【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于工業機器人，具體涉及一種無油壓縮空氣機器人。
技術介紹
1、無油壓縮空氣機器人作為一種環保型機器人，利用壓縮空氣作為動力源，無需傳統液壓或潤滑系統，因而不會產生油污，特別適用于對環境清潔度要求高的場合，目前，這種機器人在高溫的工業制造環境如煉鋼廠、鑄造廠、熱處理車間中，通過機械臂搬運高溫材料和執行焊接或高溫作業，因為它不會因高溫導致油氣分解或燃燒，確保了機器人的穩定運行，同時，在食品冷凍倉庫、醫藥冷藏庫等低溫環境中，無油壓縮空氣機器人也承擔著搬運、存儲和分揀等任務，因為它們不會因低溫導致潤滑油凝固或失效。
2、目前，這些機器人的運動原理主要是通過壓縮空氣至設定壓力，并經過干燥過濾后存儲于儲氣罐，再由氣動缸和電磁閥控制實現活塞桿的伸縮和氣動馬達的葉片旋轉，從而輸出扭矩，多組電磁閥的協同工作和控制器的編程則使得機器人能實現多軸聯動。
3、然而，現有的無油壓縮空氣機器人在極端溫度下使用時存在一定問題，如在高溫環境下，金屬的膨脹可能導致葉片與氣動馬達接觸部位卡死和潤滑失效；在低溫環境中，材料脆化現象和機械沖擊易引發裂紋，因此，提出一種新型的無油壓縮空氣機器人設計，旨在無需依賴材料熱膨脹匹配，且能適應極端溫度波動的挑戰。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種無油壓縮空氣機器人，解決了現有技術中的無油壓縮空氣機器人需依賴材料熱膨脹匹配，且不能適應極端溫度波動的問題。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現
3、所述磁力驅動機構包括支撐部、設置在支撐部上的旋轉驅動部、第一磁力轉動部、第二磁力轉動部和固定設置在支撐部上的導向連接部，所述第一磁力轉動部的一端和旋轉驅動部的驅動端連接，所述第一磁力轉動部的另一端通過非接觸式磁耦合套設在導向連接部的一端上，所述第二磁力轉動部通過間隙配合轉動設置于導向連接部的另一端上，所述旋轉驅動部驅動第一磁力轉動部轉動，所述第一磁力轉動部通過導向連接部驅動第二磁力轉動部轉動。
4、作為本專利技術進一步的方案，所述壓縮空氣動力單元包括活塞式壓縮機，所述活塞式壓縮機通過無油線性電機驅動，所述活塞式壓縮機的輸出端連接有空氣儲能罐，且壓縮機活塞表面涂覆有自潤滑陶瓷涂層。
5、作為本專利技術進一步的方案，所述空氣處理模塊包括依次連接的冷凝干燥器、納米級過濾裝置和恒壓控制閥，所述冷凝干燥器和納米級過濾裝置配合用于去除壓縮空氣中的水分和雜質，并維持輸出氣壓穩定。
6、作為本專利技術進一步的方案，所述機械執行機構包括氣動關節、高強度碳纖維連桿和末端執行器，所述高強度碳纖維連桿兩端通過萬向節分別連接相鄰氣動關節和末端執行器，所述氣動關節內嵌設有磁流變密封環。
7、作為本專利技術進一步的方案，所述智能控制系統包含壓力傳感器、位移傳感器和主控模塊，壓力傳感器設置于空氣處理模塊的出口端，位移傳感器設置于機械執行機構的氣動關節處，所述主控模塊通過can總線分別與壓力傳感器和位移傳感器電連接；所述磁力驅動機構通過非接觸式磁耦將壓縮空氣的動能轉化為旋轉扭矩，驅動機械執行機構完成三維空間運動，所述智能控制系統根據位移傳感器的反饋信號動態調節壓縮空氣動力單元的輸出壓力。
8、作為本專利技術進一步的方案，所述第一磁力轉動部包括第一轉盤和若干第一磁鐵塊，所述第一轉盤上設置有若干個第一凹槽，若干所述第一磁鐵塊設置在第一凹槽內，且相鄰兩個第一磁鐵塊的磁性相反。
9、作為本專利技術進一步的方案，所述第二磁力轉動部包括第二轉盤和若干第二磁鐵塊，所述第二轉盤上設置有若干個第二凹槽，若干所述第二磁鐵塊設置在第二凹槽內，且相鄰兩個第二磁鐵塊的磁性相反。
10、作為本專利技術進一步的方案，所述導向連接部包括連接桿、套設在連接桿上的第三塑料盤和設置在第三塑料盤上的螺母，所述連接桿固定設置在支撐部上。
11、作為本專利技術進一步的方案，所述第一轉盤和第二轉盤分別為第一塑料盤和第二塑料盤，所述第一塑料盤和第二塑料盤直徑相同。
12、作為本專利技術進一步的方案，所述第一磁鐵塊和第二磁鐵塊的個數均為偶數個，所述第一磁鐵塊的直徑小于第二磁鐵塊，且第一磁鐵塊個數為第二磁鐵塊個數的四倍。
13、本專利技術的有益效果為：
14、通過采用非接觸式磁力驅動機構替代傳統機械接觸傳動，通過壓縮空氣動力單元的輸出端與空氣處理模塊的輸入端連接，空氣處理模塊的輸出端與磁力驅動機構的壓縮空氣入口連通，機械執行機構與磁力驅動機構連接，采用第一磁力轉動部與導向連接部的非接觸式磁耦合設計，通過磁場傳遞扭矩，物理上隔絕了旋轉部件間的直接接觸，由于無機械接觸，不同材料部件的熱膨脹系數差異不再導致摩擦損耗或卡死現象，第二磁力轉動部采用間隙配合，配合磁場的自適應調節能力，可實時補償溫度波動導致的尺寸變化，解決了傳統無油壓縮空氣機器人在極端溫度下依賴材料熱膨脹匹配，易因溫度波動導致機械卡死或潤滑失效的問題。
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1.一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，包括壓縮空氣動力單元、用于輸出扭矩的磁力驅動機構、空氣處理模塊、機械執行機構和智能控制系統，所述壓縮空氣動力單元的輸出端與空氣處理模塊的輸入端連接，所述空氣處理模塊的輸出端與磁力驅動機構的壓縮空氣入口連通，所述機械執行機構與磁力驅動機構連接，所述壓縮空氣動力單元、用于輸出扭矩的磁力驅動機構、空氣處理模塊、機械執行機構分別與智能控制系統通信連接；
