CN109626141B - 机器人用线缆自动收放装置 - Google Patents

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Abstract

机器人用线缆自动收放装置，涉及信息远端有线传送领域。本发明是为了解决现有的不能很好的与特种机器人行走速度匹配和不能自如的排线的问题。电机的输出轴上固定有行走驱动端同步带轮，卷线轴筒的两端筒面上固定有卷线盘，卷线盘用于将线缆限制在卷线轴筒上，两侧卷线盘的外侧壁盘口中各嵌有一个卷线盘连接组件，与行走驱动端同步带轮同侧的卷线盘连接组件上套有宽带轮，两个卷线轴筒支撑框架的内侧壁上分别固定一个卷轴架板，通过每个卷轴架板连接一个卷线盘连接组件，将卷线盘支撑起来，行走驱动端同步带轮和宽带轮上套有行走驱动端同步带。它用于自动收放线。

Description

机器人用线缆自动收放装置
技术领域
本发明涉及一种实现机器人用线缆自动收放装置，涉及信息远端有线传送领域，尤其涉及特种机器人远端控制技术。
背景技术
在特殊环境作业中，越来越多的用到了特种机器人。因为特种机器人具有精度高，稳定性好，灵活性高，越野能力强的优点，减少了作业中风险：避免操作者直接暴露在危险环境中作业时的危险状况，预先提供目标地实际环境状况等优点，同时机器人上有传感器及摄像监控设备，可以对现场环境实时监测，对现场环境分析提供依据。
在远距离信息传送领域中，特种机器人需要与终端设备进行数据传输，通常有两种数据传输方式：一种无线传输方式，另一种是有线传输方式。基于以上情况当环境不允许使用无线传输情况譬如信号屏蔽、有信号干扰等区域时，无线传输就受到限制，另外有线传输这种传输方式需要进行收放线的收放线装置，目前的收放线装置不能很好的与特种机器人行走速度匹配、自如的排线及很好的进行视觉控制。
发明内容
本发明是为了解决现有的不能很好的与特种机器人行走速度匹配和不能自如的排线的问题。现提供机器人用线缆自动收放装置。
机器人用线缆自动收放装置，
该装置设置在特种机器人车体1上，
特种机器人车体1包括电机、行走驱动端同步带轮1-1和行走驱动端同步带1-2，
所述机器人用线缆自动收放装置包括卷线轴筒支撑框架、卷线轴筒2-1、两个卷线盘连接组件、宽带轮2-2和卷线盘2-3，
电机的输出轴上固定有行走驱动端同步带轮1-1，卷线轴筒2-1的两端筒面上固定有卷线盘2-3，卷线盘2-3用于将线缆19限制在卷线轴筒2-1上，
两侧卷线盘2-3的外侧壁盘口中各嵌有一个卷线盘连接组件，与行走驱动端同步带轮1-1同侧的卷线盘连接组件上套有宽带轮2-2，两个卷线轴筒支撑框架的内侧壁上分别固定一个卷轴架板20-5，通过每个卷轴架板20-5连接一个卷线盘连接组件，将卷线盘2-3支撑起来，
行走驱动端同步带轮1-1和宽带轮2-2上套有行走驱动端同步带1-2，
特种机器人车体1行走，驱动电机带动行走驱动端同步带轮1-1转动，转动力通过行走驱动端同步带1-2带动宽带轮2-2转动，宽带轮2-2通过卷线盘连接组件带动卷线盘2-3和卷线轴筒2-1转动，实现对卷线轴筒2-1上的线缆19进行同步收放。
本发明的有益效果为：
本申请通过特种机器人车体行走带动宽带轮转动，宽带轮转动带动一号卷筒固定轴、卷线轴筒、卷线盘和二号卷筒固定轴转动，实现绕线。
另外，宽带轮通过排线器端同步带带动排线器端带轮转动，使排线装置左右往复移动，将收回的线缆整齐的缠绕在卷线轴筒上。
本申请能能够实现自动收放线，并实现与行走驱动联动及同步功能。
附图说明
图1为具体实施方式一中机器人用线缆自动收放装置的结构示意图；
图2为光纤放线装置的结构示意图；
图3为排线装置的结构示意图；
图4为光纤放线装置的立体结构图；
图5为卷筒连接组件的结构示意图；
图6为图5中A处的放大图；
图7为图5中B处的放大图；
图8为一个卷轴架板的结构示意图；
图9为另一个卷轴架板的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1、图2、图8和图9具体说明本实施方式，本实施方式所述的机器人用线缆自动收放装置，该装置设置在特种机器人车体1上，
特种机器人车体1包括电机、行走驱动端同步带轮1-1和行走驱动端同步带1-2，
