CN111660303B - 内部压力调整系统、机器人系统及内部压力调整方法 - Google Patents

Abstract

内部压力调整系统、机器人系统及内部压力调整方法。一种内部压力调整系统(3)包括向机器人(2)的容纳空间(51)供应非可燃气体的供气管线(100)、从容纳空间(51)排出气体的排气管线(300)以及气压驱动型开关阀(410)，该开关阀(410)根据供气压力在打开排气管线(300)和关闭排气管线(300)之间切换，使得排气管线(300)响应于供气压力的增加而打开，并且排气管线(300)响应于供气压力的减小而关闭。

Description

内部压力调整系统、机器人系统及内部压力调整方法

技术领域

本公开涉及内部压力调整系统、机器人系统和内部压力调整方法。

背景技术

日本专利No.4494541公开了一种内部压力防爆系统，该内部压力防爆系统包括其内具有气密室的内部压力防爆操纵器、将空气供应到气密室的供气管线、以及密封或释放供应给气密室的空气的排气管线。该内部压力防爆系统包括：第一定时器，其测量在排气管线密封空气的同时从供气管线开始供应空气时的扫气准备时间；以及第二定时器，其测量在扫气准备时间过去之后从排气管线开始释放空气时的扫气时间。当第二定时器计数预定时间段时，确定已经完成了扫气。

发明内容

技术问题

本公开提供了有效地简化了结构的内部压力调整系统、机器人系统及内部压力调整方法。

根据本公开的一个方面的内部压力调整系统包括：供气管线，其被配置为向机器人的内部空间供应非可燃气体；排气管线，其被配置为从内部空间排出气体；以及气动式排气阀，其被配置为根据供气压力在打开排气管线和关闭排气管线之间切换，使得排气管线响应于供气压力的增加而打开，并且排气管线响应于供气压力的减小而关闭。

根据本公开的另一方面的机器人系统包括上述内部压力调整系统和机器人。

根据本公开的又一方面的内部压力调整方法包括：改变从供气管线到机器人的内部空间的供气压力，供气管线被配置为供应非可燃气体；以及基于排气管线中的气体流量检测内部空间中的压力异常，该排气管线被配置为响应于供气压力的增加而从内部空间排出气体，并响应于供气压力的降低而停止从内部空间排出气体。

根据本公开，可以提供有效地简化了结构的内部压力调整系统、机器人系统和内部压力调整方法。

附图说明

图1是例示了机器人系统的示意性配置的示意图；

图2是例示了内部压力控制器的硬件配置的示例的框图；

图3是例示了扫气过程的示例的流程图；

图4是例示了内部压力异常检测过程的示例的流程图；

图5是例示了机器人系统的变型例的示意图；以及

图6是例示了机器人系统的另一变型例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述实施方式。在描述中，相同的元件或具有相同功能的元件由相同的附图标记表示，并且省略冗余描述。

[机器人系统]

图1所示的机器人系统1是用于使机器人在含有可燃气体的气氛中工作的系统。工作的具体示例包括但不限于使用产生可燃气体的涂料进行的涂装工作。机器人要执行的工作可以是任何工作，只要该工作是在含有可燃气体的气氛中执行的即可。

机器人系统1包括内部压力防爆型的机器人2和内部压力调整系统3。机器人2具有电动机或其它组件的容纳空间51(内部空间)，电动机或其它组件能够用作点燃源，并且被配置为能够将容纳空间51内的内部压力保持为比容纳空间51外部的压力高。内部压力调整系统3是通过将非可燃气体供应到容纳空间51中来将容纳空间51内的压力保持在比容纳空间51外部的压力高的压力下。在下文中，将更详细地举例说明机器人2和内部压力调整系统3的配置。

(机器人)

例如，机器人2是六轴垂直关节型机器人，并且包括基部11、远端部12、关节臂13、涂装工具14和外壳50。在机器人2的工作区域中，基部11安装在例如地面上。

关节臂13连接基部11和远端部12。关节臂13包括多个关节，并且被配置为通过改变多个关节的角度来改变远端部12相对于基部11的位置和姿势。例如，关节臂13包括转动单元21、下臂22、上臂23、腕单元24以及电动机41、42、43、44、45和46。

转动单元21设置在基部11的上部，以便能够绕垂直的轴Ax1转动。换句话说，关节臂13包括允许转动单元21绕轴Ax1转动的关节31。

下臂22连接至转动单元21，以便绕与轴Ax1相交(例如，正交)的轴Ax2可摆动。换句话说，关节臂13包括允许下臂22绕轴Ax2摆动的关节32。注意，如本文所用的术语“交叉”是指包括轴Ax1和轴Ax2像所谓的三维交叉那样彼此处于绞合关系的交叉在内的交叉。这同样应用以下内容。

