防碰撞傳感器及焊接機器人的製作方法

2023-08-05 06:45:56 4

本實用新型涉及傳感器技術領域，尤其是涉及一種防碰撞傳感器及焊接機器人。

背景技術：

隨著我國機械製造工業和機器人技術的迅速發展，需要機器人進行的處理越來越多，動作也越來越複雜，利用機器人進行作業不僅大幅度地降低了人力成本，還可以代替人工進行危險作業，例如焊接連接是機械裝備金屬結構常用的一種連接方式，利用人工施焊具有較多的不確定因素，因此，應用於焊接作業的焊接機器人得到了廣泛的應用。

然而由於焊縫的不規則變化，容易導致焊槍與被焊接工件發生碰撞，自動焊接的焊接機器人，通常都採用伺服電機驅動，成本較高，如果碰撞力過大，很容易導致伺服電機的損壞。如果碰撞發生時，焊槍沒有及時做出反應停止工作的話，會使得焊槍發生變形並損壞，造成較大的損失，所以通常在機械臂和焊槍之間加裝防碰撞傳感器，當焊槍與被焊接工件發生碰撞時，防碰撞傳感器將停止焊槍繼續工作，從而達到保護焊接機器人的作用。

現有的防碰撞傳感器在使用過程中存在以下問題：防碰撞傳感器啟動一次後，需要人工復位工作部件，才能進行下一次的防碰撞傳感工作，工作過程繁瑣，自動性差。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種防碰撞傳感器及焊接機器人，以解決現有的防碰撞傳感器在使用過程中無法自動復位的技術問題。

本實用新型提供的防碰撞傳感器，與活動工作端連接，包括：外殼，所述外殼相對兩端分別滑動設置有傳動件和滑動件，所述傳動件設置在所述滑動件與活動工作端之間，用於將外力傳遞給滑動件，以使所述滑動件相對於所述外殼滑動；

所述防碰撞傳感器包括感應機構和控制機構，所述控制機構用於在所述感應機構感應所述滑動件相對於所述外殼的位移量達到預設值時停止所述活動工作端的運動；

所述滑動件與外殼內壁之間設置有彈性件，所述彈性件受到外力後形變，外力撤去後，形狀恢復，且所述彈性件伸縮方向與所述滑動件滑動方向相同，以使所述活動工作端的外力撤去後，所述彈性件帶動所述滑動件滑動至平衡位置。

進一步的，所述防碰撞傳感器還包括滾珠擋板、滾珠和與所述外殼固定連接的滾珠限位端蓋，所述傳動件包括傳動盤和傳動軸，所述傳動盤、滾珠擋板和滾珠限位端蓋上分別設置有對應的第一蓋孔、放置通孔和第二蓋孔，所述第一蓋孔和第二蓋孔的直徑小於所述滾珠的直徑，所述放置通孔的直徑大於等於所述滾珠的直徑，且所述放置通孔的長度小於所述滾珠的直徑；自所述外殼內向外方向，所述傳動盤、滾珠擋板和滾珠限位端蓋依次設置，以使所述傳動盤和滾珠限位端蓋將所述滾珠夾持在所述滾珠擋板內，且所述傳動軸一端與轉動盤連接，另一端穿過所述滾珠擋板和滾珠限位端蓋與所述活動工作端連接。

進一步的，所述第一蓋孔、放置通孔和第二蓋孔的數量為多個，且呈周向均勻排列。

進一步的，所述彈性件包括復位彈簧，所述外殼上設置有向內部延伸的滑動孔，所述滑動件包括相對設置的第一端和第二端，所述第一端滑動連接在所述滑動孔內；所述復位彈簧設置在所述外殼內壁與所述滑動件的第二端之間，且所述復位彈簧套設在所述滑動孔的外側壁上。

