CN107877500A - 一种码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种码垛机器人，属于机械技术领域。它解决了现有的机器人装置会对线缆造成损伤，影响其使用寿命；此外线缆的富余长度部较长，容易与其他部件触碰，存在安全隐患的问题。本码垛机器人包括基座、转动安装在基座上的第一臂、转动连接在第一臂上的第二臂和用于给驱动第二臂的驱动电机供给动力的驱动线缆，第一臂内设有线缆通道，线缆通道的入口开设在第一臂左侧面的下端，线缆通道的出口开设于第一臂右侧面的中部，驱动线缆自基座中伸出并从线缆通道的入口进入线缆通道，然后自线缆通道的出口伸出向上延伸至第二臂的后端并固定在第二臂的后端上。本码垛机器人驱动线缆布置线路设计合理，避免驱动线缆被其他构件触碰磨损。

Description

一种码垛机器人

技术领域

本发明属于机械技术领域，特别涉及一种码垛机器人。

背景技术

堆码是将物品整齐、规则的摆放成货垛的作业。码垛机器人的出现，方便了堆码作业。现有的码垛机种类繁多，有的专用于货物的堆码，有的专用于零部件的机加工，有的专用于货物的传递。为了使多关节机器人按期望动作，需要用于向设于各关节的伺服电动机供给所需要的动力的动力线缆以及用于在各伺服电动机或用于检测伺服电动机的旋转动作的检测器之间收发信号的信号线缆等。码垛机器人在肩膀的地方需要布置3轴电机和联动角架，一般电机布置在第一臂右侧面，如果联动角架和电机同侧布置，同时结构需要电机和联动角架同轴，这时只能用一个较大的十字交叉滚子轴承套在电机外侧用来支撑联动角架，而一个较大的十字交叉滚子轴承价格昂贵。还有一种是电机布置在第一臂右侧面，联动角架布置在第一臂左侧面，机器人线缆一般布置在第一臂左侧面，这时候直接一般是直接把线缆上端固定在联动角架上，而机器人运行过程中联动角架会一直维持平行状态，而机器人的2、3轴关节则会一直变化，线缆会被夹紧而产生磨损，并且由于线缆折弯角度大，布置线缆的不能太粗，这样会限制气管和I/O线的布置。

为此有人设计了一种机器人用驱动线缆的处理构造体和机器人装置【申请公布号CN104275707A】，该专利公开了如下技术方案：机器人包括：动作部，其能够进行动作以使该机器人具有任意的位置和姿势；和非动作部，其与上述机器人的位置和姿势无关地被固定，上述机器人的上述动作部包括：回转主体，其以能够绕回转轴线回转的方式安装于上述非动作部；第1臂，其以能够绕第1旋转轴线旋转的方式安装于上述回转主体；和第2臂，其以能够绕第2旋转轴线旋转的方式安装于上述第1臂，驱动线缆至少包括动力线缆和信号线缆，该动力线缆用于向用于驱动上述回转主体、上述第1臂及上述第2臂的电动机供给动力，该信号线缆用于在与上述电动机之间收发信号，该处理构造体包括用于分别将上述驱动线缆固定为不能够滑动的第1固定构件和相对于该第1固定构件独立的第2固定构件，上述第1固定构件设置为在上述回转主体的后方与上述回转主体一体地回转，上述第2固定构件以在与上述第1旋转轴线平行的方向上与上述第1固定构件分开的方式设于上述非动作部，上述驱动线缆被上述第1固定构件和上述第2固定构件固定为在上述第1固定构件与上述第2固定构件之间以向上方呈凸状弯曲的方式延伸。