上臂23连接至下臂22的端部，以绕与轴Ax1交叉的轴Ax3可摆动。换句话说，关节臂13包括允许上臂23绕轴Ax3摆动的关节33。轴Ax3可以平行于轴Ax2。

上臂23的远端部26能够沿着上臂23的中心绕轴Ax4转动。换句话说，关节臂13包括允许上臂23的远端部26绕轴Ax4转动的关节34。换句话说，上臂23的远端部26可以相对于基部25转动。

腕单元24连接至上臂23的远端部26，以绕与轴Ax4交叉(例如，正交)的轴Ax5可摆动。换句话说，关节臂13包括允许腕单元24绕轴Ax5摆动的关节35。

远端部12连接至腕单元24的远端部，从而能够沿腕单元24的中心绕轴Ax6转动。换句话说，关节臂13包括允许远端部12绕轴Ax6转动的关节36。

电动机41、42、43、44、45和46被配置为根据电力供应来驱动关节臂13的多个可移动部分。例如，电动机41被配置为使转动单元21绕轴Ax1转动，电动机42被配置为使下臂22绕轴Ax2摆动，电动机43被配置为使上臂23绕轴Ax3摆动，电动机44被配置为使上臂23的远端部26绕轴Ax4旋转，电动机45被配置为使腕单元24绕轴Ax5摆动，并且电动机46被配置为使远端部12绕轴Ax6转动。换句话说，电动机41、42、43、44、45和46被配置为分别驱动关节31、32、33、34、35和36。

涂装工具14附接到远端部12，并且被配置为将涂料排放到工件上。供液管线等(未示出)连接至涂装工具14，并且涂料通过供液管线被压馈至涂装工具14。

外壳50覆盖能够作为点燃源的电动机41、42、43、44、45和46等，并且将电动机41、42、43、44、45和46的容纳空间51与容纳空间51的外部空间隔离。

注意，上述机器人2的配置仅是示例。机器人2可以以任何方式来配置，只要远端部12相对于基部11的位置和姿势可以调整即可。例如，机器人2可以是向六轴垂直关节型机器人添加了冗余轴的七轴机器人。此外，机器人2可以是所谓的标量型机器人。

(内部压力调整系统)

内部压力调整系统3被配置为通过向机器人2的容纳空间51(内部空间)供应非可燃气体来将容纳空间51中的压力保持在比容纳空间51外部的压力高的压力下。内部压力调整系统3被配置为在机器人2操作期间执行将容纳空间51内的压力保持在比容纳空间51外部的压力高的压力下的正常操作，并且在机器人2操作之前(例如，在系统启动之后)执行利用非可燃气体替换容纳空间51内的气体的扫气操作。例如，内部压力调整系统3包括供气管线100、供气压力改变单元200、排气管线300、开/关单元400和内部压力控制器500。

供气管线100被配置为向机器人2的容纳空间51供应非可燃气体。例如，供气管线100包括第一供气管线110、第二供气管线120和连接管线130。

第一供气管线110被配置为以针对正常操作(用于操作机器人2)预设的正常压力供应非可燃气体。例如，第一供气管线110包括第一供气管线111和第一减压阀112。第一供气管线111连接至非可燃气体的供气源140(非可燃气体源)并将非可燃气体从供气源140侧引导到机器人2侧。第一减压阀112设置在第一供气管线111中，并通过调整非可燃气体的流路的开度(opening degree)将机器人2侧的压力维持在正常压力附近。第一减压阀112是非电驱动调整器，并且包括阀构件114和诸如压力调整弹簧之类的推斥构件113。阀构件114被配置为根据机器人2侧的压力来改变非可燃气体的流路的开度。推斥构件113给予阀构件114预先调整的推斥力，使得机器人2侧的压力保持在正常压力附近。

第二供气管线120被配置为以针对扫气操作预设的扫气压力来供应非可燃气体。扫气压力被设置为高于正常压力。例如，第二供气管线120包括第二供气管线121和第二减压阀122。第二供气管线121连接至供气源140，并且将非可燃气体从供气源140侧引导至机器人2侧。第二减压阀122设置在第二供气管线121中，并且被配置为通过调整非可燃气体的流路的开度将机器人2侧的压力保持在扫气压力附近。第二减压阀122是非电驱动调整器并且包括阀构件124和诸如压力调整弹簧之类的推斥构件123。阀构件124被配置为根据机器人2侧的压力来改变非可燃气体的流路的开度。推斥构件123被配置为给予阀构件124预先调整的推斥力，使得机器人2侧的压力保持在扫气压力附近。

