CN114188900B - 一种关节模组线缆安装结构及关节模组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种线缆安装结构及及包含该线缆安装结构的关节模组，线缆安装结构包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件与关节模组的旋转端连接，所述第二固定件与关节模组的固定端连接；所述第一固定件上设有第一固线机构，所述第二固定件上设有第二固线机构，所述第一固线机构和所述第二固线机构分别与线缆连接；所述第一固定件和/或所述第二固定件上设有弹性机构；当关节模组的旋转端相对于固定端旋转时，所述弹性机构沿线缆的长度方向发生弹性变形以补充线缆变短的长度。本申请采用纯机械结构，且结构简单又紧凑，降低了组装的难度，也减少了制作成本和售后维护成本。

Description

一种关节模组线缆安装结构及关节模组

技术领域

本申请各实施例属于机械臂相关技术领域，更具体地，涉及一种关节模组线缆安装结构及关节模组。

背景技术

关节模组一般由多个运动关节模组组成，关节模组上的线缆主要包括电源线、通讯线缆等；这些线缆基本都是从关节模组底座上进入关节模组，然后从各个关节模组中间穿过，并依次连接各个模组的电源、通讯接头，为整个关节模组供电及通讯。

目前主流的关节模组走线方式为关节模组模组内部中心走线，线缆从关节模组模组中心通过可以使得关节模组外观没有线缆接头，整体更加美观；另外，因关节模组的运动范围大，外部没有线缆可以不受线缆缠绕影响，提高关节模组的运动可靠性。

在实际应用中，由于关节模组关节模组结构紧凑，中心内孔较小，各类线缆组成一束线缆从关节模组中心穿过，关节模组长时间运动对线缆的可靠性和寿命提出了很高要求。线缆从关节模组中心孔穿过后不可与关节模组任何运动零件有接触，否则很容易造成线缆磨损。

为了避免线缆穿过关节模组时与运动部件接触，在线缆穿过关节模组后，一般会将线缆在关节模组的两端进行固定；但关节模组两端有相对旋转运动，线缆在关节内部由于受关节旋转运动会引起线缆自身产生扭曲，进而使得线缆长度收缩，这样就导致线缆存在被绷断的风险。

现有的解决方式主要有两种，一种是在关节模组的两端安装弹簧结构，弹簧对线缆进行拉紧，使得线缆不与关节模组旋转件接触，同时还可以对其长度变化进行长度补偿；但是，此种方式结构比较复杂，增加了组装的难度，售后维护的成本偏高。另一种方式是采用电子滑环，线缆两端分别与滑环两端连接，关节模组旋转的时候，滑环也随着模组旋转，不存在线缆扭曲或者接触摩擦的情形，但是电子滑环的价格普遍偏高，直接提高了关节模组的制作成本。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的技术问题，本申请实施例一方面提供一种关节模组线缆安装结构，包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件与关节模组的旋转端连接，所述第二固定件与关节模组的固定端连接；所述第一固定件上设有第一固线机构，所述第二固定件上设有第二固线机构，所述第一固线机构和所述第二固线机构分别与线缆连接；所述第一固定件和/或所述第二固定件上设有弹性机构；当关节模组的旋转端相对于固定端旋转时，所述弹性机构沿线缆的长度方向发生弹性变形以补充线缆变短的长度。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一固定件上设有与所述第一固线机构适配的第一连接孔，所述第一连接孔内设有第一限位台阶；所述第一固线机构包括第一固线块和第一线套，所述第一线套套设在线缆上，所述第一固线块套设在所述第一线套上，所述第一固线块上设有第一限位凸台，所述第一固线块伸入所述第一连接孔内时，所述第一限位凸台与所述第一限位台阶抵接。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一限位凸台外壁与所述第一连接孔的连接处设有至少一个第一防转平面，所述第一连接孔内与所述第一防转平面相应位置处设有第二防转平面。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一固线块包括对称设置的两个第一夹紧块，每个所述第一夹紧块上靠近所述第一线套的一侧均设有第一半圆槽，所述第一半圆槽套接在所述第一线套外围。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第二固定件上设有与所述第二固线机构适配的第二连接孔，所述第二连接孔内设有第二限位台阶；所述第二固线机构包括第二固线块和第二线套，所述第二线套套设在线缆上，所述第二固线块套设在所述第二线套上；所述第二固线块上设有第二限位凸台，所述第二固线块伸入所述第二连接孔内时，所述第二限位凸台与所述第二限位台阶抵接。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第二固线块外壁与所述第二连接孔的连接处设有至少一个第三防转平面，所述第二连接孔内与所述第三防转平面相应位置处设有第四防转平面。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第二固线块包括对称设置的两个第二夹紧块，每个所述第二夹紧块上靠近所述第二线套的一侧均设有第二半圆槽，所述第二半圆槽套接在所述第二线套外围。