上述方案虽然在一定程度上避免线缆和支撑构造体、罩等发生接触而磨损的情况的发生，但是该方案中的线缆基本裸露在机器人主体外侧，这样当机器人的手臂转动时，特别是第一臂回转时，线缆会与第一臂发生触碰、摩擦等，这样仍然会对线缆造成损伤，影响其使用寿命；此外在该方案中，线缆的富余长度部较长，容易与其他部件触碰，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种码垛机器人，该码垛机器人所要解决的技术问题是如何防止驱动线缆因和机器人的其他构件发生触碰或者干涉导致的磨损。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种码垛机器人，包括基座、转动安装在基座上的第一臂、转动连接在第一臂上的第二臂和用于给驱动第二臂的驱动电机供给动力的驱动线缆，其特征在于，所述第一臂内设有线缆通道，所述线缆通道的入口开设在第一臂左侧面的下端，所述线缆通道的出口开设于第一臂右侧面的中部，所述驱动线缆自基座中伸出并从线缆通道的入口进入线缆通道，然后自线缆通道的出口伸出向上延伸至第二臂的后端并固定在第二臂的后端上。

本发明的原理如下：在驱动电机和联动角架分别设置在第一臂右侧面和第一臂左侧面的情况下，通过在第一臂中开设线缆通道，线缆从基座位于第一臂左侧面处引出，通过入口进入第一臂内部，然后从第一臂右侧面的出口穿出并向上延伸至第二臂后端，然后固定在第二臂后端上接入设置在第二臂后端的驱动电机上，这样驱动线缆能够避开设置在第一臂上部左侧面的联动角架，不会和联动角架发生触碰和干涉，从而能够保护驱动线缆不会受到磨损。

在上述的一种码垛机器人中，所述线缆通道的入口和基座之间设有第一护线管，所述线缆通道的出口和第二臂的后端之间设有第二护线管，所述驱动线缆依次穿过第一护线管、线缆通道和第二护线管。通过设置第一护线管和第二护线管，使得驱动线缆能够被完全包覆，不会裸露，这样即使偶尔因意外情况导致驱动线缆和其他构件触碰，也不会对驱动线缆造成损伤。

在上述的一种码垛机器人中，所述第一护线管的下端插入所述基座并固定，所述第一护线管的上端通过第一固定件固定在所述入口的内侧壁上，所述第二护线管的下端通过第二固定件固定在出口的外侧壁上，所述第二护线管的上端通过第三固定件固定在所述第二臂的后端。通过第一固定件使第一护线管的位置被固定，这样驱动线缆也能够被定位住，这样避免因驱动线缆晃动而与其他构件发生触碰；通过第二固定件和第三固定件使第二护线管的位置被固定，这样驱动线缆也能够被定位住，这样避免因驱动线缆晃动而与其他构件发生触碰。

在上述的一种码垛机器人中，位于第一臂右侧面的出口的外缘上设有第一导向板，所述第二固定件将所述第二护线管的下端固定在第一导向板上，所述第二臂的后端设有第二导向板，所述第三固定件将所述第二护线管的上端固定在第二导向板上，所述第一导向板和所述第二导向板共同作用在第二护线管上使第二护线管向第一臂右侧面方向呈凸状弯曲形成冗余部。通过第一导向板和第二导向板引导第二护线管的走势，使其形成冗余部，这样能够使位于第二护线管内的驱动线缆和第二臂的固定处的弯折幅度变缓，弯折角度相对较小，方便驱动线缆中集成较多的信号线或者电源线。

在上述的一种码垛机器人中，所述冗余部呈抛物线形或者圆弧形，所述冗余部向外凸出的最远距离值小于或等于第二护线管下端到第二护线管上端的直线距离。采用抛物线或者圆弧形的冗余部，第二护线管内的驱动线缆的弯折角度小，方便布置集成有更多信号线和电源线的驱动线缆。

在上述的一种码垛机器人中，所述第一固定件、第二固定件和第三固定件均为卡箍、夹子、捆束带中的一种。采用卡箍、夹子和捆束带能够方便快捷的固定第一护线管或第二护线管。

在上述的一种码垛机器人中，所述第一护线管和第二护线管均为弹簧管、波纹管或橡胶管中的一种。弹簧管、波纹管或橡胶管均具有一定的弹性，这样能够缓冲触碰冲击，减少其他构件对驱动线缆的冲击力。