進一步的，所述滑動件的第二端設置有第一接觸端，所述外殼側壁上對應設置有第二接觸端，所述第一接觸端與第二接觸端分離後，所述控制機構停止所述活動工作端的運動。

進一步的，所述防碰撞傳感器包括緩衝單元，所述緩衝單元受到外力後形變，外力撤去後，形狀恢復；

所述緩衝單元固定在所述滑動件的第一端，或者，所述緩衝單元固定在所述滑動孔的孔底上，以使所述滑動件向所述滑動孔的孔底方向移動預設距離後所述緩衝單元被壓縮。

進一步的，所述緩衝單元為彈簧或橡膠塊。

進一步的，所述感應機構包括分別設置在所述滑動孔孔底和所述滑動件第二端的霍爾開關和磁鐵。

進一步的，所述感應機構為光感組件，所述外殼側壁與所述滑動件上對應設置有雷射發射器和接收器，所述滑動件相對於所述外殼的位移量達到預設值時，所述雷射發射器發射的雷射落在所述接收器外。

本實用新型提供的焊接機器人，包括上述的防碰撞傳感器。

本實用新型提供的防碰撞傳感器，與活動工作端連接，包括：外殼，所述外殼相對兩端分別滑動設置有傳動件和滑動件，所述傳動件設置在所述滑動件與活動工作端之間，當活動工作端受到外力碰撞時，傳動件將外力傳遞給滑動件，以使所述滑動件相對於所述外殼滑動。防碰撞傳感器包括感應機構和控制機構，當滑動件產生相對於外殼的位移超過一定的數值後，控制機構將停止活動工作端的運動，從而防止活動工作端因為碰撞而造成的損壞。滑動件與外殼內壁之間設置有彈性件，所述彈性件受到外力後形變，外力撤去後，形狀恢復，且所述彈性件伸縮方向與所述滑動件滑動方向相同，當所述活動工作端受到碰撞力撤去後，所述彈性件要恢復原來的形狀，將會帶動所述滑動件滑動至平衡位置，活動工作端又可以正常的工作了，從而可以達到活動工作端碰撞後，防碰撞傳感器停止活動工作端的運動，防止活動工作端損壞，而當碰撞力撤去後，防碰撞傳感器可以自動復位，為下一次防碰撞感應做好準備的技術效果。

本實用新型提供的焊接機器人，包括上述的防碰撞傳感器。當焊槍受到碰撞的外力時，防碰撞傳感器啟動，停止所述焊槍的運動，防止焊槍因為過渡碰撞而造成的損壞，同時，將焊槍受到的碰撞力撤去後，防碰撞傳感器可以自動復位，為下一次防碰撞感應做好準備。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例1提供的防碰撞傳感器的示意圖；

圖2為本實用新型實施例1提供的防碰撞傳感器的剖視圖；

圖3為本實用新型實施例1提供的防碰撞傳感器的爆炸圖；

圖4為本實用新型實施例2提供的防碰撞傳感器的剖視圖。

圖標：100-外殼；200-傳動件；210-傳動盤；220-傳動軸；300-滑動件；410-滾珠擋板；420-滾珠；430-滾珠限位端蓋；500-復位彈簧；610-第一接觸端；620-第二接觸端；700-緩衝單元。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

本實用新型提供了一種防碰撞傳感器，下面給出多個實施例對本實用新型提供的防碰撞傳感器的結構進行詳細描述。

實施例1

本實用新型提供的防碰撞傳感器，與活動工作端連接，包括：外殼100，所述外殼100相對兩端分別滑動設置有傳動件200和滑動件300，所述傳動件200設置在所述滑動件300與活動工作端之間，當活動工作端受到外力碰撞時，傳動件200將外力傳遞給滑動件300，以使所述滑動件300相對於所述外殼100滑動。防碰撞傳感器包括感應機構和控制機構，當滑動件300產生相對於外殼100的位移超過一定的數值後，控制機構將停止活動工作端的運動，從而防止活動工作端因為碰撞而造成的損壞。滑動件300與外殼100內壁之間設置有彈性件，所述彈性件受到外力後形變，外力撤去後，形狀恢復，且所述彈性件伸縮方向與所述滑動件300滑動方向相同，當所述活動工作端受到碰撞力撤去後，所述彈性件要恢復原來的形狀，將會帶動所述滑動件300滑動至平衡位置，活動工作端又可以正常的工作了，從而可以達到活動工作端碰撞後，防碰撞傳感器停止活動工作端的運動，防止活動工作端損壞，而當碰撞力撤去後，防碰撞傳感器可以自動復位，為下一次防碰撞感應做好準備的技術效果。

