CN105313141B - 一种机器人线缆拖链 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人线缆拖链，属于机器人领域，包括三维拖链单元、固定座单元和端部接头单元，还包括滑动固定单元；本发明线缆安装方便、检修容易，具有良好密封性，防止了机器人在作业时拖链内部的线缆受到外界的污染；三维拖链可以在滑动座内部进行弯曲、旋转、伸缩等动作，满足了机器人拖链进行高自由度的运动；可以防止机器人的线缆在长时间工作后过早老化损坏，同时使机器人生产作业更加安全。

Description

一种机器人线缆拖链

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人线缆拖链。

背景技术

随着工业4.0的兴起，机器人的研发也越来越多。现在机器人生产研发企业的布线五花八门，重视控制系统和机构精度，往往忽略机器人动作的神经——动力及信号的传输。

现有机器人拖链由于单个链节结构中的外圈面设计均匀，不易弯曲，在拖链中安装线缆时，不易轻易将线缆安装在其中，导致人工成本和安装难度的增加，同时还造成不便检修拖链内部线缆的问题。另外，机器人拖链的在密封性的问题上没有做过多的考虑。往往由于拖链的密封性不好，造成内部的线缆受到外界的污染的问题产生。

在机器人工作一定时间后，由于线缆直接穿入机器人手臂，老化及损坏严重，经常出现误动作，导致很大的损失，而其原因多数是传输故障引起。也有将线缆穿入拖链中，再将拖链与机器人手臂固定，该方案对线缆的确起到了防护作用，然而由于采用的拖链只可实现两维动作，而机器人的动作基本上是三个维度的，同样有线缆的动作与机器人手臂的动作不同步的问题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种A，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种机器人线缆拖链，包括三维拖链单元、固定座单元和端部接头单元，还包括滑动固定单元，其中：

所述三维拖链单元由多节单链节连接而成，所述单链节整体呈圆环形，由过其中垂线的平面分为左链节和右链节，所述左链节和右链节的两端在分隔处相互搭接；

单链节中心设有一组相互卡接的卡槽和卡扣，所述卡槽和卡扣的一端分别固定在左链节内壁中部和右链节内壁中部，卡槽中部设有一左球面连接口，卡扣下部中部设有一右连接球，所述右连接球能与其下方单链节中的左球面连接口球面连接；

所述右链节包括内弧面和外弧面，其中右链节上部的外弧面为中间薄两边厚的渐变结构；

单链节的下部尺寸小于上部尺寸，且多个单链节连接时，上方单链节能一部分位于下方单链节内，与下方单链节保持过盈配合；

所述滑动固定单元的一端套入所述三维拖链单元。

作为优选的技术方案：所述左链节分为左上部和左下部，右链节分为右上部和右下部，其中右上部的外弧面为中间薄两边厚的渐变结构，左上部和右上部搭接，左下部和右下部搭接，当多节单链节连接时，上一节的单链节的左下部和右下部的一部分位于下一节单链节的左上部和右上部内，且过盈配合。

作为优选的技术方案：所述左链节和右链节的搭接后，搭接处的厚度与单链节周围厚度一致。

作为优选的技术方案：所述单链节上端面包括内圈面和外圈面，所述左球面连接口与对应单链节的内圈面同心。

本发明中，单链节分为左链节和右链节，二者在分隔处搭接，又通过中部的卡槽和卡扣卡接，单链节这个个体的连接就非常简单，由于左链节和右链节搭接，且右链节上部的外弧面为中间薄两边厚的渐变结构，使得右链节中间部分的挠性大于左链节中间部分的挠性，因此在按压时右链节的端部易于弯曲，使线缆轻松的安装进拖链内部，也使检修拖链内的线缆更加容易。

两节单链节是通过左球面连接口和右连接球球面连接的，连接后，由于上方单链节能一部分位于下方单链节内，与下方单链节保持过盈配合，这就保证了连接而成的三维拖链整体内部的密封性，可以隔绝空气中的灰尘及机器人作业时产生的油污，避免水渍等进入到拖链内部污染线缆甚至造成短路等情况的产生，防止了机器人在作业时拖链内部的线缆受到外界的污染。

作为优选的技术方案：所述滑动固定单元包括两个可拆卸连接的半体，所述半体为半圆环形，连接后整体为圆环形，半体中部设有数个沿其中垂线方向设置的通孔，通孔内一一对应设置有螺栓套，其中一半体外部设有螺栓，所述螺栓一端位于螺栓套中，另一端从半体外壁伸出，半体内壁设有密封通孔的密封垫，所述密封垫表面与半体内壁平齐。

