CN106737826A - 一种机器人关节电气连接的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人关节电气连接的装置，该装置包括法兰组和连接器组，法兰组包括第一法兰和第二法兰，第一法兰外侧与第一关节连杆固定连接，第二法兰外侧与第二关节连杆固定连接，第一法兰和第二法兰之间能实现同轴旋转，连接器组包括连接器本体和触点组，连接器本体固定设置在第一法兰内侧，触点组包括接触的第一触点和第二触点，第一触点为圆环电极且设置在连接器本体上，第二触点为点状电极且设置在第二法兰内侧，圆环电极的圆心位于法兰组的轴心线上，且点状电极与圆环电极相对应，第一触点和第二触点尾部分别通过引出导体与相应关节连杆上的电气电缆永久性连接。本发明优点：避免了电气电缆发生缠绕、拉拽等问题。

Description

一种机器人关节电气连接的装置
技术领域
本发明涉及一种机器人关节电气连接的装置。
背景技术
串联机器人通过对各连杆的串联，实现机器人末端点的空间运动，机器人相邻两连杆作相对转动形成机器人关节。各轴间电气线路的串联使机器人电源供给和信号传输在各轴间得以实现。
但由于机器人关节处的相对转动自由度的存在，使得与相应两连杆固连的电气线缆存在因连杆相对运动而发生缠绕、拉拽的可能。
对于这一问题，现有技术中的解决方案是运用“空心关节”的方法，在结构设计中在关节的旋转轴设计为空心结构，在旋转轴的空心处为电气线路的敷设留有足够的空间，使线路能够沿通过关节的旋转轴轴心布置，从而避免由于机器人连杆相对转动运动给电气线路带来的影响。例如专利号为CN 201410594998.2所描述的便是其应用，尽管较完美解决了电气线路“过关节”问题，但伴随而来的是对机器人手臂成本的推高。一方面空心关节使用的无框电机成本远高于固定式电机，另一方面空心关节制造、装配带来成本上涨。且由于空心关节轴心处对空间的节省，造成结构尺寸的向外扩张，对于机械臂尺寸及重量的控制都极为不利。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种机器人关节电气连接的装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种机器人关节电气连接的装置，所述机器人关节由第一关节连杆和第二关节连杆组成，所述装置包括法兰组和连接器组，所述法兰组包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰相对设置且同轴心，所述第一法兰外侧与所述第一关节连杆固定连接，所述第二法兰外侧与所述第二关节连杆固定连接，所述第一法兰和第二法兰之间能实现同轴旋转，所述连接器组包括连接器本体和触点组，所述连接器本体固定设置在第一法兰内侧，所述触点组包括相向且始终接触的第一触点和第二触点，所述第一触点为圆环电极且设置在连接器本体上，所述第二触点为点状电极且设置在所述第二法兰内侧，所述圆环电极的圆心位于法兰组的轴心线上，且所述点状电极与圆环电极相对应，所述第一触点尾部通过第一引出导体与第一关节连杆上的电气电缆永久性连接，所述第二触点尾部通过第二引出导体与第二关节连杆上的电气电缆永久性连接。
作为上述装置的优选方案，所述连接器组包括多组触点组，多组触点组分别位于不同半径的圆周上。
作为上述装置的优选方案，所述点状电极头部设有可伸缩电极，所述点状电机通过头部的可伸缩电极与对应的圆环电极始终接触。
作为上述装置的优选方案，所述第一关节连杆和第二关节连杆之间连接有电机，所述电机包括电机本体和电机驱动轴，所述电机本体与第二关节连杆固定连接，所述电机驱动轴外端与第一关节连杆固定连接，通过所述电机驱动所述第一关节连杆和第二关节连杆之间转动，所述第一法兰和连接器本体上分别开设有供所述电机驱动轴穿过的过孔。
