CN113650006A - 一种气管布置装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气管布置装置及机器人，属于机器人技术领域，以解决机器人上的气管在摆臂外面，随着机器人的运动容易造成气管剐蹭和拉扯引起气管断裂的问题。本发明一种气管布置装置，包括：气管；安装部件，设有用于固定气管的固定部件；收纳机构，设置在所述安装部件上，用于收纳气管，所述收纳机构设有气管入口和气管出口；气动执行机构，活动安装在所述安装部件上做直线运动，并在所述安装部件上沿运动方向依次设有第一运动位置、第二运动位置和第三运动位置，所述气动执行机构设有供气孔。本发明气管可根据摆臂的运动需要自动伸出一部分，避免预留长度过大造成被扯断和剐蹭的问题。

Description

一种气管布置装置及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种气管布置装置及机器人。

背景技术

SCARA机器人是一种常用于3C行业的工业机器人，在其末端常设有气动工装治具等用于搬运、抓取等操作。气动治具需与机器人上的气管接口相连，以保证气体回路的流通。传统的SCARA机器人通常只将气管接口设于外罩的上方，与治具的气管接口处相距较远，因此需要在机器人气管接口处与治具气管接口处之间设有较长的气管，以保证机器人丝杆上下运动时机器人气管接口与治具气管接口之间仍能顺畅连接。如图1所示，机器人上的气管10挂在机器人摆臂外面，并且随着摆臂的运动而进行无规律的摆动或晃动，在工序密集的岗位上，悬挂在机器人关节臂外面的气管容易被外部环境中的器械等剐蹭或拉扯，从而造成气管破坏。

发明内容

鉴于此，本发明公开了一种气管布置装置及机器人，用以解决机器人上的气管在摆臂外面，随着机器人的运动容易造成气管剐蹭和拉扯引起气管断裂的问题。

本发明为实现上述的目标，采用的技术方案是：

本发明第一方面公开了一种气管布置装置，包括：气管；安装部件，设有用于固定气管的固定部件；收纳机构，设置在所述安装部件上，用于收纳所述气管一部分长度，所述收纳机构设有气管入口和气管出口；气动执行机构，活动安装在所述安装部件上做直线运动，并在所述安装部件上沿运动方向依次设有第一运动位置、第二运动位置和第三运动位置，所述气动执行机构设有供气孔；所述气管的部分管段从所述气管入口引入收纳机构内并从所述气管出口引出，其出气端口插装在所述供气孔内；当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第一运动位置运动到所述第二运动位置时，所述气管出口和所述供气孔之间的一段气管的长度固定不变；当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第二运动位置运动到所述第三运动位置时，所述气动执行机构拉扯所述气管从所述气管出口伸长一部分；当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第三运动位置运动到所述第二运动位置时，所述收纳机构将所述供气孔与气管出口之间的一段气管收纳回一部分。

进一步，所述气动执行机构在所述安装部件一侧做直线运动，所述气管出口与所述供气孔位于所述安装部件的同侧。

进一步，所述气管出口相对所述气管入口靠近所述供气孔设置。

进一步，收纳机构包括：收纳盒，设置在所述安装部件上，其上设有所述气管入口和所述气管出口；弹性部件，设置在所述收纳盒内，所述气管与所述弹性部件相接触；当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第二运动位置运动到所述第三运动位置时，所述气动执行机构拉扯所述气管挤压所述弹性部件产生弹性形变，使所述气管从所述气管出口伸长一部分；当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第三运动位置运动到所述第二运动位置时，所述弹性部件恢复形变，将所述气管从所述气管出口收纳回一部分。

进一步，所述弹性部件为涡卷弹片，所述涡卷弹片内圈固定设置在所述收纳盒内，所述涡卷弹片的外圈作为自由部，所述气管绕在所述涡卷弹片的外圈上并从所述气管出口引出。

进一步，所述涡卷弹片相邻两层弹片的间距沿着第一方向逐渐增大，所述第一方向远离所述气管出口并靠近所述气管入口的方向。

进一步，所述气管布置机构还包括盖板，所述盖板可拆卸地固定在所述安装部件上，所述盖板上与所述安装部件同侧的一面设有管槽，所述气管从所述管槽一端引入并从所述管槽的另一端引出进入所述气管入口。

进一步，所述收纳盒固定设置在所述安装部件上，或所述收纳盒通过所述盖板固定设置在所述安装部件上。

所述气管包括多段，多段气管端口通过气管接头首尾串联形成气道，其中一个气管接头设置在所述盖板上所述管槽的另一端，另一个气管接头作为所述固定部件设置在所述安装部件上。