上述的滑动固定单元安装于机体上，另一端套入三维拖链，三维拖链在受轴向力时，可以在滑动固定座中滑动。

本发明的机器人线缆拖链，还包括固定座单元，固定座单元安装于三维拖链的入线与出线侧以及干节，主要起到把三维拖链固定在机体上的作用。

作为进一步优选的技术方案：所述可拆卸连接为卡接，在一滑动固定块两端设有滑动固定座卡扣，另一滑动固定块两端设有与滑动固定座卡扣匹配的滑动固定座卡扣槽。

作为进一步优选的技术方案：所述螺栓套和螺栓均为三个，在滑动固定块上均匀分布。

作为进一步优选的技术方案：所述半体外壁中部设有凸台，通孔贯穿凸台，半体内壁边沿倒圆角。

三维拖链单元可以通过上述滑动固定单元安装在机器人的机械臂上，所以本发明中间直径大于机器人三维拖链的直径，因此三维拖链可以在滑动座内部进行弯曲、旋转、伸缩等动作，满足了机器人拖链进行高自由度的运动。

作为优选的技术方案：所述端部接头单元，包括左部接头、右部接头和法兰盘，

所述左部接头上部为半圆环形，下部设置有至少三个卡扣；

所述右部接头上部为半圆环形，下部设置有至少三个卡扣；

所述左部接头与右部接头通过可拆卸连接方式连接成圆环；

所述法兰盘内圆直径与所述左部接头与右部接头连接成圆环后的卡扣直径相同，所述法兰盘上设置有固定孔；

所述卡扣的长度大于法兰盘的厚度。

作为进一步优选的技术方案：所述左部接头与右部接头通过卡扣连接。

上述的端部接头单元采用去应力接头，用于出线口与管件的连接，克服了现有机器人拖链由于机器人臂端在运动时不可伸缩，导致其存在拖链断开时内部线缆裸露的缺陷；可以防止机器人的线缆在长时间工作后过早老化损坏，同时使机器人生产作业更加安全。

与现有技术相比，本发明的优点在于：线缆安装方便、检修容易，具有良好密封性，防止了机器人在作业时拖链内部的线缆受到外界的污染；三维拖链可以在滑动座内部进行弯曲、旋转、伸缩等动作，满足了机器人拖链进行高自由度的运动；可以防止机器人的线缆在长时间工作后过早老化损坏，同时使机器人生产作业更加安全。

附图说明

图1为本发明实施例的三维拖链单元的整体结构示意图；

图2为图1单链节结构示意图；

图3为图2拆分为左链节和右链节的结构示意图；

图4为图2中左链节立体结构示意图；

图5为图2中右链节立体结构示意图；

图6为图1中单链节的主视图；

图7为是图6所示的A-A剖视图中展示中间薄两边厚的示意图；

图8为本发明实施例的滑动固定单元的结构示意图；

图9为图8拆分结构示意图；

图10为图8的主视图；

图11为图8的左视图；

图12为图10的1-1剖视图；

图13为图11的2-2剖视图；

图14是本发明实施例的端部接头单元整体结构示意图；

图15是图14中左部接头与右部接头拆分结构示意图；

图16是图14中法兰盘的结构示意图；

图17是本发明实施例的端部接头单元与拖链连接时的结构示意图；

图18是本发明实施例的线缆拖链的整体结构。

图中：100、单链节；110、右链节；120、左链节；210、右上部；220、左上部；230、右下部；240、左下部；250、左内弧面；260、右内弧面；310、右连接球；320、左链节搭接部；330、右链节搭接部；340、卡槽；350、卡扣；360、左中间连接部；370、右中间连接部；410、左球面连接口；

510、半体；520、螺栓套；530、密封垫；540、螺栓；610、滑动固定座卡扣；620、滑动固定座卡扣槽；630、螺栓孔；

700、左部接头；710、第一卡扣；720、第一卡槽；800、右部接头；810、第二卡扣；820、第二卡槽；900、法兰盘；910、固定孔；920、卡扣；

A、三维拖链单元；B、模拟用机器人；C、滑动固定单元；D、固定座垫圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：

参见图1-18，一种机器人线缆拖链，包括三维拖链单元A、固定座单元和端部接头单元，还包括滑动固定单元C，其中：

所述三维拖链单元A，由多节单链节100连接而成，单链节100整体呈圆环形，由过其中垂线的平面分为左链节120和右链节110，左链节120和右链节110的两端在分隔处相互搭接；

本实施例中，所述左链节120分为左上部220和左下部240，右链节110分为右上部210和右下部230，其中右上部210的外弧面为中间薄两边厚的渐变结构，为了便于描述，我们绘制了图7，参见图7，右上部210包括对应的右内弧面260和右外弧面，左上部220也包括对应的左内弧面250和左外弧面，从图中可以明显看出，右上部210中间薄两边厚。

