CN113695184A - 一种用于机器人管路的回缩机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机器人管路的回缩机构，包括：导轨气缸、底壳、罩壳、连接组件、固定座和导向座；导轨气缸设置于底壳内，罩壳罩设于底壳上，连接组件一部分位于罩壳内并与导轨气缸连接，另一部分位于罩壳外并与固定座连接；固定座上设置有管线孔，管线孔内设置有固定住单根管线的紧固结构，导向座设置在罩壳上，与固定座并列设置，导向座上开设有与管线孔中心共线的导向孔。该回缩机构高集成化的设计简化了机构内部布局和整体尺寸，体积小巧，而且兼容多种管线包，走线灵活。

Description

一种用于机器人管路的回缩机构

技术领域

本发明涉及机器人管路技术领域，具体涉及一种用于机器人管路的回缩机构。

背景技术

在工业机器人工作中，末端执行器(例如胶枪)会有不同的工作角度和工作形态，因此从J3轴连接到J6轴的管路长度需求会有所变化。为了确保前端管路长度足够满足机器人所有动作需求并且避免前端管线冗余，行业普遍在机器人J3轴处添加管路回缩机构用来根据机器人动作改变三到六轴管路长度。

现有技术中采用的回缩机构有的采用弹簧加导轨，而这种结构体积比较大，为了提高固定座处紧固效果，现有回缩机构普遍需要搭配波纹管使用，不兼容其他类型管线包，波纹管材质较硬不易弯曲，不利于在小体积机器人上布置，总而言之，现有技术中管路的管线兼容性不好，管路走线不灵活。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种体积小巧而且走线灵活的用于机器人管路的回缩机构。

具体技术方案如下：

一种用于机器人管路的回缩机构，主要包括：导轨气缸、底壳、罩壳、连接组件、固定座和导向座；

所述导轨气缸设置于所述底壳内，所述罩壳罩设于所述底壳上，所述连接组件一部分位于所述罩壳内并与所述导轨气缸连接，另一部分位于所述罩壳外并与所述固定座连接；

所述固定座上设置有管线孔，所述管线孔内设置有固定住单根管线的紧固结构，所述导向座设置在所述罩壳上，与所述固定座并列设置，所述导向座上开设有与所述管线孔中心共线的导向孔。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述紧固结构为橡胶环，所述橡胶环装设于所述管线孔内，所述橡胶环设置有若干个与所述单根管线直径相适配的安装孔，每个所述安装孔朝向所述橡胶环的外边缘的一侧开设有细缝，用于调节所述管线孔的直径。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述固定座包括沿所述管线孔径向方向划分的若干个分体，其中一个所述分体为第一分体，所述第一分体固定在所述连接组件上，其他的所述分体与所述第一分体之间通过紧固件固定连接。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述导向孔的直径大于由若干个所述单根管线集合而成的管线包的直径。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，还包括调压阀，所述导轨气缸包括进气口和出气口，所述调压阀一端与机器人的三轴控制板相连，另一端与所述进气口相连通。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述出气口连接有消音器。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述连接组件包括两个相互平行的弯折板，每个所述弯折板包括第一板，所述第一板沿所述导轨气缸的宽度方向的两端向同一侧弯折，其中一个所述弯折板位于所述罩壳内，为内弯折板，另一个所述弯折板位于所述罩壳外，为外弯折板，所述内弯折板的两端分别与所述外弯折板的两端连接，所述罩壳卡设在所述内弯折板和所述外弯折板之间，所述罩壳沿所述导轨气缸的宽度方向的两端与所述底壳固定连接。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述导轨气缸与所述内弯折板通过滑块固定连接，所述固定座固定在所述外弯折板上。

上述的一种用于机器人管路的回缩机构中，还具有这样的特征，所述导向座为分体结构，所述分体结构包括上部分和下部分，所述上部分与所述下部分通过紧固件可拆卸固定在一起。

上述技术方案的积极效果是：

本发明提供的一种用于机器人管路的回缩机构，高集成化的设计简化了机构内部布局和整体尺寸，体积小巧，而且兼容多种管线包，走线灵活。

附图说明

图1为本发明提供的用于机器人管路的回缩机构的结构示意图；

图2为本发明提供的导轨气缸的结构示意图；

图3为本发明提供的用于机器人管路的回缩机构的剖视结构示意图；

图4为本发明提供的橡胶环的结构示意图；

图5为图1中的用于机器人管路的回缩机构用于机器人管路的第一状态结构示意图；

图6为图1中的用于机器人管路的回缩机构用于机器人管路的第二状态结构示意图。

附图中：1、机器人；2、导轨气缸；21、滑块；3、底壳；34、容置空间；4、罩壳；5、连接组件；51、内弯折板；52、外弯折板；6、固定座；61、管线孔；62、第一分体；7、导向座；71、导向孔；8、橡胶环；81、安装孔；82、细缝；9、紧固件；10、调压阀；11、消音器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1至图6，本发明公开了一种用于机器人管路的回缩机构，该回缩机构包括：导轨气缸2、底壳3、罩壳4、连接组件5、固定座6和导向座7。