本发明第二方面公开了一种机器人，包括第一方面所述的一种气管布置装置，所述机器人具有第一摆臂，所述安装部件作为所述机器人的第一摆臂。

进一步，所述机器人还包括：底座，设有进气口；所述第一摆臂设置在所述底座上；弯管，其两端连接在所述底座和所述安装部件上，所述气管的一部分位于所述弯管内，所述气管的一端从所述弯管穿出并从所述安装部件的所述固定部件穿过，所述气管的另一端连接在所述进气口的位置。

进一步，所述机器人还包括第二摆臂，所述第一摆臂通过所述第二摆臂转动连接在所述底座上，且所述第一摆臂可相对所述第二摆臂转动，所述弯管上与所述第一摆臂连接的一端可随着所述第一摆臂运动。

有益效果：本发明气动执行机构从第一运动位置运动到第二运动位置时，所述气管出口和所述供气孔之间的一段气管的长度固定不变，气管的预留长度可满足气动执行机构从第一运动位置运动到第二运动位置所需气管长度的需求；同时为了不使气管过长，避免在工作的过程对气管剐蹭，设置了收纳机构对气管出口和所述供气孔之间的一段气管预先收纳一部分长度，在运动到第三运动位置时，所述气管出口和所述供气孔之间的一段气管的长度最大，气管从收纳机构拉扯出，当不需要过长的气管裸露在外部时，则收纳机构将气管收纳一部分，使部分预留长度的气管裸露在外部。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本发明公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中机器人气管布置的示意图；

图2示出了本发明实施例2中机器人采用气管布置机构的结构示意图；

图3示出了本发明实施例1气管布置机构中安装部件内部结构示意图；

图4示出了本发明实施例1气管布置机构省略了安装部件的结构简图；

图5示出了本发明实施例1气管布置机构在所述安装部件处的布置示意图；

图6示出了本发明实施例1气管布置机构的仰视图；

图7示出了本发明实施例1中收纳机构的一种实施方式的结构图；

图8示出了图7中弹性部件为涡卷弹片受压变形的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

为进一步阐述本发明中的技术方案，现结合图2-图8所示，提供了如下具体实施例。

实施例1

在本实施例中提供了一种气管布置装置，如图2-图6所示，包括：气管10；安装部件20，设有用于固定气管10的固定部件21；收纳机构40，设置在所述安装部件20上，用于收纳所述气管10一部分长度，所述收纳机构40设有气管入口a和气管出口b；气动执行机构50，活动安装在所述安装部件20上做直线运动，并在所述安装部件20上沿运动方向依次设有第一运动位置、第二运动位置和第三运动位置，所述气动执行机构50设有供气孔51；所述气管10的部分管段从所述气管入口a引入收纳机构内并从所述气管出口b引出，其出气端口a插装在所述供气孔51内；当所述气动执行机构50在所述安装部件20上从所述第一运动位置运动到所述第二运动位置时，所述气管出口b和所述供气孔51之间的一段气管10的长度固定不变；当所述气动执行机构50在所述安装部件20上从所述第二运动位置运动到所述第三运动位置时，所述气动执行机构50拉扯所述气管10从所述气管出口b伸长一部分；当所述气动执行机构50在所述安装部件20上从所述第三运动位置运动到所述第二运动位置时，所述收纳机构40将所述供气孔51与气管出口b之间的一段气管收纳回一部分。

需要特别说明的是，本实施例中的气管10可以是多段气管通过接头的方式形成的，也可以是整根气管。

在一个实施方式中，所述气动执行机构依次运动到所述第一运动位置、第二运动位置和第三运动位置时，其行程依次增大，使所述供气孔51逐渐远离所述气管出口b的位置。可选的，所述第一运动位置可以为气动执行机构的初始位置，第三运动位置为气动执行机构最大运动行程所在位置，即在第一运动位置时，位于所述气管出口b与所述供气孔51之间的一段气管10由于预留一部分长度，则发生挠曲。当运动到最大行程时，则气管10被扯直，同时将所述收纳机构40收纳预留的气管10从所述气管出口b伸出。

在本实施例的一个实施方式中，所述气动执行机构50包括气动夹爪52，所述气动夹爪通过升降组件53与所述安装部件20连接，升降组件53带动所述气动夹爪52在所述安装部件20的一侧做直线运动，其中升降组件53可以为滚珠花键丝杠(现有技术，通过电机驱动既可以实现旋转运动，又可以实现升降运动，属于SCARA机器人常用的结构)，也可以为丝杠导轨组件或通过电机驱动的齿轮齿条组件等现有技术实现直线运动，气动夹爪52安装在升降组件53的活动端，如采用丝杠导轨组件时，可在安装部件20上设置两个平行的导轨，导轨上设置滑块，丝杠与所述滑块螺纹连接，丝杠通过电机驱动带动滑块做直线运动，所述气动夹爪52固定安装在所述滑块上，通过电机驱动丝杠选择进而带动气动夹爪52实现直线运动，在本实施例中不做重点描述。