连接管线130插置于第一供气管线110和第二供气管线120与机器人2之间，并被配置为将非可燃气体输送到容纳空间51。

供气压力改变单元200被配置为通过供气管线100改变非可燃气体的供气压力。例如，供气压力改变单元200被配置为在正常压力和扫气压力之间改变供气压力。作为示例，供气压力改变单元200包括切换阀210、增压管线220和驱动阀230。

切换阀210被配置为在第一供气状态和第二供气状态之间切换。在第一供气状态下，非可燃气体通过第一供气管线110供应到容纳空间51。在第二供气状态下，非可燃气体通过第二供气管线120供应到容纳空间51。例如，切换阀210是非电驱动的并且是由气压驱动的气压驱动类型。在第一供气状态下，切换阀210被配置为将第二供气管线121与连接管线130断开，并且将第一供气管线111连接至连接管线130。在第二供气状态下，切换阀210被配置为将第一供气管线111与连接管线130断开，并且将第二供气管线121连接至连接管线130。

作为示例，切换阀210包括端口211、212和213、阀构件214、增压端口215和推斥构件216。端口211连接至第一供气管线111，端口212连接至第二供气管线121，并且端口213连接至连接管线130。阀构件214被配置为在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置处，端口212和端口213彼此断开，并且端口211和端口213彼此连接。在第二位置处，端口211和端口213彼此断开，并且端口212和端口213彼此连接。增压端口215被配置为根据用于驱动的气压向阀构件214提供从第一位置到第二位置的驱动力。推斥构件216被配置为通过弹簧或压缩气体向阀构件214提供从第二位置到第一位置的推斥力。

增压管线220被配置为将驱动气体压力传递到增压端口215。驱动阀230被配置为改变驱动气体压力，从而在阀构件214处于第二位置的状态(以下称为“驱动状态”)与阀构件214处于第一位置的状态(以下称为“非驱动状态”)之间切换。例如，驱动阀230是防爆型的电磁阀，并且被配置为在驱动状态下连接供气源140和增压管线220，并且在非驱动状态下将增压管线220向外部打开。作为示例，驱动阀230包括端口231、232和236、阀构件233、螺线管234和限流电路235。

端口231连接至供气源140，端口232连接至增压管线220，并且端口236是开放的。阀构件233被配置为在驱动位置和非驱动位置之间移动，在驱动位置处端口232与端口236断开并连接至端口231，在非驱动位置处端口232与端口231断开并连接至端口236。螺线管234被配置为根据驱动电流来移动阀构件233。限流电路235被配置为将驱动电流限制到用于防爆的上限值。注意，供气压力改变单元200的配置仅是示例，并且可以适当地改变，只要供气压力可以在正常压力和扫气压力之间改变即可。例如，供气压力改变单元200不一定必须划分为切换阀210和驱动阀230，而是可以由单个电磁阀形成。

此外，供气压力改变单元200可以被配置为通过由阀调整单个系统的供气管线的开度来改变供气压力。在这种情况下，供气管线100不必包括第一供气管线110和第二供气管线120，而是供气管线100仅需要包括在供气源140和供气压力改变单元200之间的至少单个系统的供气管线。

排气管线300被配置为从容纳空间51排出气体。例如，排气管线300包括排气管线310、压力开关320和330以及流量开关340。排气管线310被配置为将气体从容纳空间51的内部引导到容纳空间51的外部。

压力开关320和330被配置为根据排气管线310中的压力通过非电驱动机构来接通和断开。例如，压力开关320被配置为接通和断开，以使得在排气管线310中的压力超过第一阈值的情况下压力开关320转换为接通状态，并且在排气管线310中的压力低于第一阈值的情况下压力开关320转换为断开状态。第一阈值是例如针对正常操作预设的下限值。压力开关330被配置为接通和断开，以使得在排气管线310中的压力超过第二阈值的情况下压力开关330转变为接通状态，并且在排气管线310中的压力低于第二阈值的情况下压力开关330转换为断开状态。第二阈值例如是针对扫气操作预设的下限值并且大于第一阈值。

流量开关340被配置为根据排气管线310中的气体流量由非电驱动机构来接通和断开。例如，流量开关340被配置为接通和断开，以使得在排气管线310中的气体流量超过第三阈值的情况下流量开关340转换为接通状态，并且在排气管线310中的气体流量低于第三阈值的情况下流量开关340转换为断开状态。第三阈值被预设为例如等于或小于在扫气操作期间的气体流量。