左链节120和右链节110进行搭接的时候，是左上部220和右上部210搭接，左下部240和右下部230搭接，且设计该搭接处时，将左链节120和右链节110的边沿做薄，参见图2，我们分别设计了左链节搭接部320和右链节搭接部330；保证二者搭接后，搭接处的整体厚度与单链节100周围厚度保持一致，整体表面看上去还是呈光滑的弧形面。

单链节100中心设有一组相互卡接的卡槽340和卡扣350，所述卡槽340和卡扣350的一端分别固定在左链节120内壁中部和右链节110内壁中部，在此，我们设计卡槽340和卡扣350通过两个位置卡接，分别位于卡槽340的两端附近，以保证左链节120和右链节110连接的稳定性。

卡槽340中部设有一左球面连接口410，卡扣350下部中部设有一右连接球310，所述右连接球310能与其下方单链节100中的左球面连接口410球面连接；其中，单链节100上端面包括内圈面和外圈面，所述左球面连接口410与对应单链节100的内圈面同心。

为了便于描述，附图3中，我们将卡槽340和左球面连接口410用一个圆圈圈出来，标为左中间连接部360，将卡扣350和右连接球310用一个圆圈圈出来，标为右中间连接部370，方便理解。

这里我们将多节单链节100进行连接，当多节单链节100连接时，上一节的单链节100的左下部240和右下部230的一部分位于下一节单链节100的左上部220和右上部210内，且过盈配合，以保证连接处的密封性。

综上，本发明由一个左链节120、一个右链节110、一组相互卡接的卡槽340和卡扣350、一左球面连接口410、一右连接球310构成一个单链节100，多个单链节100间通过左球面连接口410和右连接球310连接组成一套完整的拖链。

滑动固定单元C，包括两个可拆卸连接的半体510，所述半体510为半圆环形，连接后整体为圆环形，所述可拆卸连接为卡接，在一滑动固定块两端设有滑动固定座卡扣610，另一滑动固定块两端设有与滑动固定座卡扣610匹配的滑动固定座卡扣610槽620；安装拖链时，拖链是从本发明中心穿过的。

半体510中部设有3个沿其中垂线方向设置且均匀分布的通孔，通孔内一一对应设置有螺栓套520，其中一半体510外部设有螺栓540，所述螺栓540一端位于螺栓套520的螺栓孔630中，另一端从半体510外壁伸出，半体510内壁设有密封通孔的密封垫530，所述密封垫530表面与半体510内壁平齐。

为了增加整体的稳固性，半体510外壁中部设有凸台，参见图2，半体510中部外壁凸出部位，即为凸台，通孔贯穿凸台，另外，螺栓540采用M4标准螺栓，所述螺栓套520中心孔中间直径为5mm。本发明通过三颗M4螺栓安装固定在机器人上，螺栓540和螺栓套520都采用金属材料，减小了螺栓540与滑三维线缆拖链滑动固定块的磨损。半体510内壁边沿倒圆角，可以保证拖链灵活运动，且不对其造成磨损。

安装时，将带有螺栓540的半体510通过螺栓540固定在机器人上，然后机器人的三维拖链从半体510中间穿过，再将两个半体510卡接，并进行连接牢固：

端部接头单元，包括左部接头700、右部接头800和法兰盘900，

左部接头700上部为半圆环形，下部设置均匀有卡扣920；

右部接头800上部为半圆环形，下部设置均匀有卡扣920；

左部接头700上部的一端设置第一卡扣710，另一端设置第一卡槽720；右部接头800上部的一端设置与第一卡槽720对应的第二卡扣810，另一端设置与第一卡扣710对应第二卡槽820；

法兰盘910内圆直径与左部接头700与右部接头800连接成圆环后的卡扣920直径相同，即左部接头700与右部接头800连接成圆环后，通过其下部卡扣920连接在法兰盘900中间，其下部的卡扣920外边缘紧贴法兰盘的内边缘；卡扣920的长度大于法兰盘900的厚度；法兰盘900上设置有固定孔910；法兰盘900通过固定孔910加上螺栓的方式固定在三维拖链单元A进线或出线部位。

三维拖链单元A的安装方式为：

1.首先组装单个单链节100，将左链节120、右链节110通过一组相互卡接的卡槽340和卡扣350连接牢固，保证两个端部搭接处很好的搭接；

2.相邻单链节100通过左球面连接口410和右连接球310连接，将上一节单链节100的右连接位于下一节单链节100的左球面连接口410中，进行球面连接，完成两单链节100的连接，多个单链节100的连接方式与此相同；

3.由于多节单链节100连接时，上一节的单链节100的左下部240和右下部230的一部分位于下一节单链节100的左上部220和右上部210内，且过盈配合，拖链整体外部和内部被分隔开，内部能成为一个密闭的空间使其不会受到污物的侵染；