进一步，所述气动执行机构50在所述安装部件20一侧做直线运动，所述气管出口b与所述供气孔51位于所述安装部件20的同侧，避免气管10过程出现剐蹭和拉扯。在实际应用中，所述气管出口b相对所述气管入口a靠近所述供气孔51设置，可更进一步缩短气管10的长度。

在本实施例的一个优选实施方式中，如图7和图8所示，所述收纳机构40包括：收纳盒41，设置在所述安装部件20上，其上设有所述气管入口a和所述气管出口b；弹性部件42，设置在所述收纳盒41内，所述气管10与所述弹性部件42相接触；当所述气动执行机构50在所述安装部件20上从所述第二运动位置运动到所述第三运动位置时，所述气动执行机构50拉扯所述气管10挤压所述弹性部件42产生弹性形变，使所述气管10从所述气管出口b伸长一部分；当所述气动执行机构50在所述安装部件20上从所述第三运动位置运动到所述第二运动位置时，所述弹性部件42恢复形变，将所述气管10从所述气管出口b收纳回一部分。进一步，所述弹性部件42为涡卷弹片，所述涡卷弹片内圈固定设置在所述收纳盒41内，具体的可在所述涡卷弹片内圈固定有轴，所述轴固定在所述收纳盒41内，所述涡卷弹片的外圈作为自由部，所述气管10绕在所述涡卷弹片的外圈上并从所述气管出口b引出，通过涡卷弹片的设置，可使所述气管10在所述收纳盒41内预留一定的长度，在外力拉扯时降所述气管10的预留长度释放，以避免外力过度拉扯造成气管断裂。优选的，如图8所示，所述涡卷弹片相邻两层弹片的间距沿着第一方向逐渐增大，所述第一方向远离所述气管出口b并靠近所述气管入口a的方向，可增大气管10的收纳长度，避免较长的气管10裸露在外。

本实施例中弹性部件42还可以是由压缩弹簧和转轮形成的组件，具体的，所述转轮中心设置有轮轴，所述收纳盒41上设有两个并列的长槽，所述轮轴设置在所述长槽内，所述压缩弹簧设置在所述收纳盒和所述轮轴之间，当所述气管10受拉时，压缩弹簧压缩，使轮轴在长槽内滑动，实现气管10的伸长，当需要收纳时，压缩弹簧恢复形变，使气管10向收纳盒41内收缩。本实施例中的弹性部件42并不限于上述两种方式，也可以采用弹片等其它结构实现，在此不一一例举。

为进一步避免气管10裸露在外面，同时节省所述安装部件20的内部空间，优选的，本实施例所述气管布置机构还包括盖板60，所述盖板60可拆卸地固定在所述安装部件20上，所述盖板60上与所述安装部件20同侧的一面设有管槽61，所述气管10从所述管槽61一端引入并从所述管槽61的另一端引出进入所述气管入口a。所述盖板60通过螺钉与所述安装部件20固定连接，并与所述气动夹爪52位于所述安装部件20的同侧。在所述安装部件20内部空间较大的前提下，可以从安装部件20内部布置气管10，并从安装部件20内靠近所述气动执行机构50(气动夹爪的供气孔51)一侧穿出插接入所述供气孔51(通常所述供气孔51具有气管接头)。

进一步，所述收纳盒41固定设置在所述安装部件20上，或所述收纳盒41通过所述盖板60固定设置在所述安装部件20上。

优选的，所述气管10包括多段，多段气管10端口通过气管接头62首尾串联形成气道，其中一个气管接头10设置在所述盖板60上所述管槽61的另一端，另一个气管接头作为所述固定部件21设置在所述安装部件20上。气管10设置成多段，可方便气管的更换和维修，尤其是所述管槽61上的气管接头62与供气孔51之间的管段容易损坏，设置气管接头62可方便拆卸对气管10的局部进行更换。

本实施例中所述固定部件21可以为气管接头，固定安装在所述安装部件20上，用于固定所述气管10的部分管段，固定部件21也可以为管夹。本实施例中的所述气管接头可以为具有两个插接口的气动快换接头，方便气管的快速插拔和固定。

当在所述盖板60上所述管槽61的另一端设置气管接头62，并且气管接头固定在所述盖板60上时，该气管接头作为所述固定部件21用于限定收纳机构收纳气管长度。

实施例2

本发明提供了一种机器人，如图2所示，包括实施例1中所述的一种气管布置装置，所述机器人具有第一摆臂，所述安装部件作为所述机器人的第一摆臂。

进一步，所述机器人还包括：底座100，设有进气口；所述安装部件20转动设置在所述底座100上，所述底座100上设有减速电机，用于驱动所述安装部件20转动；弯管200，其两端连接在所述底座100和所述安装部件20上，所述气管10的一部分位于所述弯管200内，当安装部件20相对所述底座100转动时，所述弯管200可随着安装部件200在所述底座100上转动，所述气管10的一端从所述弯管200穿出并从所述安装部件20的所述固定部件穿过。