所述机器人用线缆自动收放装置包括卷线轴筒支撑框架、卷线轴筒2-1、两个卷线盘连接组件、宽带轮2-2和卷线盘2-3，
电机的输出轴上固定有行走驱动端同步带轮1-1，卷线轴筒2-1的两端筒面上固定有卷线盘2-3，卷线盘2-3用于将线缆19限制在卷线轴筒2-1上，
两侧卷线盘2-3的外侧壁盘口中各嵌有一个卷线盘连接组件，与行走驱动端同步带轮1-1同侧的卷线盘连接组件上套有宽带轮2-2，两个卷线轴筒支撑框架的内侧壁上分别固定一个卷轴架板20-5，通过每个卷轴架板20-5连接一个卷线盘连接组件，将卷线盘2-3支撑起来，
行走驱动端同步带轮1-1和宽带轮2-2上套有行走驱动端同步带1-2，
特种机器人车体1行走，驱动电机带动行走驱动端同步带轮1-1转动，转动力通过行走驱动端同步带1-2带动宽带轮2-2转动，宽带轮2-2通过卷线盘连接组件带动卷线盘2-3和卷线轴筒2-1转动，实现对卷线轴筒2-1上的线缆19进行同步收放。
本实施方式中，特种机器人车体起到载体及线缆自动收放驱动作用，即车体行走驱动电机带动行走驱动端同步带、通过行走驱动端同步带传送到光纤放线装置中的宽带轮实现一定的速率配比，并传送到卷轴装配实现线缆的收放及同步功能。
光纤放线装置2具有绕线、放线、自动排线、线缆过载自动保护几种功能。
具体实施方式二：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括排线装置，
排线装置用于将收回的线缆19整齐的缠绕在卷线轴筒2-1上。
具体实施方式三：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，排线装置包括光杆3、排线器导向4、排线器端同步带5、排线器端带轮6和排线器7，
宽带轮2-2和排线器端带轮6上套有排线器端同步带5，排线器端带轮6套在光杆3上，排线器7设置在光杆3上，排线器导向4设置在排线器7上，线缆19穿过排线器导向4缠绕在卷线轴筒2-1上，
宽带轮2-2转动通过排线器端同步带5带动排线器端带轮6转动，排线器端带轮6转动从而驱动排线器7和排线器导向4在光杆3上沿直线往复移动，从而带动线缆19往复移动，将收回的线缆19整齐的缠绕在卷线轴筒2-1上。
本实施方式中，排线器端同步带带动排线器端带轮通过一定的速率配比驱动排线器左右往复移动，并在排线器导向轮、阻凝机构、接线器、防护罩配合下实现在卷线轴筒、卷线盘组件上排线，线缆另一端与终端控制盒连接完成数据传输并实现远端控制。
具体实施方式四：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，卷线轴筒支撑框架包括光纤放线装置安装底座2-4、两个卷轴架座2-5、盘架上座板2-6和防护罩2-7，
光纤放线装置安装底座2-4设置在特种机器人车体1上，两个卷轴架座2-5设置在光纤放线装置安装底座2-4的两侧，两个卷轴架座2-5的顶端由盘架上座板2-6连接固定，防护罩2-7用于罩住宽带轮2-2、排线器端同步带5和排线器端带轮6。
具体实施方式五：参照图4、图8和图9具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括阻凝机构20，
阻凝机构20包括压紧辊20-1、连接挂板20-2、横杆20-3、压紧弹簧20-4和卷轴架板20-5，
每个卷轴架板20-5固定在一个卷轴架座2-5内侧壁上，
每个卷轴架板20-5的一端连接一个卷线盘连接组件，将卷线盘2-3支撑起来，
横杆20-3穿过两个卷轴架板20-5，压紧弹簧20-4和连接挂板20-2均套在横杆20-3上，且两个卷轴架板20-5分别通过一个压紧弹簧20-4连接同一连接挂板20-2，每个压紧弹簧20-4的一端压在卷轴架板20-5上，另一端压在连接挂板20-2外侧，连接挂板20-2的底端连接压紧辊20-1，
压紧弹簧20-4在压紧力的作用下通过连接挂板20-2带动压紧辊20-1压紧卷线轴筒2-1上的线缆19。
具体实施方式六：参照图5具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，每侧卷线盘连接组件均包括一个卷筒固定轴8、一个卷筒连接座9、一个卷轴固定轴套10、一个卷筒轴承隔套11、一组轴承12、一个固定轴圆螺母13、一个卷筒轴承压圈14和一个卷筒固定轴端盖18，
