CN111185938A - 护线装置和机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种护线装置和机器人。该护线装置包括固定座和线缆保护器；所述线缆保护器包括绕线轴，所述绕线轴架设在所述固定座上；所述绕线轴用于缠绕线缆，在所述线缆作用下所述绕线轴在所述固定座上能自由转动。线缆在被动移动过程中形成的扭转变化，会直接作用到绕线轴上，从而将线缆的扭转能量转化到绕线轴的动能上，避免了线缆与其它零部件间的摩擦，同时线缆的长度可变。

Description

护线装置和机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域，具体涉及一种护线装置和机器人。

背景技术

近年来机器人技术发展迅速，机器人已经应用于众多领域，工业机器人以高精度、高效率等优点在搬运、焊接等自动化生产中发挥着重要的作用，极大地提高了生产率，解放了人们的双手。

机器人的可靠性意味着机器人的寿命，对于机器人来说至关重要，大部分工业机器人运行速度高、运动范围大，而且有时还会伴有空间姿态的变化，在运行的过程中会不断的拉扯和扭转电缆，线缆随机器人运动摩擦的过程中可能还会伴有剧烈噪声，尽管现在有些机器人已经采取在线缆外面包装保护套和涂抹润滑油等措施，但是在机器人长期运行的过程中还是会出现疲劳损坏，甚至线缆断裂的问题。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种护线装置和机器人，能够减少线缆受力和噪音。

为了解决上述问题，本申请提供一种护线装置，包括固定座和线缆保护器；

所述线缆保护器包括绕线轴，所述绕线轴架设在所述固定座上；所述绕线轴用于缠绕线缆，在所述线缆作用下所述绕线轴在所述固定座上能自由转动。

优选地，所述绕线轴的外周面上设有能容纳所述线缆的线槽，所述线槽在沿所述绕线轴的轴向上为螺旋布置。

优选地，所述绕线轴两端匹配地设有轴承结构，所述固定座包括有固定槽，所述轴承结构设在所述固定槽中。

优选地，所述轴承结构活动地设在所述固定槽中，能沿所述绕线轴的轴向方向上移动。

优选地，所述轴承结构包括轴承座和轴承，所述轴承设在所述轴承座上，所述轴承座设在所述固定槽中；所述轴承承载所述绕线轴端部，该承载面包括锥形面。

优选地，所述线缆保护器还包括弹性件，所述弹性件设在所述固定槽中，一端抵接在所述轴承结构，沿所述绕线轴的轴向方向上提供弹力。

优选地，所述弹性件包括调节件，所述调节件用于调节所述弹性件的弹力。

优选地，所述调节件包括垫板和螺钉，所述垫板设在所述固定槽中，抵接所述弹性件的另一端；所述固定槽底穿设有螺钉孔，所述螺钉与所述螺钉孔螺纹连接，顶端抵接所述垫板。

根据本申请的另一方面，提供了一种机器人，包括如上所述的护线装置。

优选地，所述机器人包括基座、小臂和线缆，所述小臂设在所述基座上，所述护线装置设在所述小臂上；所述护线装置与所述基座之间设有波纹管，所述线缆穿设在所述波纹管中，一端与所述绕线轴连接。

本申请提供的一种护线装置，包括固定座和线缆保护器；所述线缆保护器包括绕线轴，所述绕线轴架设在所述固定座上；所述绕线轴用于缠绕线缆，在所述线缆作用下所述绕线轴在所述固定座上能自由转动。线缆在被动移动过程中形成的扭转变化，会直接作用到绕线轴上，从而将线缆的扭转能量转化到绕线轴的动能上，避免了线缆与其它零部件间的摩擦，同时线缆的长度可变。

附图说明

图1为本申请实施例的护线装置的结构示意图；

图2为本申请实施例的机器人的部分结构示意图。

附图标记表示为：

1、绕线轴；11、线槽；2、轴承；3、轴承座；4、固定槽；41、螺钉孔；5、弹簧；6、垫板；7、挡板；8、线缆；81、波纹管；9、小臂；10、基座。

具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本申请的实施例，一种护线装置，包括固定座和线缆保护器；所述线缆保护器包括绕线轴1，所述绕线轴1架设在所述固定座上；所述绕线轴1用于缠绕线缆8，在所述线缆8作用下所述绕线轴1在所述固定座上能自由转动。