开/关单元400被配置为根据供气管线100的供气压力在排气管线300的打开和关闭之间切换，使得排气管线300响应于供气管线100的供气压力的增加而打开，以及排气管线300响应于供气管线100的供气压力的降低而关闭。例如，开/关单元400被配置为在排气管线300的打开和关闭之间切换，使得在供气压力等于或高于扫气压力的情况下排气管线300打开，并且在供气压力等于或低于正常压力的情况下排气管线300关闭。作为示例，开/关单元400包括开关阀410(排气阀)和增压管线420。

开关阀410是非电驱动的并且是由气压驱动的气压驱动类型，并且被配置为根据供气管线100的供气压力在排气管线300的打开和关闭之间切换。例如，开/关阀410设置在排气管线310的端部，并且被配置为在打开和关闭之间切换，以使得在供气压力等于或高于扫气压力的情况下排气管线310的端部打开，并且在供气压力等于或低于正常压力的情况下排气管线310的端部关闭。作为示例，开关阀410包括端口411和412、阀构件413、增压端口414和推斥构件415。

端口411连接至排气管线310的端部，并且端口412是开放的。阀构件413被配置为在端口411和端口412彼此断开的关闭位置与端口411和端口412彼此连接的打开位置之间移动。增压端口414被配置为根据供气管线100的供气压力给予阀构件413从关闭位置到打开位置的驱动力。

推斥构件415被配置为通过弹簧或压缩气体给予阀构件413从打开位置到关闭位置的推斥力。推斥构件415的推斥力被设置为这样的值，该值大于由增压端口414根据正常压力给予阀构件413的驱动力并且低于由增压端口414根据扫气压力给予阀构件413的驱动力。因此，在供气管线100的供气压力为正常压力的情况下，阀构件413被布置在关闭位置，并且在供气管线100的供气压力是扫气压力的情况下，阀构件413被布置在打开位置。因此，在正常操作中排气管线300是关闭的，而在扫气操作中排气管线300是打开的。此外，在正常操作期间容纳空间51中的压力异常增加的情况下，排气管线300根据容纳空间51中的压力达到扫气压力而打开。结果，抑制了容纳空间51内的压力变得过大。

增压管线420从连接管线130分支并连接至开关阀410，并且被配置为将来自供气管线100的供气压力传递至增压端口414。

内部压力控制器500被配置为控制供气压力改变单元200，以改变从供气管线100到容纳空间51的供气压力，并基于排气管线300中的气体流量检测容纳空间51中的压力异常。例如，内部压力控制器500包括作为功能配置(以下称为“功能模块”)的供气压力改变单元511、异常检测单元512、异常通知单元513以及开关状态监测单元514。

供气压力改变单元511被配置为改变从供气管线100到容纳空间51的供气压力，使得内部压力调整系统3依次执行扫气操作和正常操作。开关状态监测单元514被配置为监测压力开关320和330以及流量开关340的状态。

异常检测单元512被配置为基于排气管线310的气体流量来检测容纳空间51中的压力异常。例如，异常检测单元512被配置为根据开关状态监测单元514检测到流量开关340在正常操作期间已转换到接通状态，来检测容纳空间51中的压力异常。此外，异常检测单元512可以根据开关状态监测单元514检测到流量开关340在扫气操作期间已经转换到断开状态，来检测容纳空间51中的压力异常。

异常检测单元512可以附加地基于排气管线310的内部压力来检测容纳空间51中的压力异常。例如，异常检测单元512被配置为根据开关状态监测单元514检测到压力开关320在正常操作期间已经转换为断开状态，来检测容纳空间51中的压力异常。此外，异常检测单元512可以根据开关状态监测单元514检测到压力开关330在扫气操作期间已经转换到断开状态，来检测容纳空间51中的压力异常。

异常通知单元513被配置为通知管理员异常检测单元512已经检测到异常。例如，异常通知单元513被配置为通过诸如警告灯或监测器之类的显示装置来通知异常。异常通知单元513可以通过诸如蜂鸣器之类的声学装置来通知异常。

图2是例示了内部压力控制器500的硬件配置的示例的框图。如图2所示，内部压力控制器500包括电路520。电路520包括一个或更多个处理器521、存储器522、储存器523、定时器524、输入/输出端口525和显示装置526。储存器523包括诸如非易失性半导体存储器之类的计算机可读存储介质。储存器523被配置为存储程序，该程序用于使内部压力控制器500控制供气压力改变单元200，以改变从供气管线100到容纳空间51的供气压力，并基于排气管线300中的气体流量检测容纳空间51中的压力异常。例如，储存器523被配置为存储用于配置上述内部压力控制器500的功能模块的程序。