两侧的卷筒固定轴8分别为一号卷筒固定轴8-1和二号卷筒固定轴8-2，
两侧的卷筒连接座9分别为一号卷筒连接座9-1和二号卷筒连接座9-2，
两侧的卷轴固定轴套10分别为一号轴固定轴套10-1和二号轴固定轴套10-2，
两侧的卷筒轴承隔套11分别为一号卷筒轴承隔套11-1和二号卷筒轴承隔套11-2，
两侧的卷筒固定轴端盖18分别为一号卷筒轴承隔套18-1和二号卷筒轴承隔套18-2，
两个卷筒固定轴8分别嵌入到两侧卷线盘2-3的盘口中，且每个卷筒固定轴8与相邻侧的卷线盘2-3固定连接，
宽带轮2-2套在与行走驱动端同步带轮1-1同侧的一号卷筒固定轴8-1上，套有同步带轮1-1的卷线盘连接组件的结构为：
一号卷筒固定轴8-1上套有一组轴承12，一组轴承12之间通过一号卷筒轴承隔套11-1连接，一号卷筒轴承隔套11-1用于调整一组轴承12的游隙和该组轴承12在一号卷筒固定轴8-1上的预压力，
该组轴承12上套有一号卷轴固定轴套10-1，一个卷轴架板20-5的一端套在一号卷轴固定轴套10-1上，一个固定轴圆螺母13、一个卷筒轴承压圈14和一号卷筒轴承隔套18-1套在一号卷筒固定轴8-1上，用于对该组轴承12的轴向进行固定及将卷线盘2-3的一端固定在卷轴架板20-5上；
另一个卷线盘连接组件的结构为：
二号卷筒固定轴8-2上套有另一组轴承12，另一组轴承12之间通过二号卷筒轴承隔套11-2连接，二号卷筒轴承隔套11-2用于调整另一组轴承12的游隙和该组轴承12在二号卷筒固定轴8-2上的预压力，
该组轴承12上套有二号卷轴固定轴套10-2，二号卷轴固定轴套10-2通过螺钉与相邻的卷线盘2-3连接，另一个卷筒轴承压圈14和二号卷筒轴承隔套18-2套在二号卷筒固定轴8-2上，用于对该组轴承12的轴向进行固定，另一个卷轴架板20-5套在二号卷筒固定轴8-2上，且位于另一个卷筒轴承压圈14的外侧，另一个固定轴圆螺母13套在二号卷筒固定轴8-2上，用于将卷线盘2-3的另一端固定在另一个卷轴架板20-5上；
二号卷轴固定轴套10-2的转动侧壁上连接滑环转动拨叉17，
光纤滑环16设置在二号卷筒固定轴8-2内且与二号卷筒固定轴8-2的内壁连接，线缆19穿过光纤滑环16，且线缆19的输入端连接特种机器人车体1的相应接口，线缆19的输出端从滑环转动拨叉17的端口输出缠绕在卷线轴筒2-1上；
宽带轮2-2转动带动一号卷筒固定轴8-1、卷线轴筒2-1、卷线盘2-3和二号卷筒固定轴8-2转动。
本实施方式中，线缆收放线及排线器过程中牵引线缆达到一定安全拉力时(小于本身拉伸强度)，此时的线缆受力大于摩擦片与卷筒连接座和卷筒固定轴间的摩擦力时卷筒连接座和卷筒固定轴间会产生相对转动，使卷线轴筒、卷线盘组件回转，停止线缆在卷线轴筒、卷线盘组件缠绕线缆动作，避免线缆受到拉力超出一定程度时对线缆的伤害(断裂)，来实现线缆过载自动保护功能。
具体实施方式七：参照图5、图6和图7具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括摩擦片15，
卷筒连接座9通过摩擦片15连接一号卷筒固定轴8-2，
当线缆19受力大于摩擦片15与卷筒连接座9和一号卷筒固定轴8-1间的摩擦力时，卷筒连接座9和一号卷筒固定轴8-1间会产生相对转动，使卷线轴筒2-1回转，停止线缆19在卷线轴筒2-1上缠绕线缆19动作，实现线缆19过载自动保护的作用。
本实施方式中，如图5所示，包括摩擦片15的一个卷筒连接组件端与包括光纤滑环16和滑环转动拨叉17的另一个卷筒连接组件端的结构大小不同，因为包括摩擦片15的一个卷筒连接组件端是由宽带轮2-2带动的，而另一个卷筒连接组件端没有宽带轮2-2，是从动端，所以，为了便于让宽带轮2-2带动，将另一个卷筒连接组件端的结构设计的比包括摩擦片15的一个卷筒连接组件端的结构小。
具体实施方式八：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述的机器人用线缆自动收放装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括接线器21，