所述弯管200可以为波纹管。

进一步，所述机器人还包括第二摆臂300，所述第一摆臂通过所述第二摆臂300转动连接在所述底座100上，且所述第一摆臂可相对所述第二摆臂300转动，其中，所述第二摆臂300通过第一减速电机驱动实现第二摆臂300在所述底座100上的转动，所述第一摆臂通过第二减速电机驱动，可相对所述第二摆臂300转动，所述弯管上与所述第一摆臂连接的一端可随着所述第一摆臂运动，实现机器人摆臂在运动时气管向气动执行机构供气。可选的，所述气动执行机构在所述第一摆臂上的运动方向与所述第一摆臂和所述第二摆臂300之间的轴线的方向相同。

实施例1中所述的气管布置机构也可应用于其它自动化的场合使用，在此不一一例举。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (12)

1.一种气管布置装置，其特征在于，包括：

气管；

安装部件，设有用于固定气管的固定部件；

收纳机构，设置在所述安装部件上，用于收纳所述气管一部分长度，所述收纳机构设有气管入口和气管出口；

气动执行机构，活动安装在所述安装部件上做直线运动，并在所述安装部件上沿运动方向依次设有第一运动位置、第二运动位置和第三运动位置，所述气动执行机构设有供气孔；

所述气管的部分管段从所述气管入口引入收纳机构内并从所述气管出口引出，其出气端口插装在所述供气孔内；

当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第一运动位置运动到所述第二运动位置时，所述气管出口和所述供气孔之间的一段气管的长度固定不变；

当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第二运动位置运动到所述第三运动位置时，所述气动执行机构拉扯所述气管从所述气管出口伸长一部分；

当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第三运动位置运动到所述第二运动位置时，所述收纳机构将所述供气孔与气管出口之间的一段气管收纳回一部分。

2.如权利要求1所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述气动执行机构在所述安装部件一侧做直线运动，所述气管出口与所述供气孔位于所述安装部件的同侧。

3.如权利要求1所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述气管出口相对所述气管入口靠近所述供气孔设置。

4.如权利要求1-3任一所述的一种气管布置装置，其特征在于，收纳机构包括：

收纳盒，设置在所述安装部件上，其上设有所述气管入口和所述气管出口；

弹性部件，设置在所述收纳盒内，所述气管与所述弹性部件相接触；

当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第二运动位置运动到所述第三运动位置时，所述气动执行机构拉扯所述气管挤压所述弹性部件产生弹性形变，使所述气管从所述气管出口伸长一部分；当所述气动执行机构在所述安装部件上从所述第三运动位置运动到所述第二运动位置时，所述弹性部件恢复形变，将所述气管从所述气管出口收纳回一部分。

5.如权利要求4所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述弹性部件为涡卷弹片，所述涡卷弹片内圈固定设置在所述收纳盒内，所述涡卷弹片的外圈作为自由部，所述气管绕在所述涡卷弹片的外圈上并从所述气管出口引出。

6.如权利要求5所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述涡卷弹片相邻两层弹片的间距沿着第一方向逐渐增大，所述第一方向远离所述气管出口并靠近所述气管入口的方向。

7.如权利要求6所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述气管布置机构还包括盖板，所述盖板可拆卸地固定在所述安装部件上，所述盖板上与所述安装部件同侧的一面设有管槽，所述气管从所述管槽一端引入并从所述管槽的另一端引出进入所述气管入口。

8.如权利要求7所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述收纳盒固定设置在所述安装部件上，或所述收纳盒通过所述盖板固定设置在所述安装部件上。

9.如权利要求8所述的一种气管布置装置，其特征在于，所述气管包括多段，多段气管端口通过气管接头首尾串联形成所述气管，其中一个气管接头固定安装在所述盖板所述管槽的另一端。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的一种气管布置装置，所述机器人具有第一摆臂，所述安装部件作为所述机器人的第一摆臂。

11.如权利要求10所述的一种机器人，其特征在于，

底座，设有进气口；

所述第一摆臂设置在所述底座上；

弯管，其两端连接在所述底座和所述安装部件上，所述气管的一部分位于所述弯管内，所述气管的一端从所述弯管穿出并从所述安装部件的所述固定部件穿过，所述气管的另一端连接在所述进气口的位置。

12.如权利要求11所述的一种机器人，其特征在于，所述机器人还包括第二摆臂，所述第一摆臂通过所述第二摆臂转动连接在所述底座上，且所述第一摆臂可相对所述第二摆臂转动，所述弯管上与所述第一摆臂连接的一端可随着所述第一摆臂运动。

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