存储器522被配置为临时存储从储存器523的存储介质加载的程序和处理器521的计算结果。处理器521通过协同存储器522执行程序来配置内部压力控制器500的每个功能模块。定时器524根据来自处理器521的指令通过对具有预定周期的时钟脉冲进行计数来测量所经过的时间。输入/输出端口525被配置为根据来自处理器521的指令向驱动阀230、压力开关320和330以及流量开关340输入电信号，以及输出来自驱动阀230、压力开关320和330以及流量开关340的电信号。显示装置526包括例如液晶监测器和警告灯，并且用于向用户显示信息。

内部压力控制器500不必限于其中每个功能由程序配置的控制器。例如，在内部压力控制器500中，其功能的至少一部分可以由专用逻辑电路或其中集成有专用逻辑电路的专用集成电路(ASIC)来配置。

[内部压力调整方法]

接下来，作为内部压力调整方法的示例，将描述由内部压力控制器500执行的内部压力调整过程。该过程包括改变从供气管线100到容纳空间51的供气压力，并基于排气管线300中的气体流量检测容纳空间51中的压力异常。

图3是例示了作为包括改变供气压力的过程的示例的扫气过程的示例的流程图。如图3所示，内部压力控制器500首先执行步骤S01。在步骤S01中，供气压力改变单元511控制供气压力改变单元200，以便将由供气管线100供给到容纳空间51的供气压力从正常压力切换为扫气压力。例如，供气压力改变单元511改变提供给螺线管234的供应电流，以将驱动阀230从非驱动状态切换到驱动状态。响应于此，切换阀210将第一供气状态切换为第二供气状态。结果，开始以扫气压力向容纳空间51供应气体。当供气压力切换为扫气压力时，排气管线300通过开关阀410打开，并且因此也开始从容纳空间51的内部向容纳空间51的外部排气。

接下来，内部压力控制器500执行步骤S02。在步骤S02中，供气压力改变单元511确认开关状态监测单元514是否检测到压力开关330和流量开关340二者已经转换到接通状态。

在步骤S02中，响应于确定出开关状态监测单元514还没有检测到压力开关330和流量开关340二者已经转换到接通状态，内部压力控制器500执行步骤S03。在步骤S03中，开关状态监测单元514确认自执行步骤S01以来是否已经经过了预定时段。在步骤S03中，响应于确定出自执行步骤S01以来尚未经过预定时段，内部压力控制器500使处理返回到步骤S02。此后，内部压力控制器500重复执行步骤S02和S03，直到压力开关330和流量开关340二者转换到接通状态，或者直到自执行步骤S01以来经过了预定时段。

当在步骤S02中确定出开关状态监测单元514已经检测到压力开关330和流量开关340二者已经转换到接通状态时，内部压力控制器500执行步骤S04。在步骤S04中，开关状态监测单元514确认开关状态监测单元514是否已经检测到压力开关330和流量开关340二者保持在接通状态。

在步骤S04中，响应于确定出开关状态监测单元514已经检测到压力开关330和流量开关340二者保持在接通状态，内部压力控制器执行步骤S05。在步骤S05中，开关状态监测单元514确认自在步骤S02中检测到压力开关330和流量开关340切换到接通状态以来是否已经经过了预定时段。

在步骤S05中，响应于确定出尚未经过预定时段，内部压力控制器500将处理返回到步骤S04。此后，继续进行压力开关330和流量开关340的确认，直到在步骤S05中确定出已经经过了预定时段。

在步骤S05中，响应于确定出已经经过了预定时段，内部压力控制器500执行步骤S06。在步骤S06中，供气压力改变单元511控制供气压力改变单元200，以将从供气管线100供给到容纳空间51的供气压力从扫气压力切换到正常压力。例如，供气压力改变单元511改变提供给螺线管234的供应电流，以将驱动阀230从驱动状态切换到非驱动状态。响应于此，切换阀210将第二供气状态切换为第一供气状态。结果，气体供给以正常压力提供至容纳空间51。当供气压力切换到正常压力时，排气管线300通过开关阀410关闭，这禁止了气体从容纳空间51的内部排放到容纳空间51的外部。这完成了扫气过程。此后，内部压力调整系统3执行正常操作。