接线器21连接盘架上座板2-6，
线缆19的输出端从接线器21中穿出接入终端设备。

Claims (7)

1.机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，
该装置设置在特种机器人车体(1)上，
特种机器人车体(1)包括电机、行走驱动端同步带轮(1-1)和行走驱动端同步带(1-2)，
所述机器人用线缆自动收放装置包括卷线轴筒支撑框架、卷线轴筒(2-1)、两个卷线盘连接组件、宽带轮(2-2)和卷线盘(2-3)，
电机的输出轴上固定有行走驱动端同步带轮(1-1)，卷线轴筒(2-1)的两端筒面上固定有卷线盘(2-3)，卷线盘(2-3)用于将线缆(19)限制在卷线轴筒(2-1)上，
两侧卷线盘(2-3)的外侧壁盘口中各嵌有一个卷线盘连接组件，与行走驱动端同步带轮(1-1)同侧的卷线盘连接组件上套有宽带轮(2-2)，两个卷线轴筒支撑框架的内侧壁上分别固定一个卷轴架板(20-5)，通过每个卷轴架板(20-5)连接一个卷线盘连接组件，将卷线盘(2-3)支撑起来，
行走驱动端同步带轮(1-1)和宽带轮(2-2)上套有行走驱动端同步带(1-2)，
特种机器人车体(1)行走，驱动电机带动行走驱动端同步带轮(1-1)转动，转动力通过行走驱动端同步带(1-2)带动宽带轮(2-2)转动，宽带轮(2-2)通过卷线盘连接组件带动卷线盘(2-3)和卷线轴筒(2-1)转动，实现对卷线轴筒(2-1)上的线缆(19)进行同步收放；
每侧卷线盘连接组件均包括一个卷筒固定轴(8)、一个卷筒连接座(9)、一个卷轴固定轴套(10)、一个卷筒轴承隔套(11)、一组轴承(12)、一个固定轴圆螺母(13)、一个卷筒轴承压圈(14)和一个卷筒固定轴端盖(18)，
两侧的卷筒固定轴(8)分别为一号卷筒固定轴(8-1)和二号卷筒固定轴(8-2)，
两侧的卷筒连接座(9)分别为一号卷筒连接座(9-1)和二号卷筒连接座(9-2)，
两侧的卷轴固定轴套(10)分别为一号卷轴固定轴套(10-1)和二号卷轴固定轴套(10-2)，
两侧的卷筒轴承隔套(11)分别为一号卷筒轴承隔套(11-1)和二号卷筒轴承隔套(11-2)，
两侧的卷筒固定轴端盖(18)分别为一号卷筒固定轴端盖(18-1)和二号卷筒固定轴端盖(18-2)，
两个卷筒固定轴(8)分别嵌入到两侧卷线盘(2-3)的盘口中，且每个卷筒固定轴(8)与相邻侧的卷线盘(2-3)固定连接，
宽带轮(2-2)套在与行走驱动端同步带轮(1-1)同侧的一号卷筒固定轴(8-1)上，套有同步带轮(1-1)的卷线盘连接组件的结构为：
一号卷筒固定轴(8-1)上套有一组轴承(12)，一组轴承(12)之间通过一号卷筒轴承隔套(11-1)连接，一号卷筒轴承隔套(11-1)用于调整一组轴承(12)的游隙和该组轴承(12)在一号卷筒固定轴(8-1)上的预压力，
该组轴承(12)上套有一号卷轴固定轴套(10-1)，一个卷轴架板(20-5)的一端套在一号卷轴固定轴套(10-1)上，一个固定轴圆螺母(13)、一个卷筒轴承压圈(14)和一号卷筒固定轴端盖(18-1)套在一号卷筒固定轴(8-1)上，用于对该组轴承(12)的轴向进行固定及将卷线盘(2-3)的一端固定在卷轴架板(20-5)上；
另一个卷线盘连接组件的结构为：
二号卷筒固定轴(8-2)上套有另一组轴承(12)，另一组轴承(12)之间通过二号卷筒轴承隔套(11-2)连接，二号卷筒轴承隔套(11-2)用于调整另一组轴承(12)的游隙和该组轴承(12)在二号卷筒固定轴(8-2)上的预压力，
该组轴承(12)上套有二号卷轴固定轴套(10-2)，二号卷轴固定轴套(10-2)通过螺钉与相邻的卷线盘(2-3)连接，另一个卷筒轴承压圈(14)和二号卷筒轴承端盖(18-2)套在二号卷筒固定轴(8-2)上，用于对该组轴承(12)的轴向进行固定，另一个卷轴架板(20-5)套在二号卷筒固定轴(8-2)上，且位于另一个卷筒轴承压圈(14)的外侧，另一个固定轴圆螺母(13)套在二号卷筒固定轴(8-2)上，用于将卷线盘(2-3)的另一端固定在另一个卷轴架板(20-5)上；