导轨气缸2设置于底壳3内，罩壳4罩设于底壳3上，连接组件5一部分位于罩壳4内并与导轨气缸2连接，另一部分位于罩壳4外并与固定座6连接。

在本实施例中底壳3和罩壳4为带有方形槽的壳结构，底壳3和罩壳4相扣合形成容置空间34，导轨气缸2容置于容置空间34内。

进一步地，连接组件5包括两个相互平行的弯折板，每个弯折板包括第一板，其中，第一板与导轨气缸2平行设置，且第一板的长度方向沿导轨气缸2的宽度方向设置。

第一板沿导轨气缸2的宽度方向的两端向同一侧弯折，具体地，第一板的两端均向朝向导轨气缸2的方向弯折。

其中一个弯折板位于罩壳4内，为内弯折板51，另一个弯折板位于罩壳4外，为外弯折板52。内弯折板51与外弯折板52相互平行设置，两者之间间隔预设距离。

内弯折板51的两端分别与外弯折板52的两端连接，形成封闭结构，罩壳4卡设在内弯折板51和外弯折板52之间，内弯折板51、外弯折板52的弯折形状与罩壳4的弯折形状相适配，以使得罩壳4能够卡设在内弯折板51和外弯折板52之间。

进一步地，导轨气缸2与内弯折板51通过滑块21固定连接。

导轨气缸2的滑动方向为导轨气缸2的长度方向，连接组件5沿着导轨气缸2直线滑动，进而带着固定座6一起滑动。具体地，固定座6固定在外弯折板52上。

罩壳4与连接组件5之间为间隙设置，以使得连接组件5沿着罩壳4顺畅地滑动，罩壳4为固定状态，罩壳4沿导轨气缸2的宽度方向的两端与底壳3固定连接。

固定座6上设置有管线孔61。

其中，单根管线为一根管线，由若干个单根管线集合而成的称为管线包B。单根管线的直径可以相同也可以不同，具体根据实际需要进行设置。

可选地，在本实施例中，管线孔61为圆形孔，当然，管线孔61还可以为其他形状的孔，其他形状例如方形、三角形、菱形、椭圆形等等形状。

若干个单根管线之间会有间隙，为了实现每个单根管线与管线孔61紧密连接，在本实施例中，管线孔61内设置有固定住单根管线的紧固结构。

具体地，紧固结构为橡胶环8，橡胶环8装设于管线孔61内，橡胶环8设置有若干个与单根管线直径相适配的安装孔81，每个安装孔81朝向橡胶环8的外边缘的一侧开设有细缝82。

将若干个单根管线一一塞入橡胶环8内的安装孔81内之后，管线孔61的直径可以调节，以将每个单根管线锁紧。具体地，固定座6包括沿管线孔61径向方向划分的若干个分体，其中一个分体为第一分体62，第一分体62固定在连接组件5上，其他的分体与第一分体62之间通过紧固件9固定连接。例如，在本实施例中，固定座6划分为两个分体，划分线与连接组件5的平面相平行，第一分体62固定在连接组件5上，另一个分体通过螺栓与第一分体62紧固在一起，将管线孔61的直径设置略小于橡胶环8的直径，然后通过紧固件9调节分体之间的间隙，对橡胶环8进行挤压，细缝82的存在使得橡胶环8在被挤压的时候能够将单根管线箍紧，使得单根管线与固定座6固定在一起，并一起运动。

导向座7设置在罩壳4上，与固定座6并列设置，导向座7上开设有与管线孔61中心共线的导向孔71。导向孔71的直径大于由若干个单根管线集合而成的管线包B的直径，使得管线包B可以在导向孔71内自由移动。

可选地，导向座7为分体结构，分体结构包括上部分和下部分，上部分与下部分通过紧固件9可拆卸固定在一起。

可选地，本实施例中的导轨气缸2为现有技术中的无杆导轨气缸，包括进气口和出气口，为了调整机构的弹力大小，本实施例中还设置有调压阀10，调压阀10一端与机器人1的三轴控制板(图未示)相连，另一端与进气口相连通。