作为本申请实施例的进一步改进，所述第一线套和所述第二线套均为表皮设置有耐磨层的热缩管。

作为本申请实施例的进一步改进，所述弹性机构设置在所述第一连接孔和/或第二连接孔的外围。

作为本申请实施例的进一步改进，所述弹性机构包括连接筋条，所述连接筋条呈S形弯曲形状分布，所述连接筋条的一端与所述第一固定件和/或所述第二固定件连接，所述连接筋条的另一端延伸至所述第一连接孔和/或所述第二连接孔。

另一方面，本申请实施例还提供一种包含上述线缆安装结构的关节模组，所述关节模组还包括旋转端和固定端，所述旋转端能够相对于所述固定端旋转，所述第一固定件安装在所述旋转端，所述第二固定件安装在所述固定端。

本申请通过第一固线机构和第二固线机构分别将线缆固定，且第一固线机构和第二固线机构分别通过第一固定件和第二固定件与关节模组的两端固定连接，能够有效避免线缆与关节模组的运动部件接触，避免线缆被磨损的风险；在第一固定件和/或第二固定件上设置有弹性机构，关节模组旋转时，弹性机构发生弹性变形能够补充线缆变短的长度，能够有效避免线缆被绷断的风险。

与现有技术相比，本申请实施例通过第一固线机构和第二固定机构对线缆的两端固定，在线缆拉紧后，线缆不与第一固定件和/或第二固定件内部有接触，当关节模组运动时，第一固定件和第二固定件相对旋转，由于线缆两端固定，则线缆将随之自身扭转，不与其他零件有接触，也不会有相对摩擦运动，避免了线缆由于关节模组长期运动所导致的磨损，使得线缆寿命增长，关节模组可靠运行，另外在第一固定件和/或第二固定件内部设计有弹性机构，通过弹性机构始终可以保证线缆处于张紧状态，使得线缆不与其他零件有相对运动，本申请采用纯机械结构，且结构简单紧凑，降低了制作成本和售后维护成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：

图1是本申请实施例整体结构示意图；

图2是本申请实施例正视剖面结构示意图；

图3是本申请实施例中线缆安装结构整体结构示意图；

图4是本申请实施例中第一固定件正视结构示意图；

图5是本申请实施例中第二固定件正视结构示意图；

图6是本申请实施例中第一固线机构和第二固线机构分解结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

如图1-6所示，本申请实施例提供了一种关节模组，包括旋转端1、固定端2和线缆安装结构，旋转端1与固定端2连接，且旋转端1能够相对于固定端2旋转运动；线缆安装结构用于将线缆3从关节模组的内孔穿过，并分别限位固定在关节模组的旋转端1和固定端2上。

线缆安装结构包括第一固定件4和第二固定件5，第一固定件4与旋转端1固定连接，第二固定件5与固定端2固定连接。第一固定件4上设有第一固线机构6，第二固定件5上设有第二固线机构7，第一固线机构6和第二固线机构7分别与线缆3固定连接；第一固线机构6用于将线缆3与第一固定件4限位固定，第二固线机构7用于将线缆3与第二固定件5限位固定，在线缆拉紧后，线缆不与第一固定件4和/或第二固定件5内部有接触，当关节模组运动时，第一固定件4和第二固定件5相对旋转，由于线缆两端固定，则线缆将随之自身扭转，不与其他零件有接触，也不会有相对摩擦运动。

第一固定件4上设有与第一固线机构6适配的第一连接孔41，第一连接孔41与第一固定机构6限位固定连接；第二固定件5上设有与第二固线机构7适配的第二连接孔51，第二连接孔51与第二固线机构7限位固定连接。