在固定座上架设绕线轴1，该绕线轴1能在固定座上自由转动，在绕线轴1上固定有线缆8时，若线缆8受到扭转作用时，会带到绕线轴1转动，线缆8相应地缠绕到绕线轴1上，这样能避免线缆8与其余零部件之间发生摩擦；同时线缆8由于缠绕在绕线轴1上，在使用时相应长度上可进行长短调节。还有通过绕线轴1的转动，使得线缆8更具柔性，减少线缆8的弯折和晃动，减少振动和噪音。

在一些实施例中，绕线轴1的外周面上设有线槽11，线槽11在沿绕线轴1的轴向上为螺旋布置。

在绕线轴1的旋转周面上设置能容纳所述线缆8的线槽11，尤其是线槽11在轴向上螺旋布置，在线缆8缠绕到绕线轴1上时，线缆8正好匹配地螺旋缠绕在线槽11中；此线槽11能起到引导和限位线缆8的作用。

在一些实施例中，绕线轴1两端匹配地设有轴承结构，固定座包括有固定槽4，轴承结构设在所述固定槽4中。

绕线轴1通过轴承结构架设在固定槽4中，能保证绕线轴1在固定座上的稳定性，方便线缆8缠绕到绕线轴1上。

在一些实施例中，轴承结构活动地设在固定槽4中，能沿绕线轴1的轴向方向上移动。

由于轴承结构活动地设在固定槽4中，能方便装配和维修；同时确保绕线轴1在受到线缆8沿轴向作用力的情况下，绕线轴1能缓冲相应的作用力。

轴承结构的具体结构中，包括轴承座3和轴承2，轴承2设在轴承座3上，轴承座3设在固定槽4中；轴承2承载绕线轴1端部，该承载面包括锥形面。采用锥形承载面，能保证绕线轴1的两端插设在轴承2上，承载力强。在实际应用中，该承载面也可设为圆柱面。

在一些实施例中，线缆保护器还包括弹性件，弹性件设在固定槽4中，一端抵接在轴承结构，沿绕线轴1的轴向方向上提供弹力。

在轴承结构的端部设置弹性件，能始终给绕线轴1提供轴向上的弹力，这样在绕线轴1受到轴向上作用时，起到缓冲作用，将线缆8传递过来的拉扯转化为弹性件的势能，这样可以减少线缆的运动幅度和弯折，保护线缆，同时线缆会在受力的那个方向变长，使线缆具有一定的柔性。具体的该弹性件如弹簧5，通过弹簧5的拉伸或压缩等形变，将线缆8对绕线轴1的拉扯力消耗掉。

在一些实施例中，弹性件包括调节件，调节件用于调节弹性件的弹力。

弹性件设置调节件，用于调节弹性件的弹力，既能防止绕线轴1脱离轴承结构，又能调整绕线轴1的轴向移动的阻力大小。

其中，调节件的具体结构包括垫板6和螺钉，垫板6能移动地设在固定槽4中，抵接弹性件的另一端；固定槽4底穿设有螺钉孔41，螺钉与螺钉孔41螺纹连接，顶端抵接垫板6。通过螺钉拧进固定槽4，顶靠垫板6使得弹性件的形变距离发生变化，达到调节弹性件的弹力目的。

根据本申请的另一实施例，一种机器人，包括如上所述的护线装置。

在一些实施例中，机器人包括基座10、小臂9和线缆8，小臂9设在基座10上，护线装置设在小臂9上；护线装置与基座10之间设有波纹管81，线缆8穿设在波纹管81中，一端与绕线轴1连接。