当在步骤S03中确定出自执行步骤S01以来已经经过了预定时段时，或者当在步骤S04中确定出开关状态监测单元514尚未检测到流量开关340和压力开关330二者已经转换到接通状态时，内部压力控制器500执行步骤S07和S08。在步骤S07中，异常检测单元512检测容纳空间51中的压力异常。在步骤S08中，异常通知单元513通知容纳空间51中的压力异常。结果，扫气过程停止。

图4是例示了在正常操作期间检测到容纳空间51中的压力异常的示例过程的流程图。如图4所示，内部压力控制器500首先执行步骤S11。在步骤S11中，异常检测单元512确认开关状态监测单元514是否检测到流量开关340已经转换到接通状态。

当在步骤S11中确定出开关状态监测单元514尚未检测到流量开关340已转换为接通状态时，内部压力控制器500执行步骤S12。在步骤S12中，异常检测单元512确认开关状态监测单元514是否检测到压力开关320已经转换到断开状态。

当在步骤S12中确定出开关状态监测单元514尚未检测到压力开关320已经转换到断开状态时，内部压力控制器500使处理返回到步骤S11。此后，重复进行流量开关340和压力开关320的状态确认，直到流量开关340转换到接通状态或者压力开关320转换到断开状态。

当在步骤S11中确定出开关状态监测单元514已经检测到流量开关340已转换到接通状态时，或者当在步骤S12中确定出开关状态监测单元514已经检测到压力开关320已转换到断开状态时，内部压力控制器500执行步骤S13和S14。在步骤S13中，异常检测单元512检测容纳空间51中的压力异常。在步骤S14中，异常通知单元513通知容纳空间51中的压力异常。这完成了压力异常检测过程。注意，步骤S11中的流量开关340的状态确认和步骤S12中的压力开关320的状态确认的顺序可以互换。

注意，上述压力异常检测过程可以应用于与内部压力调整系统3相比具有不同配置的开/关单元400的系统。图5所示的内部压力调整系统3A与内部压力调整系统3的不同之处在于开/关单元400的增压管线420的管道路径。内部压力调整系统3A的增压管线420从增压管线220分支并连接至开关阀410。即使在该配置中，随着驱动阀230变为驱动状态，来自供气源140的供气压力也被传递至开关阀410的增压端口414，并且排气管线300被打开。因此，能够在扫气操作期间排出气体。

然而，在正常操作期间容纳空间51中的压力异常增加的情况下，即使容纳空间51中的压力达到扫气压力，排气管线300也不会打开。因此，内部压力调整系统3A的排气管线300还包括压力调整阀350。压力调整阀350被配置为响应于排气管线310中的气体压力的增加而打开排气管线310。例如，压力调整阀350连接至排气管线310，并且根据排气管线310的压力超过第四阈值而将排气管线310中的气体引导至排气管线310的外部。结果，容纳空间51内的压力能够变得过大。

图6所示的内部压力调整系统3B是内部压力调整系统3A的进一步修改。在内部压力调整系统3B中，开/关单元400包括压力调整阀430，代替具有压力调整阀350的排气管线300。与压力调整阀350一样，压力调整阀430也根据排气管线310的压力超过第四阈值而将排气管线310中的气体引导到排气管线310的外部。

除了端口411和412之外，内部压力调整系统3B的开关阀410还包括端口416。端口416连接至压力调整阀430。在增压端口414处于关闭位置的情况下端口416连接至端口411，而在增压端口414处于打开位置的情况下端口416与端口411断开。因此，在正常操作中，排气管线310的压力被传递到压力调整阀430。此外，在扫气操作中，压力调整阀430与排气管线310断开。

即使在内部压力调整系统3A和3B两者中，当容纳空间51中的压力异常地增加时，排气管线310中的气体也被引导到排气管线310的外部。因此，排气管线310中的气体流量增加，并且流量开关340转换到接通状态。因此，由流量开关340执行的上述压力异常检测过程能够应用于内部压力调整系统3A和3B。

[本实施方式的效果]

如上所述，内部压力调整系统3包括供气管线100、供气压力改变单元200、排气管线300、气体压力驱动型的开关阀410。供气管线100被配置为将非可燃气体供给机器人2的容纳空间51，并且供气压力改变单元200被配置为通过供气管线100来改变非可燃气体的供气压力。排气管线300被配置为排出来自容纳空间51的气体。气压驱动型的开关阀410被配置为根据供气压力在打开排气管线300和关闭排气管线300之间切换。因此，排气管线响应于供气压力的增加而打开，并且排气管线300响应于供气压力的减小而关闭。