2.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述壓縮空氣動力單元包括活塞式壓縮機，所述活塞式壓縮機通過無油線性電機驅動，所述活塞式壓縮機的輸出端連接有空氣儲能罐，且壓縮機活塞表面涂覆有自潤滑陶瓷涂層。
3.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述空氣處理模塊包括依次連接的冷凝干燥器、納米級過濾裝置和恒壓控制閥，所述冷凝干燥器和納米級過濾裝置配合用于去除壓縮空氣中的水分和雜質，并維持輸出氣壓穩定。
4.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述機械執行機構包括氣動關節、高強度碳纖維連桿和末端執行器，所述高強度碳纖
5.根據權利要求4所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述智能控制系統包含壓力傳感器、位移傳感器和主控模塊，壓力傳感器設置于空氣處理模塊的出口端，位移傳感器設置于機械執行機構的氣動關節處，所述主控模塊通過CAN總線分別與壓力傳感器和位移傳感器電連接；所述磁力驅動機構通過非接觸式磁耦將壓縮空氣的動能轉化為旋轉扭矩，驅動機械執行機構完成三維空間運動，所述智能控制系統根據位移傳感器的反饋信號動態調節壓縮空氣動力單元的輸出壓力。
6.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述第一磁力轉動部包括第一轉盤和若干第一磁鐵塊，所述第一轉盤上設置有若干個第一凹槽，若干所述第一磁鐵塊設置在第一凹槽內，且相鄰兩個第一磁鐵塊的磁性相反。
7.根據權利要求6所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述第二磁力轉動部包括第二轉盤和若干第二磁鐵塊，所述第二轉盤上設置有若干個第二凹槽，若干所述第二磁鐵塊設置在第二凹槽內，且相鄰兩個第二磁鐵塊的磁性相反。
8.根據權利要求7所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述導向連接部包括連接桿、套設在連接桿上的第三塑料盤和設置在第三塑料盤上的螺母，所述連接桿固定設置在支撐部上。
9.根據權利要求7所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述第一轉盤和第二轉盤分別為第一塑料盤和第二塑料盤，所述第一塑料盤和第二塑料盤直徑相同。
10.根據權利要求9所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述第一磁鐵塊和第二磁鐵塊的個數均為偶數個，所述第一磁鐵塊的直徑小于第二磁鐵塊，且第一磁鐵塊個數為第二磁鐵塊個數的四倍。
...【技術特征摘要】
1.一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，包括壓縮空氣動力單元、用于輸出扭矩的磁力驅動機構、空氣處理模塊、機械執行機構和智能控制系統，所述壓縮空氣動力單元的輸出端與空氣處理模塊的輸入端連接，所述空氣處理模塊的輸出端與磁力驅動機構的壓縮空氣入口連通，所述機械執行機構與磁力驅動機構連接，所述壓縮空氣動力單元、用于輸出扭矩的磁力驅動機構、空氣處理模塊、機械執行機構分別與智能控制系統通信連接；
2.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述壓縮空氣動力單元包括活塞式壓縮機，所述活塞式壓縮機通過無油線性電機驅動，所述活塞式壓縮機的輸出端連接有空氣儲能罐，且壓縮機活塞表面涂覆有自潤滑陶瓷涂層。
3.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述空氣處理模塊包括依次連接的冷凝干燥器、納米級過濾裝置和恒壓控制閥，所述冷凝干燥器和納米級過濾裝置配合用于去除壓縮空氣中的水分和雜質，并維持輸出氣壓穩定。
4.根據權利要求1所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述機械執行機構包括氣動關節、高強度碳纖維連桿和末端執行器，所述高強度碳纖維連桿兩端通過萬向節分別連接相鄰氣動關節和末端執行器，所述氣動關節內嵌設有磁流變密封環。
5.根據權利要求4所述的一種無油壓縮空氣機器人，其特征在于，所述智能控制系統包含壓力傳感器、位移傳感器和主控模塊，壓力傳感器設置于空氣處理模塊的出口端，位移傳感器設...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫小琴，胡培生，
申請(專利權)人：廣東鑫鉆節能科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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