本发明属于机器人领域，具体是高效节能的多功能工业机器人。
背景技术：
1、高效节能的多功能工业机器人是现代制造业中的关键技术之一，它们通过集成先进的控制系统、传感器、执行机构和人工智能算法，能够在各种复杂环境中执行多种任务，如焊接、装配、搬运等。这些机器人的设计强调能源管理和节能技术的应用，以减少能源消耗和运行成本，同时提高生产效率和环境友好性。
2、尽管工业机器人在提高生产效率和节能方面取得了显著进展，但仍存在一些技术和应用上的挑战。例如，在机器人运动时，如何将机械能的挤压转化为能源再利用，进而减少能量的损耗一直是难以解决的问题。
3、综上所述，将机器人运动时的机械能挤压转化为能源再利用已经成为该领域技术人员急需解决的问题。因此，有必要提出高效节能的多功能工业机器人。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种高效节能的多功能工业机器人，通过机器人运动时机械部件的运动挤压气囊产生正压效应，正压效应再辅助于机械转动，再通过夹手上的弹性层膨胀挤压来使机械运动过程更省力和被抓取物体抓取更稳固。
2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：高效节能的多功能工业机器人，包括第一直线电机和第二直线电机，第一直线电机和第二直线电机内部均开有电机滑槽，第一直线电机和第二直线电机内输出端顶部均固定连接有电机滑块，电机滑块与电机滑槽滑动配合，电机滑槽两端均固定连接有气囊，电机滑块两侧均安装有中空的挤压杆，中空的挤压杆内均嵌入有气管，挤压杆靠近气囊的一侧壁上均连通有第一电磁阀，第一电磁阀均与气管连通，电机滑块内均嵌入有调节阀，气管远离第一电磁阀的一端均延伸至电机滑块内且均与调节阀连通，第一直线电机内的调节阀和第二直线电机内的调节阀通过气管连通。
3、第二直线电机输出端底部固定连接有螺纹筒，气管远离第二直线电机的一端延伸至螺纹筒侧壁内，螺纹筒内顶壁和侧壁上均连通有第二电磁阀，气管位于螺纹筒内的部分均与第二电磁阀连通，螺纹筒远离第三电磁阀的外壁上固定连接有电机，电机的输出端固定连接有齿轮，螺纹筒内设有螺纹板，螺纹板与螺纹筒内侧壁螺纹配合，螺纹板底部固定连接有螺纹杆，螺纹杆贯穿螺纹筒底部与齿轮构成蜗轮蜗杆结构，螺纹杆底部固定连接有机械臂。
4、采用上述方案后实现了以下原理以及有益效果：
5、基本原理：在电机滑槽的两端固定连接有气囊，而滑块两侧则安装有中空的挤压杆。当滑块在电机驱动下移动时，会挤压气囊，同时挤压杆内的气管通过第一电磁阀与气囊连通，使得气囊内的气体被压缩并送入气管中。滑块内嵌入的调节阀通过气管相互连通，形成了一个气压传递网络。第二电机的输出端固定连接的螺纹筒内嵌入了气管，并通过第二电磁阀与气囊系统相连。电机驱动齿轮转动，进而带动螺纹杆和螺纹板在螺纹筒内上下移动。这一系统不仅实现了机械臂的垂直和旋转运动，还通过螺纹筒内的气管系统，将气囊产生的正压传递给到螺纹筒内，辅助螺纹筒运动。
6、有益效果：
7、1、本发明通过机器人运动过程中机械部件对气囊的挤压自动产生正压效应，实现了能量的自我循环和再利用，减少了外部能源的消耗，提高了机器人的整体能效。当气囊被挤压时，其产生的正压通过气管和调节阀传递到整个系统中，实现了能量的有效利用和传递
8、2、本发明设计的工业机器人不仅具备基本的直线运动和旋转运动能力，还通过气压系统的引入，实现了对运动机械过程中提供辅助力，使机器人在执行不同任务时更加灵活和高效。运用了较少的复杂机械传动部件和高效的能量转换方式，本发明的工业机器人在长期使用过程中维护成本相对较低。同时由于减少了能量损失和摩擦磨损，也延长了机器人及其关键部件的使用寿命。