进一步地，出气口连接有消音器11。

如图5和图6所示，图5具体为图1中的用于机器人管路的回缩机构在管路前伸结构状态时的结构示意图；图6具体为图1中的用于机器人管路的回缩机构在管路回缩时的状态结构示意图。本实施例中的回缩机构安装在机器人1上，单根管线一一装设于安装孔81内，管线包B装入导向孔71内。当机器人由于末端执行器改变动作导致需求管线长度增加时，管路即管线包B受到末端执行器的牵引会带动固定座6沿着导轨气缸2滑动，达到增加后段管线长度的目的；当机器人复位后前端管路会冗余，末端执行器不再对管线施加牵引力，此时固定座会受到气缸的牵引力带动管路返回初始位置，循环往复回缩或者拉伸，以适应机器人1对管线包B长度的需求。

现有弹簧回缩机构在系统回缩时由于弹簧螺距过大存在与内部结构干涉卡顿的问题，影响整体使用；本发明中提供的用于机器人管路的回缩机构，则避免此问题；

现有弹簧回缩机构中，弹簧弹力大小与弹簧性质和拉伸长度有关，因此弹簧回缩机构在系统回缩时由于拉伸量逐步减小，对管线牵引力会逐渐降低，无法保证管线可完全回到初始状态；本发明中提供的用于机器人管路的回缩机构，使用导轨气缸2拖动管线包B，对管路牵引力恒定且可通过调压阀10调整，确保管线包B可以回到初始位置；

本发明中提供的用于机器人管路的回缩机构，高集成化的设计简化了机构内部布局和整体尺寸，经测量最新设计与现有弹簧机构相比宽度降低大约50％，高度降低大约30％，大大降低了整体的体积，显著的降低了与机器人本体或者其他部件发生碰撞的风险；

回缩机构兼容多种管线包B，固定座6处增加橡胶环8辅助固定，摆脱了常规产品对波纹管的依赖；

实现回弹牵引力可调整设计，导轨气缸2的供气压强可由侧边调压阀10控制，根据不同管径尺寸、数量以及管路整体负载可进行调整。使用前调整调压阀10至最大压强，改变机器人1动作直到管路带动滑块21、连接组件5位移到最大距离后恢复机器人1初始动作并缓慢降低供气压强直至滑块21可以稳定带动管路返回原处时停止。此时气缸可以提供最优牵引力，机器人1的6轴负载和管路受到的牵引力最小。其中，管路可以为单根管线，也可以为管线包B。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，包括：导轨气缸、底壳、罩壳、连接组件、固定座和导向座；

所述导轨气缸设置于所述底壳内，所述罩壳罩设于所述底壳上，所述连接组件一部分位于所述罩壳内并与所述导轨气缸连接，另一部分位于所述罩壳外并与所述固定座连接；

所述固定座上设置有管线孔，所述管线孔内设置有固定住单根管线的紧固结构，所述导向座设置在所述罩壳上，与所述固定座并列设置，所述导向座上开设有与所述管线孔中心共线的导向孔。

2.根据权利要求1所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述紧固结构为橡胶环，所述橡胶环装设于所述管线孔内，所述橡胶环设置有若干个与所述单根管线直径相适配的安装孔，每个所述安装孔朝向所述橡胶环的外边缘的一侧开设有细缝，用于调节所述管线孔的直径。

3.根据权利要求2所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述固定座包括沿所述管线孔径向方向划分的若干个分体，其中一个所述分体为第一分体，所述第一分体固定在所述连接组件上，其他的所述分体与所述第一分体之间通过紧固件固定连接。

4.根据权利要求2所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述导向孔的直径大于由若干个所述单根管线集合而成的管线包的直径。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，还包括调压阀，所述导轨气缸包括进气口和出气口，所述调压阀一端与机器人的三轴控制板相连，另一端与所述进气口相连通。

6.根据权利要求5所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述出气口连接有消音器。

7.根据权利要求1至4任一项所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述连接组件包括两个相互平行的弯折板，每个所述弯折板包括第一板，所述第一板沿所述导轨气缸的宽度方向的两端向同一侧弯折，其中一个所述弯折板位于所述罩壳内，为内弯折板，另一个所述弯折板位于所述罩壳外，为外弯折板，所述内弯折板的两端分别与所述外弯折板的两端连接，所述罩壳卡设在所述内弯折板和所述外弯折板之间，所述罩壳沿所述导轨气缸的宽度方向的两端与所述底壳固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述导轨气缸与所述内弯折板通过滑块固定连接，所述固定座固定在所述外弯折板上。

9.根据权利要求1至4任一项所述的用于机器人管路的回缩机构，其特征在于，所述导向座为分体结构，所述分体结构包括上部分和下部分，所述上部分与所述下部分通过紧固件可拆卸固定在一起。

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