作为上述装置的优选方案，所述电机驱动轴与所述第一法兰、第二法兰同轴心。
作为上述装置的优选方案，所述第一法兰和第二法兰之间通过止推轴承实现转动连接。
作为上述装置的优选方案，所述第一触点与所述连接器本体之间、所述第一触点与所述第一法兰之间均设置有绝缘层。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种机器人关节电气连接的装置，结构简单紧凑，生产成本低。其通过在第一关节连杆和第二关节连杆之间分别固定连接第一法兰和第二法兰，由于第一法兰和第二法兰之间可同轴转动，从而在关节转动时与关节一起转动，从而带动第一法兰和第二法兰内侧安装的连接器组一起转动，从而保证连接器组尾部连接的电气电缆与关节之间的相对位置不会发生很大的变化，有效解决了电气电缆在关节转动过程中发生缠绕、拉拽等问题，尤其适用于非空心旋转轴的机器人关节，通用性高。此外，本发明与电机配合使用，可同时实现对组成关节的两个关节连杆的机械连接和电气连接，在实际使用中可作为一个标准功能件整体作用，完成关节电气接口功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是为本发明的多个圆环电极在连接器本体上的分布图。
图3是为本发明的多个点状电极在第二法兰上的分布图。
图4是本发明的点状电极结构示意图。
图5是本发明的连接器本体上的圆环电极的剖视图。
图6是机器人关节的两个关节连接形式。
图中标号：1第一法兰,1a第一关节连杆，101关节连杆一，102关节连杆二，103关节连杆三，2第二法兰，2a第二关节连杆，3圆环电极，3a第一引出导体，4点状电极，4a第二引出导体，4b可伸缩电极，5过孔,6连接器本体，7止推轴承,8绝缘层。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1至图5，本实施例公开了一种机器人关节电气连接的装置，机器人关节由第一关节连杆1a和第二关节连杆2a组成，第一关节连杆1a和第二关节连杆2a之间连接有电机，电机包括电机本体和电机驱动轴，电机本体与第二关节连杆2a固定连接，电机驱动轴外端与第一关节连杆1a固定连接，通过电机驱动第一关节连杆1a和第二关节连杆2a之间转动。
装置包括法兰组和连接器组，法兰组包括第一法兰1和第二法兰2，第一法兰1和第二法兰2相对设置且同轴心，第一法兰1外侧与第一关节连杆1a固定连接，第二法兰2外侧与第二关节连杆2a固定连接，第一法兰1和第二法兰2之间能实现同轴旋转，第一法兰1和第二法兰2之间通过止推轴承7实现转动连接，以限定第一法兰1和第二法兰2之间沿轴向及径向均不能平动，而仅能沿着轴向方向实现同轴转动，从而能在机器人关节转动的时候一起转动。
连接器组包括连接器本体6和触点组，连接器本体6固定设置在第一法兰1内侧，触点组包括相向且始终接触的第一触点和第二触点，第一触点为圆环电极3且设置在连接器本体6上，第二触点为点状电极4且设置在第二法兰2内侧，圆环电极3的圆心位于法兰组的轴心线上，且点状电极4与圆环电极3相对应，点状电极4头部设有可伸缩电极4b，点状电机通过头部的可伸缩电极4b与对应的圆环电极3始终接触，以保证触点充分接触。点状电极4尾部通过第一引出导体3a与第一关节连杆1a上的电气电缆永久性连接，圆环电极3尾部通过第二引出导体4a与第二关节连杆2a上的电气电缆永久性连接。
第一法兰1和连接器本体6上分别开设有供电机驱动轴穿过的过孔5。安装时，电机驱动轴穿过过孔5后与第一关节连杆1a固定连接。安装好后，电机驱动轴与第一法兰1、第二法兰2同轴心。
当然，连接器组可包括多组触点组，多组触点组分别位于不同半径的圆周上。第一触点与连接器本体6之间、第一触点与第一法兰1之间均设置有绝缘层8，以实现绝缘。