9、3、本发明中的滑块与电机滑槽的滑动配合以及螺纹板与螺纹筒的螺纹配合，都采用了精密的机械结构，确保了机器人运动过程中的高精度和稳定性。这对于需要高精度作业的工业场景尤为重要。
10、进一步，第二直线电机固定连接于第一直线电机输出端底部且方向垂直于第一直线电机的输出端，第一直线电机、第二直线电机、第一电磁阀、调节阀、第二电磁阀、电机和机械臂均与控制器电连接。
11、有益效果：第一直线电机和第二直线电机分别提供水平和垂直方向上的直线运动，使得机器人能够在三维空间内实现更加灵活和精确的运动。这种设计拓宽了机器人的工作范围，使其能够应对更复杂的作业环境和任务需求。所有关键部件与控制器电连接，实现了对整个机器人系统的集中控制和智能化管理。控制器可以根据预设的程序或实时数据，灵活调整各部件的工作状态，实现自动化作业和智能化决策。
12、进一步，螺纹筒内远离第二电磁阀的侧壁顶部和底部均分别固定连接有气压传感器和连通有第三电磁阀，第三电磁阀均与外界连通，气压传感器和第三电磁阀与控制器电连接。
13、有益效果：气压传感器能够实时监测螺纹筒内不同位置的气压变化，为控制器提供准确的数据支持。通过控制器对气压数据的分析，可以实现对螺纹筒内部气压系统的精准控制，确保各部件在最佳气压状态下工作。
14、进一步，机械臂底部转动连接有夹手，气管远离螺纹筒的一端均贯穿机械臂嵌入到夹手内，夹手上设有喷头，气管均与喷头连通。
15、有益效果：夹手上开设的喷头可以通过气管接收并喷射气体。这种设计使得夹手不仅能够通过物理夹持来抓取物体，还能通过喷射气体来实现清洁和冷却操作。这大大增强了机器人在不同工作场景下的适应性。
16、进一步，夹手底部两端上均固定连接有中空的弹性层，弹性层与气管远离螺纹筒的一端连通。
17、有益效果：弹性层的设计使得夹手在抓取物体时能够更紧密地贴合物体表面，增加了接触面积和摩擦力。当气管向弹性层内充气时，弹性层会膨胀并增加对物体的包覆力，从而进一步提高抓取的稳固性。这种设计特别适用于抓取形状不规则、表面光滑的物体，以及需要较高稳定性的应用场景。
18、弹性层具有一定的弹性和缓冲能力，能够在抓取过程中减少对物体表面的冲击和损伤。这对于易碎、敏感或需要特殊保护的物体尤为重要。通过调整气管内的气压，可以精确控制弹性层的膨胀程度和包覆力，从而在确保抓取稳固的同时，实现对物体的有效保护。
19、进一步，夹手底部两端内均开有限位槽，限位槽内均滑动配合有滑块，滑块底部固定连接有夹手头。
20、有益效果：滑块和夹手头的组合设计使得夹手能够适应不同形状和尺寸的物体。通过调整滑块在限位槽内的位置，可以改变夹手头的间距和角度，从而实现对不同物体的有效抓取。这种灵活性提高了机器人在处理多样化工作任务时的适应性和效率。
21、进一步，滑块顶部均固定连接有弹簧，弹簧远离滑块一端均与限位槽的内顶壁固定连接。
22、有益效果：弹簧的加入为滑块提供了缓冲和减震作用。在夹手抓取或释放物体的过程中，由于物体重量、形状或表面特性的不同，可能会对夹手产生冲击或振动。弹簧能够吸收这些冲击和振动，保护夹手和其他相关部件免受损坏，同时提高操作的平稳性和可靠性。当夹手完成抓取或释放任务后，弹簧的弹力能够使滑块自动复位到初始位置。这种自动复位功能简化了机器人的操作流程，提高了工作效率。同时，它也确保了夹手在连续工作过程中能够保持稳定的性能和精度。
23、进一步，限位槽内侧壁上固定连接有位移传感器，位移传感器与控制器电连接。
24、有益效果：位移传感器能够实时监测滑块在限位槽内的位置变化，为控制器提供精确的位置数据。通过控制器对位置数据的分析，可以判断被抓取物体是否在运输过程产生了位移进而判断是否抓取稳固。