如圖1-3所示，防碰撞傳感器還包括滾珠限位端蓋430，滾珠擋板410和滾珠420，所述傳動件200包括傳動盤210和傳動軸220，在傳動盤210、滾珠擋板410和滾珠限位端蓋430上分別設置有對應的第一蓋孔、放置通孔和第二蓋孔，第一蓋孔和第二蓋孔的直徑小於所述滾珠420的直徑，所述放置通孔的直徑大於等於所述滾珠420的直徑，且所述放置通孔的長度小於所述滾珠420的直徑。這樣，自所述外殼100內向外方向，所述傳動盤210和滾珠限位端蓋430將所述滾珠420夾持在所述滾珠擋板410內，且所述傳動軸220一端與轉動盤連接，另一端穿過所述滾珠擋板410和滾珠限位端蓋430與所述活動工作端連接。通過上述的設置，可以將傳動件200受到的多方向的碰撞力均以沿軸方向的作用力傳遞給滑動件300。

具體地，當傳動件200受到沿軸方向的碰撞力時，傳動軸220帶動傳動盤210沿軸運動，從而推動滑動件300運動，滑動件300相對於外殼100產生的位移超過一定的數值後，控制機構將會停止所述活動工作端的運動，從而防止所述活動工作端損壞。

當傳動件200受到垂直於所述傳動軸220的碰撞力時，傳動盤210將以一側的邊緣為支點做槓桿運動，則與支點相對的一側將會產生沿軸方向的運動，從而同樣地帶動滑動件300滑動，滑動件300相對於外殼100產生的位移超過一定的數值後，控制機構將會停止所述活動工作端的運動，從而防止所述活動工作端損壞。

當傳動件200受到繞傳動軸220周向的旋轉的力時，傳動軸220將給傳動盤210一個扭矩，傳動盤210受到滾珠420的限位作用，只能沿著軸向方向運動，進而帶動滑動件300滑動，這樣就實現了扭轉位移與直線位移的轉換，滑動件300相對於外殼100產生的位移超過一定的數值後，控制機構將會停止所述活動工作端的運動，從而防止所述活動工作端損壞。

優選地，所述第一蓋孔、放置通孔和第二蓋孔的數量為多個，且呈周向均勻排列。這樣就可以使得滑動件300與傳動盤210的接觸面平行，同時，可以通過設置上述孔的數量，調整扭轉位移轉化為直線位移的難易程度，進而改變防碰撞傳感器的靈敏度。

具體的，所述彈性件包括復位彈簧500，所述外殼100上設置有向內部延伸的滑動孔，所述滑動件300包括相對設置的第一端和第二端，所述第一端滑動連接在所述滑動孔內。所述復位彈簧500設置在所述外殼100內壁與所述滑動件300第二端之間，且所述復位彈簧500套設在所述滑動孔外側壁上。當滑動件300受到傳動件200的傳動力後，將會發生沿軸向向上的運動，從而啟動感應機構和控制機構，防止活動工作端過渡運動造成損壞，當工作人員發現活動工作端停止工作後，檢查碰撞情況，去除了碰撞因素後，復位彈簧500因為要恢復原來的形狀而產生沿周向向下的運動，從而帶動滑動件300恢復平衡時候的狀態，這時感應機構恢復未觸發時的狀態，為下一次防碰撞做準備，從而達到了自動復位的效果。