下面以SCARA机器人为例，线缆8通过防止摩擦的保护网从基座10处通过波纹管81穿到小臂9上护线装置，由于机器人运动所需的电机、制动解除开关等设备都集中在小臂9，导致运动过程中小臂9的线缆8易发生疲劳失效。在小臂9一端上通过支撑结构来固定护线装置，即护线装置中固定座可作为小臂9一部分，或固定在小臂9上，这样线缆8通过护线装置得到支撑，减少了线缆8和机器人其余部件间的碰撞和摩擦，当机器人的线缆8发生扭转和拉扯时，可以通过机器人线缆8保护装置转换为绕线轴1的旋转，以及弹簧5的拉伸和压缩，通过把线缆8中的能量转化为绕线轴1的动能和弹簧5的弹性势能进行消耗进而保护线缆8，减小机器人的线缆8的弯折和晃动，同时通过绕线轴1的转动使得线缆8更具柔性，通过绕线轴1的转动使得线缆8长度可变，进而可以减小振动和噪声，使机器人运行更加平稳。

护线装置在机器人上具体装配，如图1所示，其中固定槽4可通过螺钉固定在小臂9上，弹簧5和垫板6设在固定槽4中，弹簧5另一侧为轴承座3，轴承座3和轴承2外圈为过盈配合，绕线轴1锥面和锥形轴承2配合，另一固定槽4可设为两端开口，可在其他部件安装完成后，弹簧5等部件可以通过固定槽4的开口安装，安装完成后可以通过挡板7和固定槽4配合连接，安装完成后，还可以通过固定槽4的弹簧5预紧力调节的螺钉孔41，用螺钉或螺栓来调节固定装置的预紧力。

本机器人通过护线装置减少线缆8的振动和摩擦，同时对线缆8波纹管81增加了固定，减少了机器人线缆8和其他机器人零部件的碰撞，进而减小整机的振动和噪声，使机器人运行更加平稳。

通过护线装置同时把线缆8在运动过程中受到的扭转和拉扯的力，转换为绕线轴1的旋转和弹簧5的拉伸和压缩，通过把线缆8中的能量转化为绕线轴1的动能和弹簧5的弹性势能。通过绕线轴1的转动使得线缆8更具柔性，通过绕线轴1的转动使得线缆8长度可变。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种护线装置，其特征在于，包括固定座和线缆保护器；

所述线缆保护器包括绕线轴(1)，所述绕线轴(1)架设在所述固定座上；所述绕线轴(1)用于缠绕线缆(8)，在所述线缆(8)作用下所述绕线轴(1)在所述固定座上能自由转动。

2.根据权利要求1所述的护线装置，其特征在于，所述绕线轴(1)的外周面上设有能容纳所述线缆(8)的线槽(11)，所述线槽(11)在沿所述绕线轴(1)的轴向上为螺旋布置。

3.根据权利要求1或2所述的护线装置，其特征在于，所述绕线轴(1)两端匹配地设有轴承结构，所述固定座包括有固定槽(4)，所述轴承结构设在所述固定槽(4)中。

4.根据权利要求3所述的护线装置，其特征在于，所述轴承结构活动地设在所述固定槽(4)中，能沿所述绕线轴(1)的轴向方向上移动。

5.根据权利要求3所述的护线装置，其特征在于，所述轴承结构包括轴承座(3)和轴承(2)，所述轴承(2)设在所述轴承座(3)上，所述轴承座(3)设在所述固定槽(4)中；所述轴承(2)承载所述绕线轴(1)端部，该承载面包括锥形面。

6.根据权利要求4所述的护线装置，其特征在于，所述线缆保护器还包括弹性件，所述弹性件设在所述固定槽(4)中，一端抵接在所述轴承结构，沿所述绕线轴(1)的轴向方向上提供弹力。

7.根据权利要求6所述的护线装置，其特征在于，所述弹性件包括调节件，所述调节件用于调节所述弹性件的弹力。

8.根据权利要求7所述的护线装置，其特征在于，所述调节件包括垫板(6)和螺钉，所述垫板(6)设在所述固定槽(4)中，抵接所述弹性件的另一端；所述固定槽(4)底穿设有螺钉孔(41)，所述螺钉与所述螺钉孔(41)螺纹连接，顶端抵接所述垫板(6)。

9.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的护线装置。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括基座(10)、小臂(9)和线缆(8)，所述小臂(9)设在所述基座(10)上，所述护线装置设在所述小臂(9)上；所述护线装置与所述基座(10)之间设有波纹管(81)，所述线缆(8)穿设在所述波纹管(81)中，一端与所述绕线轴(1)连接。

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