25、进一步，螺纹板靠近螺纹筒的侧壁上和螺纹筒底壁上均固定连接有密封层。
26、有益效果：密封层的主要作用是防止气体在螺纹板和螺纹筒之间的间隙中泄漏。这对于需要保持一定压力或真空度的系统尤为重要。良好的密封性能有助于保持系统内部环境的稳定，避免因泄漏导致的压力波动、温度变化或杂质进入，从而提高整个系统的稳定性和可靠性。密封层同时也可以减少螺纹板和螺纹筒之间的直接接触，降低因摩擦产生的磨损，延长这些组件的使用寿命。
27、进一步，夹手头内侧壁上均固定连接有摩擦层。
28、有益效果：摩擦层的存在显著增加了夹手头与被抓取物体之间的摩擦力。这种增加的摩擦力有助于防止物体在夹持过程中发生滑动或脱落，摩擦层的引入使得夹手能够更稳定地抓取各种形状和尺寸的物体。无论是圆形、方形还是不规则形状的物体，摩擦层都能提供足够的摩擦力，确保夹持的稳固性。
1.高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：包括第一直线电机和第二直线电机，第一直线电机和第二直线电机内部均开有电机滑槽，第一直线电机和第二直线电机内输出端顶部均固定连接有电机滑块，电机滑块与电机滑槽滑动配合，电机滑槽两端均固定连接有气囊，电机滑块两侧均安装有中空的挤压杆，中空的挤压杆内均嵌入有气管，挤压杆靠近气囊的一侧壁上均连通有第一电磁阀，第一电磁阀均与气管连通，电机滑块内均嵌入有调节阀，气管远离第一电磁阀的一端均延伸至电机滑块内且均与调节阀连通，第一直线电机内的调节阀和第二直线电机内的调节阀通过气管连通；
2.根据权利要求1所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：第二直线电机固定连接于第一直线电机输出端底部且方向垂直于第一直线电机的输出端，第一直线电机、第二直线电机、第一电磁阀、调节阀、第二电磁阀、电机和机械臂均与控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：螺纹筒内远离第二电磁阀的侧壁顶部和底部均分别固定连接有气压传感器和连通有第三电磁阀，第三电磁阀均与外界连通，气压传感器和第三电磁阀与控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：机械臂底部转动连接有夹手，气管远离螺纹筒的一端均贯穿机械臂嵌入到夹手内，夹手上设有喷头，气管均与喷头连通。
5.根据权利要求4所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：夹手底部两端上均固定连接有中空的弹性层，弹性层与气管远离螺纹筒的一端连通。
6.根据权利要求5所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：夹手底部两端内均开有限位槽，限位槽内均滑动配合有滑块，滑块底部固定连接有夹手头。
7.根据权利要求6所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：滑块顶部均固定连接有弹簧，弹簧远离滑块一端均与限位槽的内顶壁固定连接。
8.根据权利要求7所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：限位槽内侧壁上固定连接有位移传感器，位移传感器与控制器电连接。
9.根据权利要求8所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：螺纹板靠近螺纹筒的侧壁上和螺纹筒底壁上均固定连接有密封层。
10.根据权利要求9所述的高效节能的多功能工业机器人，其特征在于：夹手头内侧壁上均固定连接有摩擦层。