在用非可燃气体调整机器人的内部压力的系统中，可能需要根据机器人中的供气状态来打开和关闭排气管线。例如，在用非可燃气体代替机器人中的气体的扫气期间，需要打开排气管线并排出机器人中的气体。另一方面，在正常供气期间，需要关闭排气管线，通过连续地供应少量的非可燃气体来保持机器人内部处于高压。此外，即使在正常供气期间，在机器人中的压力异常地增加的情况下，需要打开排气单元。根据内部压力调整系统3，利用其中气体压力驱动型的开关阀410通过供气管线100连接至供气路径的简单结构，能够根据供气状态打开和关闭排气管线300，并且排气管线300能够响应于机器人2中压力的异常增加而打开。因此，有效地简化了结构。

供气压力改变单元200可以在用于操作机器人2的正常压力和高于正常压力的扫气压力之间改变供气压力。开关阀410可以在排气管线300的打开和关闭之间切换，使得在供气压力等于或大于扫气压力的情况下，排气管线300被打开，并且在供气压力等于或低于正常压力时，排气管线300被关闭。因此，开关阀410能够被配置为在扫气期间打开排气管线300，并在正常气体供应期间关闭排气管线300。

供气管线100可以包括被配置为以正常压力供应非可燃气体的第一供气管线110和被配置为以扫气压力供应非可燃气体的第二供气管线120。供气压力改变单元200可以包括切换阀210，该切换阀210被配置为在第一供气状态和第二供气状态之间切换。在第一供气状态下，非可燃气体通过第一供气管线110供给到容纳空间51。在第二供气状态下，非可燃气体通过第二供气管线120供给到容纳空间51。在这种情况下，能够简化供气压力改变单元的结构。

切换阀210是气压驱动型，并且供气压力改变单元200还可以包括驱动阀230，该驱动阀230被配置为改变用于驱动切换阀210的气体压力。在这种情况下，即使在机器人2被设置于需要防爆的工作空间中的情况下，至少是气压驱动型的切换阀210能够布置在该同一工作空间中。结果，能够缩短从切换阀210到机器人2的流路长度(以下称为“供气流路长度”)。因此，进一步有效地简化了结构。注意，在扫气期间排气管线300的打开优选地在机器人2中的压力根据扫气压力下的气体供应而充分增加时开始。随着供气流路长度的缩短，供气压力的增加与机器人2中压力的增加之间的时间滞后减小。因此，供气流路长度的缩短对于优化在扫气期间开始打开排气管线300的定时也是有效的。

驱动阀230可以是防爆型的电磁阀。在这种情况下，驱动阀230也能够设置在工作空间中。因此，进一步有效地简化了结构。

内部压力调整系统3还可以包括异常检测单元512，该异常检测单元512基于排气管线300的气体流量来检测容纳空间51中的压力异常。在这种情况下，凭借将气体流量计设置在排气流路中的简单结构，能够检测机器人2的压力异常。

异常检测单元512可以附加地基于排气管线300的内部压力来检测容纳空间51中的压力异常。在这种情况下，能够通过进一步基于排气流路的内部压力更准确地检测机器人2中的压力异常。

尽管以上已经描述了实施方式，但是本公开内容不必限于上述实施方式，并且可以在不脱离本公开内容的范围的情况下进行各种修改。

Claims (15)

1.一种内部压力调整系统，该内部压力调整系统包括：

供气管线，该供气管线被配置为向机器人的内部空间供应非可燃气体；

排气管线，该排气管线从所述机器人向所述机器人的外部空间延伸，该排气管线被配置为从所述内部空间向所述外部空间排出气体；以及

气动式排气阀，该气动式排气阀设置在所述外部空间中的所述排气管线上，所述气动式排气阀被配置为通过从所述供气管线传输的供气压力来操作，以响应于所述供气压力的增加而打开所述排气管线，并响应于所述供气压力的减小而关闭所述排气管线。