本实施例通过在第一关节连杆1a和第二关节连杆2a之间分别固定连接第一法兰1和第二法兰2，在第一法兰1内侧设置圆环电极3，在第二法兰2内侧设置点状电极4，由于第一法兰1和第二法兰2之间通过止推轴承7连接可实现同轴转动，从而在电机带动关节转动时，第一法兰1和第二法兰2能与关节一起转动，进而带动第一法兰1和第二法兰2内侧安装的圆环电极3和点状电极4随之转动，从而保证连接器组尾部连接的电气电缆与关节之间的相对位置不会发生很大的变化，有效解决了电气电缆在关节转动过程中发生缠绕、拉拽等问题，尤其适用于非空心旋转轴的机器人关节，通用性高。此外，本发明与电机配合使用，可同时实现对组成关节的两个关节连杆的机械连接和电气连接，在实际使用中可作为一个标准功能件整体作用，完成关节电气接口功能。
其中，机器人关节包括两种形式，第一种形式为两个关节连杆同轴连接，第二种形式为两个关节连杆相交连接。如图6所示包括三个关节连杆，三个关节连杆分别为关节连杆一101、关节连杆二102和关节连杆三103，其中，关节连杆一101、关节连杆二102形成的关节即为第一种形式的机器人关节，关节连杆一101、关节连杆二102的轴线位于同一条直线上，且该机器人关节转动时关节连杆一101、关节连杆二102是进行同轴旋转的；而关节连杆二102和关节连杆三103所形成的关节即为第二种形式的机器人关节，关节连杆二102和关节连杆三103的端部相铰接，且该机器人关节转动时关节连杆二102和关节连杆三103是绕着铰接点转动的。本实施例提供的装置对于以上两个形式的机器人关节均适用。
以上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 (7)

1.一种机器人关节电气连接的装置，所述机器人关节由第一关节连杆和第二关节连杆组成，其特征在于：所述装置包括法兰组和连接器组，所述法兰组包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰相对设置且同轴心，所述第一法兰外侧与所述第一关节连杆固定连接，所述第二法兰外侧与所述第二关节连杆固定连接，所述第一法兰和第二法兰之间能实现同轴旋转，所述连接器组包括连接器本体和触点组，所述连接器本体固定设置在第一法兰内侧，所述触点组包括相向且始终接触的第一触点和第二触点，所述第一触点为圆环电极且设置在连接器本体上，所述第二触点为点状电极且设置在所述第二法兰内侧，所述圆环电极的圆心位于法兰组的轴心线上，且所述点状电极与圆环电极相对应，所述第一触点尾部通过第一引出导体与第一关节连杆上的电气电缆永久性连接，所述第二触点尾部通过第二引出导体与第二关节连杆上的电气电缆永久性连接。
2.如权利要求1所述的一种机器人关节电气连接的装置，其特征在于：所述连接器组包括多组触点组，多组触点组分别位于不同半径的圆周上。
3.如权利要求1所述的一种机器人关节电气连接的装置，其特征在于：所述点状电极头部设有可伸缩电极，所述点状电机通过头部的可伸缩电极与对应的圆环电极始终接触。
4.如权利要求1所述的一种机器人关节电气连接的装置，其特征在于：所述第一关节连杆和第二关节连杆之间连接有电机，所述电机包括电机本体和电机驱动轴，所述电机本体与第二关节连杆固定连接，所述电机驱动轴外端与第一关节连杆固定连接，通过所述电机驱动所述第一关节连杆和第二关节连杆之间转动，所述第一法兰和连接器本体上分别开设有供所述电机驱动轴穿过的过孔。
5.如权利要求4所述的一种机器人关节电气连接的装置，其特征在于：所述电机驱动轴与所述第一法兰、第二法兰同轴心。
6.如权利要求1所述的一种机器人关节电气连接的装置，其特征在于：所述第一法兰和第二法兰之间通过止推轴承实现转动连接。
7.如权利要求1所述的一种机器人关节电气连接的装置，其特征在于：所述第一触点与所述连接器本体之间、所述第一触点与所述第一法兰之间均设置有绝缘层。
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