与现有技术相比，本发明的码垛机器人具有以下优点：1、设计合理的驱动线缆布置线路，完美的绕开联动角架，避免驱动线缆被其他构件触碰磨损；2、通过设置护线管对驱动线缆进行报包覆，避免其裸露在外，同时对护线管进行固定，防止驱动线缆随机器人的动作而产生晃动，这样进一步避免驱动线缆受其他构件的撞击或者摩擦；3、通过设置导向板，使第二护线管形成冗余部，减少其内部的驱动线缆的弯折角度，从而是驱动线缆能够集成更多的信号线和电源线，有利于提高机器人的控制精度；同时导向板对第二护线管的走势进行引导限定，使第二护线管能够保持在一定区域内，这样可以方便机器人上其他构件的布置或者方便机器人所处空间中其他构件的布置，避免其他构件对第二护线管产生干涉或触碰，进而保护驱动线缆。

附图说明

图1是实施例中的码垛机器人的左前侧视角的结构示意图。

图2是实施例中的码垛机器人的左后侧视角的结构示意图。

图3是实施例中的码垛机器人的左侧视角的结构示意图。

图4是图3的A-A剖面图。

图中，1、基座；2、第一臂；2a、线缆通道；2b、入口；2c、出口；3、第二臂；4、驱动线缆；5、第一护线管；6、第二护线管；6a、冗余部；7、第一固定件；8、第二固定件；9、第三固定件；10、第一导向板；11、第二导向板；12、联动角架。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本码垛机器人包括基座1、转动安装在基座1上的第一臂2、转动连接在第一臂2上的第二臂3和用于给驱动第二臂3的驱动电机供给动力的驱动线缆4，第一臂2内设有线缆通道2a，线缆通道2a的入口2b开设在第一臂2左侧面的下端，线缆通道2a的出口2c开设于第一臂2右侧面的中部，驱动线缆4自基座1中伸出并从线缆通道2a的入口2b进入线缆通道2a，然后自线缆通道2a的出口2c伸出向上延伸至第二臂3的后端并固定在第二臂3的后端上。

具体来说，线缆通道2a的入口2b和基座1之间设有第一护线管5，线缆通道2a的出口2c和第二臂3的后端之间设有第二护线管6，驱动线缆4依次穿过第一护线管5、线缆通道2a和第二护线管6后被完全包覆，不会裸露，这样即使偶尔因意外情况导致驱动线缆4和其他构件触碰，也不会对驱动线缆4造成损伤。本实施例中，第一护线管5和第二护线管6均为弹簧管，弹簧管具有一定的刚性和一定的弹性，实现刚柔结合，第一护线管5和第二护线管6在为驱动线缆4提供防护的同时还具有导向、减缓冲击力、防止晃动等作用。此外，弹簧管还可以采用波纹管或橡胶管来替代。

如图2和图3所示，第一护线管5的下端插入基座1并固定，第一护线管5的上端通过第一固定件7固定在入口2b的内侧壁上，第二护线管6的下端通过第二固定件8固定在出口2c的外侧壁上，第二护线管6的上端通过第三固定件9固定在第二臂3的后端。位于第一臂2右侧面的出口2c的外缘上设有第一导向板10，第二固定件8将第二护线管6的下端固定在第一导向板10上，第二臂3的后端设有第二导向板11，第三固定件9将第二护线管6的上端固定在第二导向板11上，第一导向板10和第二导向板11共同作用在第二护线管6上使第二护线管6向第一臂2右侧面方向呈凸状弯曲形成冗余部6a。在本实施例中，第一固定件7、第二固定件8和第三固定件9均为卡箍。采用卡箍方便第一护线管5和第二护线管6的拆装和调试。此外在本发明的其他实施例中，第一固定件7、第二固定件8和第三固定件9还可以采用夹子、捆束带等代替使用。