本实施例中，第二固定件5上设有弹性机构，且弹性机构设置在第二连接孔51的外围；弹性机构包括连接筋条52，连接筋条52呈S形弯曲形状分布，连接筋条52的一端与第二固定件5连接，连接筋条52的另一端延伸至第二连接孔51，由于线缆两端固定，线缆中间部分随着关节模组的圆周旋转进行扭转，线缆在扭转的过程中会使得长度变短，由于第二固定件5中间是S型筋，S型筋具有一定的轴向弹性，所以在线缆扭转时，S型筋沿线缆收缩的方向变形，可以补充由于线缆变短的长度，当长度回复时，第二固定件5的S型筋恢复，通过弹性机构始终可以保证线缆处于张紧状态，使得线缆不与其他零件有相对运动。本实施例中，连接筋条52与第二固定件5一体成型；在其它实施例中，连接筋条52与第二固定件5也可以是独立的两个部件，通过焊接或者其他连接方式固定。

在该关节模组工作过程中，当旋转端1相对于固定端2旋转，线缆3在关节模组内会发生扭曲旋转，从而造成线缆3的长度缩短；此时，连接筋条52能够沿线缆3的长度方向发生弹性变形以补充线缆3变短的长度。当旋转端1旋转复位时，线缆3变长；连接筋条52则会在弹力的作用下复原，从而继续将线缆3拉直。

在另一个实施例中，弹性机构设置在第一固定件4上，且弹性机构设置在第一连接孔41的外围，连接筋条52呈S形弯曲形状分布，连接筋条52的一端与第一固定件4连接，连接筋条52的另一端延伸至第一连接孔41。

在另一个实施例中，第一固定件4与第二固定件5上均设有弹性机构，且连接筋条52的形状和连接关系与本实施例相同。

第一固定件4包括输出端盖42和套筒43，第一连接孔41设置在端盖42的中心区域，并贯穿端盖42，套筒43内设有与第一连接孔41连通的过线孔44，输出端盖42与套筒43一体成型；在其它实施例中，输出端盖42和套筒43也可以是独立的两个部件，彼此通过螺丝或者其他结构固定在一起。

组装该关节模组时，输出端盖42与旋转端1通过螺丝固定连接，套筒43伸入关节模组的内孔内，线缆3从套筒43内的过线孔44穿过，再通过第一固线机构6固定在第一连接孔41上；设置套筒43能够避免线缆3与关节模组的其他运动部件发生接触，减少线缆3被磨损的可能性。

第一固线机构6包括第一固线块61和第一线套62，第一线套62套设在线缆上，第一线套62将多条电源线或信号线等捆绑在一起，组成一个整体，便于装配固定线缆3；第一固线块61套设在第一线套62上，第一固线块61上设有第一限位凸台63，第一连接孔41内设有第一限位台阶45；当第一固线块61伸入第一连接孔41内时，第一限位凸台63与第一限位台阶45抵接，从而将第一固线机构6与第一固定件4限位固定。

第一限位凸台63外壁与第一连接孔41的连接处设有两个相互平行的第一防转平面64，第一连接孔41内与第一防转平面64相应位置处分别设有第二防转平面46。将第一固线块61伸入第一连接孔41内时，使第一防转平面64与第二方转平面46对位接触配合，保证第一固定块61可以轴向装入，圆周方向限位不可旋转，以有效防止在第一固定件4旋转时，因第一固线块61在第一连接孔41内滑动而造成该关节模组的结构松动的情况发生，也就是说，保证线缆两端在轴向和圆周方向不会有相对运动，只是在关节模组内部实现扭转。

在其它实施例中，第一防转平面64的数量也可以是其他任意数量，且第二防转平面46的数量与第一防转平面64的数量相同。

第一固线块61包括对称设置的两个第一夹紧块611，第一限位凸台63分别设置在两个第一夹紧块611的外侧壁上，每个第一夹紧块611上靠近第一线套62的一侧均设有第一半圆槽612，第一半圆槽612套接在第一线套62外围。第一半圆槽612的形状与第一线套62的外壁适配，安装该关节模组时，将两个第一夹紧块611的第一半圆槽612紧密贴合，能够将第一线套62限位在两个第一夹紧块611内部。设置两个第一夹紧块611能够提升第一固线块61的装配效率，同时也能确保第一固线块61与线缆3装配固定。

第二固线机构7包括第二固线块71和第二线套72，第二线套72套设在线缆3上，第二固线块71套设在第二线套72上；本实施例中，第一线套62和第二线套72均为热缩管，且在热缩管的表皮设置有耐磨层。第二固线块71上设有第二限位凸台73，第二连接孔51中设置有第二限位台阶，当第二固线块71伸入第二连接孔51内时，第二限位凸台73与第二第二限位台阶(未示出)抵接，从而将第二固线机构7与第二固定件5限位固定。