所述滑動件300的第二端設置有第一接觸端610，所述外殼100側壁上對應設置有第二接觸端620，所述第一接觸端610與第二接觸端620分離後，所述控制機構停止所述活動工作端的運動。所述感應機構為觸點式開關，在未碰撞時，第一接觸端610是與第二接觸端620常觸的，而當滑動件300相對於外殼100產生一定的位移後，第一接觸端610滑出第二接觸端620，二者不在接觸，這時就啟動了控制機構，停止活動工作端的工作。

所述感應機構可以為光感組件，所述外殼100側壁與所述滑動件300上對應設置有雷射發射器和接收器，未發生碰撞時，雷射發射器發射的雷射落在接收器上，當發生碰撞時，所述滑動件300相對於所述外殼100的位移量達到預設值時，所述雷射發射器發射的雷射將會落在所述接收器的外面，這時控制機構將會啟動，停止所述活動工作端的運動，從而起到保護的作用。

實施例2

如圖4所示，與實施例1不同之處在於，所述防碰撞傳感器包括緩衝單元700，所述緩衝單元700受到外力後形變，外力撤去後，形狀恢復，所述緩衝單元700可以固定在所述滑動件300的第一端，未碰撞時，緩衝單元700並不與滑動孔的孔底接觸，當受到的碰撞力較大時，滑動件300向所述滑動孔的孔底方向移動預設距離後，緩衝單元700與滑動孔的孔底接觸從而被壓縮，將碰撞力轉換為彈力，從而在一定程度保護了防碰撞保護器和活動工作端。

同樣的，所述緩衝單元700可以固定在所述滑動孔的孔底上，未碰撞時，緩衝單元700並不與滑動件300的第一端接觸，當受到的碰撞力較大時，滑動件300向所述滑動孔的孔底方向移動預設距離後，緩衝單元700與滑動件300的第一端接觸從而被壓縮，將碰撞力轉換為彈力，從而在一定程度保護了防碰撞保護器和活動工作端。

優選地，所述緩衝單元700可以為彈簧或橡膠塊。彈簧和橡膠塊都均有一定的彈力，可以起到很好的緩衝作用。

所述感應機構可以為分別設置在所述滑動孔孔底和所述滑動件300第二端的霍爾開關和磁鐵。霍爾開光可以感受到附近磁場的強弱，將磁信號轉變為電信號，滑動件300向滑動孔的孔底移動的時候，磁鐵逐漸接近霍爾開光，霍爾開光附近的磁場變大，當達到一定數值時，控制機構停止活動工作端的運動，起到保護的作用。

綜上所述，本實用新型提供的防碰撞傳感器，與活動工作端連接，包括：外殼100，所述外殼100相對兩端分別滑動設置有傳動件200和滑動件300，所述傳動件200設置在所述滑動件300與活動工作端之間，當活動工作端受到外力碰撞時，傳動件200將外力傳遞給滑動件300，以使所述滑動件300相對於所述外殼100滑動。防碰撞傳感器包括感應機構和控制機構，當滑動件300產生相對於外殼100的位移超過一定的數值後，控制機構將停止活動工作端的運動，從而防止活動工作端因為碰撞而造成的損壞。滑動件300與外殼100內壁之間設置有彈性件，所述彈性件受到外力後形變，外力撤去後，形狀恢復，且所述彈性件伸縮方向與所述滑動件300滑動方向相同，當所述活動工作端受到碰撞力撤去後，所述彈性件要恢復原來的形狀，將會帶動所述滑動件300滑動至平衡位置，活動工作端又可以正常的工作了，從而可以達到活動工作端碰撞後，防碰撞傳感器停止活動工作端的運動，防止活動工作端損壞，而當碰撞力撤去後，防碰撞傳感器可以自動復位，為下一次防碰撞感應做好準備的技術效果。

本實用新型提供的焊接機器人，包括上述的防碰撞傳感器。當焊槍受到碰撞的外力時，防碰撞傳感器啟動，停止所述焊槍的運動，防止焊槍因為過渡碰撞而造成的損壞，同時，將焊槍受到的碰撞力撤去後，防碰撞傳感器可以自動復位，為下一次防碰撞感應做好準備。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。