在本实施例中，冗余部6a呈抛物线形或者圆弧形，冗余部6a向外凸出的最远距离值小于或等于第二护线管6下端到第二护线管6上端的直线距离，这样穿设在第二护线管6内的驱动线缆4的弯折角度变小，驱动线缆4可以集成更多信号线和电源线，以便在机器人上布置更多的传感器和驱动机构，提高机器人的动作精度和灵活性。

本发明的原理如下：在驱动电机和联动角架12分别设置在第一臂2右侧面和第一臂2左侧面的情况下，通过在第一臂2中开设线缆通道2a，线缆从基座1位于第一臂2左侧面处引出，通过入口2b进入第一臂2内部，然后从第一臂2右侧面的出口2c穿出并向上延伸至第二臂3后端，然后固定在第二臂3后端上接入设置在第二臂3后端的驱动电机上，这样驱动线缆4能够避开设置在第一臂2上部左侧面的联动角架12，不会和联动角架12发生触碰和干涉，从而能够保护驱动线缆4不会受到磨损。同时由于驱动线缆4受到第一护线管5和第二护线管6的保护，能够避免与外界的其他构件接触，进一步降低了触碰、磨损的风险。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种码垛机器人，包括基座(1)、转动安装在基座(1)上的第一臂(2)、转动连接在第一臂(2)上的第二臂(3)和用于给驱动第二臂(3)的驱动电机供给动力的驱动线缆(4)，其特征在于，所述第一臂(2)内设有线缆通道(2a)，所述线缆通道(2a)的入口(2b)开设在第一臂(2)左侧面的下端，所述线缆通道(2a)的出口(2c)开设于第一臂(2)右侧面的中部，所述驱动线缆(4)自基座(1)中伸出并从线缆通道(2a)的入口(2b)进入线缆通道(2a)，然后自线缆通道(2a)的出口(2c)伸出向上延伸至第二臂(3)的后端并固定在第二臂(3)的后端上。

2.根据权利要求1所述的一种码垛机器人，其特征在于，所述线缆通道(2a)的入口(2b)和基座(1)之间设有第一护线管(5)，所述线缆通道(2a)的出口(2c)和第二臂(3)的后端之间设有第二护线管(6)，所述驱动线缆(4)依次穿过第一护线管(5)、线缆通道(2a)和第二护线管(6)。

3.根据权利要求2所述的一种码垛机器人，其特征在于，所述第一护线管(5)的下端插入所述基座(1)并固定，所述第一护线管(5)的上端通过第一固定件(7)固定在所述入口(2b)的内侧壁上，所述第二护线管(6)的下端通过第二固定件(8)固定在出口(2c)的外侧壁上，所述第二护线管(6)的上端通过第三固定件(9)固定在所述第二臂(3)的后端。

4.根据权利要求3所述的一种码垛机器人，其特征在于，位于第一臂(2)右侧面的出口(2c)的外缘上设有第一导向板(10)，所述第二固定件(8)将所述第二护线管(6)的下端固定在第一导向板(10)上，所述第二臂(3)的后端设有第二导向板(11)，所述第三固定件(9)将所述第二护线管(6)的上端固定在第二导向板(11)上，所述第一导向板(10)和所述第二导向板(11)共同作用在第二护线管(6)上使第二护线管(6)向第一臂(2)右侧面方向呈凸状弯曲形成冗余部(6a)。

5.根据权利要求4所述的一种码垛机器人，其特征在于，所述冗余部(6a)呈抛物线形或者圆弧形，所述冗余部(6a)向外凸出的最远距离值小于或等于第二护线管(6)下端到第二护线管(6)上端的直线距离。

6.根据权利要求3或4或5所述的一种码垛机器人，其特征在于，所述第一固定件(7)、第二固定件(8)和第三固定件(9)均为卡箍、夹子、捆束带中的一种。

7.根据权利要求2或3或4或5所述的一种码垛机器人，其特征在于，所述第一护线管(5)和第二护线管(6)均为弹簧管、波纹管或橡胶管中的一种。