4. 在拖链内安装线缆时，按压右链节110的搭接处，其中，右链节110的搭接处位于左链节120的搭接处内侧，按压右链节110的搭接处，由于右链节110外圈部中间薄两边厚，右链节110中间部分的挠性大于左链节120中间部分的挠性，因此在按压时右链节110的端部易于弯曲，使线缆轻松的安装进拖链内部；

5.多节链节安装好后，安装拖链端部接头单元，左部接头700与右部接头800通过卡扣900进行连接牢固，接头下端的卡扣900装配在法兰盘910中连接好；

6.将连接好的端部接头单元的拖链通过法兰盘910固定在机器人的接线处；

7.拖链接线处连接完成后，将拖链滑动固定单元C固定在机器人臂的适当位置，再将拖链从拖链滑动固定单元C中间穿过；一段拖链在随着机器人运动时，拖链可以随着机械臂在滑动固定单元C内部做一定的前后、旋转运动；

8.固定座的安装：固定座与三维拖链装配时固定座内部有一个完整的固定座垫圈D，一个完整的固定座垫圈D的作用是将拖链外圈的不规则圆变为标准圆，同时此一个完整的固定座垫圈D也可以单独安装在拖链其他易碰撞部位，起到防护作用，一个完整的固定座垫圈D在与三维拖链装配时固定座垫圈D定位凸起与左链节用于与固定座定位用凹槽相互配合起到定位作用，确保装配的唯一性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人线缆拖链，包括三维拖链单元、用于固定所述三维拖链单元的固定座单元，以及与所述三维拖链单元一端部连接的端部接头单元，其特征在于：还包括滑动固定单元，所述滑动固定单元的一端套入所述三维拖链单元，其中：

所述三维拖链单元由多节单链节连接而成，所述单链节整体呈圆环形，由过其中垂线的平面分为左链节和右链节，所述左链节和右链节的两端在分隔处相互搭接；

单链节中心设有一组相互卡接的卡槽和卡扣，所述卡槽和卡扣的一端分别固定在左链节内壁中部和右链节内壁中部，卡槽中部设有一左球面连接口，卡扣下部中部设有一右连接球，所述右连接球能与其下方单链节中的左球面连接口球面连接；

所述右链节包括内弧面和外弧面，其中右链节上部的外弧面为中间薄两边厚的渐变结构；

单链节的下部尺寸小于上部尺寸，且多个单链节连接时，上方单链节能一部分位于下方单链节内，与下方单链节保持过盈配合。

2.根据权利要求1所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述左链节分为左上部和左下部，右链节分为右上部和右下部，其中右上部的外弧面为中间薄两边厚的渐变结构，左上部和右上部搭接，左下部和右下部搭接，当多节单链节连接时，上一节的单链节的左下部和右下部的一部分位于下一节单链节的左上部和右上部内，且过盈配合。

3.根据权利要求1所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述左链节和右链节搭接后，搭接处的厚度与单链节周围厚度一致。

4.根据权利要求1所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述单链节上端面包括内圈面和外圈面，所述左球面连接口与对应单链节的内圈面同心。

5.根据权利要求1所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述滑动固定单元包括两个可拆卸连接的半体，所述半体为半圆环形，连接后整体为圆环形，半体中部设有数个沿其中垂线方向设置的通孔，通孔内一一对应设置有螺栓套，其中一半体外部设有螺栓，所述螺栓一端位于螺栓套中，另一端从半体外壁伸出，半体内壁设有密封通孔的密封垫，所述密封垫表面与半体内壁平齐。

6.根据权利要求5所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述可拆卸连接为卡接，在一滑动固定块两端设有滑动固定座卡扣，另一滑动固定块两端设有与滑动固定座卡扣匹配的滑动固定座卡扣槽。

7.根据权利要求5所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述螺栓套和螺栓均为三个，在滑动固定块上均匀分布。

8.根据权利要求5所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述半体外壁中部设有凸台，通孔贯穿凸台，半体内壁边沿倒圆角。

9.根据权利要求1所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述端部接头单元，包括左部接头、右部接头和法兰盘，

所述左部接头上部为半圆环形，下部设置有至少三个卡扣；

所述右部接头上部为半圆环形，下部设置有至少三个卡扣；

所述左部接头与右部接头通过可拆卸连接方式连接成圆环；

所述法兰盘内圆直径与所述左部接头与右部接头连接成圆环后的卡扣直径相同，所述法兰盘上设置有固定孔；

所述卡扣的长度大于法兰盘的厚度。

10.根据权利要求9所述的一种机器人线缆拖链，其特征在于：所述左部接头与右部接头通过卡扣连接。