滑动方向偏移一定角度，例如5度。推板36滑动连接于导向杆352，弹簧351套设于推板36与安装座353之间的导向杆352上，当安装座353设有两个以上时，弹簧351设置于推板36和推板36远离竖梁2一侧的安装座353上，由此，当竖梁2正常升降时，电动伸缩件34通过推板36拉动限位板32远离竖梁2运动，此时，推板36相对于导向杆352滑动并压缩弹簧351；当竖梁2坠落时，电动伸缩件34断电，不再提供压缩弹簧351的作用力，弹簧351释放弹性形变力以通过推板36带动限位板32朝向竖梁2运动，以实现限位板32与竖梁2的抵持。
45.可选地，当所述限位板32和所述竖梁2抵持时，所述弹簧351仍具有弹性形变力。
46.本实施例中，当竖梁2坠落时，限位板32抵持竖梁2以防止竖梁2坠落，故其需要一定的抵持力来维持两者的抵持关系，因此，在限位板32与竖梁2抵持时，弹簧351仍具有弹性形变力，从而将限位板32牢牢地抵持于竖梁2上，同时，在限位板32的插块321插入竖梁2的
插槽结构21后，能够将插块321牢牢地固定于插槽结构21中。
47.可选地，所述限位板32沿厚度方向设有贯穿的过口322，所述推板36适于穿设所述过口322，所述推板36的一部分位于所述限位板32背离所述底板31的一侧并与所述电动伸缩件34的伸缩端连接，所述推板36的一部分位于所述限位板32朝向所述底板31的一侧并与所述导向杆352滑动连接。
48.本实施例中，限位板32在中间位置沿厚度方向设有贯穿的过口322，过口322的尺寸略大于限位板32的尺寸，从而便于推板36穿设过口322。推板36的一部分位于限位板32背离底板31的一侧并与电动伸缩件34的伸缩端连接，推板36的一部分位于限位板32朝向底板31的一侧并与导向杆352滑动连接，如图4、5、6所示，推板36的上端与电动伸缩件34的伸缩端连接，推板36的下端滑动连接于导向杆352，如此设置，电动伸缩件34是在限位板32远离底板31的一侧驱动限位板32，便于进行检修以及走线。
49.可选地，该安全装置3还包括直线导轨33，所述直线导轨33的滑轨安装于所述底板31和所述限位板32中的一个，所述直线导轨33的滑块安装于所述底板31和所述限位板32中的一个。
50.如图4所示，限位板32和底板31通过直线导轨33连接，直线导轨33的数量不做限制，其可以为一个、两个等，由于限位板32通过直线导轨33悬挂于底板31上，故直线导轨33成对出现，并对称设置于弹簧组件35的两侧。
51.一种实施方式中，直线导轨33的滑轨安装于底板31上，直线导轨33的滑块安装于限位板32上。在其他实施方式中，直线导轨33的滑轨安装于限位板32上，直线导轨33的滑块安装于底板31上。由此，在电动伸缩件34或者弹簧351的作用下，限位板32通过直线导轨33相对于底板31滑动。
52.如此设置，直线导轨33不仅起到限位板32相对于底板31滑动的作用，而且便于将限位板32悬挂于底板31上。
53.可选地，所述推板36包括第一板体361和第二板体362，所述第一板体361和所述第二板体362呈角度设置，所述第一板体361适于穿设所述过口322并滑动连接于所述导向杆352，所述第二板体362与所述限位板32连接。
54.如图6、7所示，第一板体361和第二板体362垂直设置，两者的连接方式为螺栓连接或者焊接。第一板体361穿设过口322并滑动连接于导向杆352，具体地，第一板体361设有贯穿的通孔363，第一板体361通过通孔363套接于导向杆352上，并能够在导向杆352上滑动；第二板体362与限位板32远离底板31的端面连接，具体地，第二板体362设有第一孔结构，限位板32远离底板31的端面设有第二孔结构，螺栓穿设于第一孔结构和第二孔结构以连接第二板体362和限位板32。
55.可选地，还包括速度检测装置和控制器，所述速度检测装置用于检测所述竖梁2的速度，所述控制器分别与所述速度检测装置和所述电动伸缩件34电连接。
56.需要理解的是，当竖梁2正常升降时，其在安装平台1上的滑动速度保持在一定速度范围；当竖梁2坠落时，其在重力作用下具有一个较大的坠落速度，将此坠落速度作为预设速度，当竖梁2的速度不小于预设速度时，则认定竖梁2正处于坠落状态。
57.本实施例中，速度检测装置为编码器计米轮或者速度传感器，根据实际需求进行选择。一种实施方式中，速度检测装置为编码器计米轮，编码器计米轮设置于竖梁2上，其跟
随竖梁2一起运动，用于实时检测竖梁2的速度；控制器分别与编码器计米轮和电动伸缩件34电连接，编码器计米轮将检测到的速度信号发送至控制器，控制器根据该速度信号控制电动伸缩件34得电或者失电，例如，当控制器识别出竖梁2的速度大于预设速度时，控制器促使电动伸缩件34断电，安全装置3的限位板32在弹簧351的作用下快速伸出，从而抵持竖梁2，若竖梁2仍能下坠，当竖梁2的插槽结构21正好位于阻挡板前方时，限位板32的插块321插入插槽结构21中，两者插接的结构能够阻止竖梁2继续坠落。
58.本发明另一实施例的焊接机器人，包括如上所述的升降防坠落组件。
59.本实施例中，焊接机器人包括门架、x轴直线导轨和机械手；门架包括横梁，x轴直线导轨的滑轨设置于门架上，升降防坠落组件的安装平台1与x轴直线导轨的滑块连接，升降防坠落组件的竖梁2与机械手连接，由此，在x轴直线导轨的作用下，能够实现升降防坠落组件沿着x轴方向在横梁上移动，竖梁2能够相对横梁在z轴方向上移动，最终实现机械手在x轴和z轴上的移动。
60.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
61.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。