二号卷轴固定轴套(10-2)的转动侧壁上连接滑环转动拨叉(17)，
光纤滑环(16)设置在二号卷筒固定轴(8-2)内且与二号卷筒固定轴(8-2)的内壁连接，线缆(19)穿过光纤滑环(16)，且线缆(19)的输入端连接特种机器人车体(1)的相应接口，线缆(19)的输出端从滑环转动拨叉(17)的端口输出缠绕在卷线轴筒(2-1)上；
宽带轮(2-2)转动带动一号卷筒固定轴(8-1)、卷线轴筒(2-1)、卷线盘(2-3)和二号卷筒固定轴(8-2)转动。
2.根据权利要求1所述机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，它还包括排线装置，
排线装置用于将收回的线缆(19)整齐的缠绕在卷线轴筒(2-1)上。
3.根据权利要求2所述机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，
排线装置包括光杆(3)、排线器导向(4)、排线器端同步带(5)、排线器端带轮(6)和排线器(7)，
宽带轮(2-2)和排线器端带轮(6)上套有排线器端同步带(5)，排线器端带轮(6)套在光杆(3)上，排线器(7)设置在光杆(3)上，排线器导向(4)设置在排线器(7) 上，线缆(19)穿过排线器导向(4)缠绕在卷线轴筒(2-1)上，
宽带轮(2-2)转动通过排线器端同步带(5)带动排线器端带轮(6)转动，排线器端带轮(6)转动从而驱动排线器(7)和排线器导向(4)在光杆(3)上沿直线往复移动，从而带动线缆(19)往复移动，将收回的线缆(19)整齐的缠绕在卷线轴筒(2-1)上。
4.根据权利要求1所述机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，卷线轴筒支撑框架包括光纤放线装置安装底座(2-4)、两个卷轴架座(2-5)、盘架上座板(2-6)和防护罩(2-7)，
光纤放线装置安装底座(2-4)设置在特种机器人车体(1)上，两个卷轴架座(2-5)设置在光纤放线装置安装底座(2-4)的两侧，两个卷轴架座(2-5)的顶端由盘架上座板(2-6)连接固定，防护罩(2-7)用于罩住宽带轮(2-2)、排线器端同步带(5)和排线器端带轮(6)。
5.根据权利要求4所述机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，它还包括阻凝机构(20)，
阻凝机构(20)包括压紧辊(20-1)、连接挂板(20-2)、横杆(20-3)、压紧弹簧(20-4)和卷轴架板(20-5)，
每个卷轴架板(20-5)固定在一个卷轴架座(2-5)内侧壁上，
每个卷轴架板(20-5)的一端连接一个卷线盘连接组件，将卷线盘(2-3)支撑起来，
横杆(20-3)穿过两个卷轴架板(20-5)，压紧弹簧(20-4)和连接挂板(20-2)均套在横杆(20-3)上，且两个卷轴架板(20-5)分别通过一个压紧弹簧(20-4)连接同一连接挂板(20-2)，每个压紧弹簧(20-4)的一端压在卷轴架板(20-5)上，另一端压在连接挂板(20-2)外侧，连接挂板(20-2)的底端连接压紧辊(20-1)，
压紧弹簧(20-4)在压紧力的作用下通过连接挂板(20-2)带动压紧辊(20-1)压紧卷线轴筒(2-1)上的线缆(19)。
6.根据权利要求5所述机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，它还包括摩擦片(15)，
卷筒连接座(9)通过摩擦片(15)连接一号卷筒固定轴(8-1)，
当线缆(19)受力大于摩擦片(15)与卷筒连接座(9)和一号卷筒固定轴(8-1)间的摩擦力时，卷筒连接座(9)和一号卷筒固定轴(8-1)间会产生相对转动，使卷线轴筒(2-1)回转，停止线缆(19)在卷线轴筒(2-1)上缠绕线缆(19)动作，实现线缆(19)过载自动保护的作用。
7.根据权利要求6所述机器人用线缆自动收放装置，其特征在于，它还包括接线器(21)，
接线器(21)连接盘架上座板(2-6)，
线缆(19)的输出端从接线器(21)中穿出接入终端设备。
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