2. 根据权利要求1所述的内部压力调整系统，其中，

所述供气管线被配置为将所述供气压力从用于操作所述机器人的正常压力改变为高于所述正常压力的扫气压力，并且

所述排气阀被配置为在所述供气压力等于或高于所述扫气压力的同时保持所述排气管线打开，并且在所述供气压力等于或低于所述正常压力的同时保持所述排气管线关闭。

3.根据权利要求2所述的内部压力调整系统，其中，所述排气阀被配置为由所述供气压力驱动。

4. 根据权利要求3所述的内部压力调整系统，其中，所述排气阀包括：

阀构件，该阀构件被配置为在所述排气管线被关闭的关闭位置和所述排气管线被打开的打开位置之间移动；以及

增压端口，该增压端口连接至所述供气管线，并被配置为根据所述供气压力向所述阀构件提供从所述关闭位置到所述打开位置的打开力。

5.根据权利要求4所述的内部压力调整系统，其中，

所述增压端口被配置为向所述阀构件提供与所述正常压力相对应的正常打开力，并且提供与所述扫气压力相对应的增大的打开力，

所述排气阀还包括推斥构件，该推斥构件被配置为向所述阀构件提供从所述打开位置到所述关闭位置的关闭力，该关闭力大于所述正常打开力并且小于所述增加的打开力。

6.根据权利要求4所述的内部压力调整系统，其中，

所述供气管线包括：

第一供气管线，该第一供气管线被配置为以所述正常压力供应非可燃气体；

第二供气管线，该第二供气管线被配置为以所述扫气压力供应非可燃气体；以及

连接管线，该连接管线连接至所述内部空间，

所述内部压力调整系统还包括切换阀，该切换阀被配置为在第一供气状态和第二供气状态之间切换，在该第一供气状态中所述第一供气管线连接至所述连接管线，在该第二供气状态中所述第二供气管线连接至所述连接管线，并且

所述增压端口连接至所述连接管线。

7.根据权利要求2至5中的任一项所述的内部压力调整系统，其中，

所述供气管线包括：

第一供气管线，该第一供气管线被配置为以所述正常压力供应非可燃气体；以及

第二供气管线，该第二供气管线被配置为以所述扫气压力供应非可燃气体，以及

所述内部压力调整系统还包括切换阀，该切换阀被配置为在第一供气状态和第二供气状态之间切换，在该第一供气状态中由所述第一供气管线向所述内部空间供应所述非可燃气体，在该第二供气状态中由所述第二供气管线向所述内部空间供应所述非可燃气体。

8. 根据权利要求6所述的内部压力调整系统，其中，

所述切换阀是由切换气压驱动的气动阀，并且

所述内部压力调整系统还包括驱动阀，该驱动阀被配置为改变所述切换气压。

9. 根据权利要求8所述的内部压力调整系统，其中，所述切换阀包括：

第二阀构件，该第二阀构件被配置为在所述第一供气管线连接至所述内部空间的第一位置和所述第二供气管线连接至所述内部空间的第二位置之间移动；以及

第二增压端口，该第二增压端口被配置为根据所述切换气压向所述第二阀构件提供从所述第一位置到所述第二位置的切换力。

10. 根据权利要求9所述的内部压力调整系统，其中，

所述第一供气管线和所述第二供气管线连接至非可燃气体源，并且

所述驱动阀被配置为在所述第二供气状态下将所述非可燃气体源连接至所述第二增压端口。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的内部压力调整系统，其中，所述驱动阀是防爆电磁阀。

12.根据权利要求1至6中的任一项所述的内部压力调整系统，该内部压力调整系统还包括异常检测单元，该异常检测单元被配置为基于所述排气管线中的气体流量来检测所述内部空间中的压力异常。

13.根据权利要求12所述的内部压力调整系统，其中，所述异常检测单元还基于所述排气管线的内部压力来检测所述内部空间中的压力异常。

14. 一种机器人系统，该机器人系统包括：

根据权利要求1至13中的任一项所述的内部压力调整系统；以及

机器人。

15.一种内部压力调整方法，该内部压力调整方法包括以下步骤：

以比机器人外部的外部压力大的扫气压力，从流体联接到所述机器人的内部空间的供气管线向所述内部空间供应非可燃气体，其中，所述非可燃气体在扫气操作期间并且在机器人操作之前以所述扫气压力供应到所述机器人的所述内部空间；

在所述扫气操作期间通过将所述扫气压力从所述供气管线传输到气动式排气阀来打开与所述内部空间流体联接的排气管线的所述气动式排气阀，所述排气管线从所述机器人向所述机器人的外部空间延伸，所述气动式排气阀设置在所述外部空间中的所述排气管线上；

将所述供气管线的所述扫气压力减小至所述机器人的正常操作压力，其中，所述正常操作压力大于所述外部压力；

通过将所述正常操作压力从所述供气管线传输至所述气动式排气阀来关闭所述气动式排气阀；

在所述扫气操作完成之后并且在所述机器人的操作期间，以所述正常操作压力向所述机器人的所述内部空间供应非可燃气体；以及

在所述机器人的操作期间，响应于压力的异常增加而打开所述排气阀。