第二固线块71外壁与第二连接孔51的连接处设有两个相互平行的第三防转平面74，第二连接孔51内与第三防转平面74相应位置处分别设有第四防转平面53。将第二固线块71伸入第二连接孔51内时，使第三防转平面74与第四方转平面53对位接触配合，保证第二固定块71可以轴向装入，圆周方向限位不可旋转，以有效防止在线缆3随该关节模组的旋转端1旋转时，因第二固线块71在第二连接孔51内滑动而造成该关节模组的结构松动的情况发生，也就是说，保证线缆两端在轴向和圆周方向不会有相对运动，只是在关节模组内部实现扭转。

在其它实施例中，第三防转平面74的数量也可以是其他任意数量，且第四防转平面53的数量与第三防转平面74的数量相同。

第二固线块71包括对称设置的两个第二夹紧块，第二限位凸台73分别设置在两个第二夹紧块711的外侧壁上，每个第二夹紧块711上靠近第二线套72的一侧均设有第二半圆槽712，第二半圆槽712套接在第二线套72外围。第二半圆槽712的形状与第二线套72的外壁适配，安装该关节模组时，将两个第二夹紧块711的第二半圆槽712紧密贴合，能够将第二线套72限位在两个第二夹紧块711内部。设置两个第二夹紧块711能够提升第二固线块71的装配效率，同时也能确保第二固线块71与线缆3装配固定。

为了便于存放第一夹紧块611和第二夹紧块711，同时也为了提高该关节模组的组装效率，本实施例中，将第一夹紧块611与第二夹紧块711的形状大小制作成一样的；这样，就无需区分第一夹紧块611和第二夹紧块711了，可以随意混合取用和储存；当然，在其它的一些实施例中，第一夹紧块611与第二夹紧块711的形状或大小也可以不一样，只需要能够实现相应的功能即可。

组装该关节模组时，首先将旋转端1与固定端2连接固定，然后将套筒43伸入关节模组的内孔内，并将输出端盖42与旋转端1通过螺丝固定；之后将第二固定件5通过螺丝与固定端2安装固定；在线缆3上分别套装好第一线套62和第二线套72，并把线缆3从套筒43的过线孔44内穿过；在穿线的过程中将第一线套61预留在第一连接孔41的相应位置区域，将第二线套72预留在第二连接孔51的相应位置区域；最后将两个第一夹紧块611分别抱紧第一线套62的外侧壁，再将第一夹紧块611塞入第一连接孔41内；在安装第一抱紧块611的同时，也将第二夹紧块711抱紧第二线套72的外侧壁，再将第二夹紧块711塞入第二连接孔51内；组装完成后，第一限位凸台63与第一连接孔41内的限位台阶45抵接固定，第二限位凸台73与第二固定件5的第二限位台阶(未示出)抵接固定，以此将线缆3固定在该关节模组的内孔内。

本申请实施例通过第一固线机构和第二固定机构对线缆的两端固定，在线缆拉紧后，线缆不与第一固定件和/或第二固定件内部有接触，当关节模组运动时，第一固定件和第二固定件相对旋转，由于线缆两端固定，则线缆将随之自身扭转，不与其他零件有接触，也不会有相对摩擦运动，避免了线缆由于关节模组长期运动所导致的磨损，使得线缆寿命增长，关节模组可靠运行，另外在第一固定件和/或第二固定件内部设计有弹性机构，通过弹性机构始终可以保证线缆处于张紧状态，使得线缆不与其他零件有相对运动，本申请实施例采用纯机械结构，且结构简单紧凑，降低了制作成本和售后维护成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种关节模组线缆安装结构，其特征在于，包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件与关节模组的旋转端连接，所述第二固定件与关节模组的固定端连接；

所述第一固定件上设有第一固线机构，所述第二固定件上设有第二固线机构，所述第一固线机构和所述第二固线机构分别与线缆连接；

所述第一固定件和/或所述第二固定件上设有弹性机构，所述弹性机构包括连接筋条，所述连接筋条呈S形弯曲形状分布；

当关节模组的旋转端相对于固定端旋转时，所述弹性机构沿线缆的长度方向发生弹性变形以补充线缆变短的长度；

所述第一固定件上设有与所述第一固线机构适配的第一连接孔，所述第一连接孔内设有第一限位台阶；

所述第一固线机构包括第一固线块和第一线套，所述第一线套套设在线缆上，所述第一固线块套设在所述第一线套上，所述第一固线块上设有第一限位凸台，所述第一固线块伸入所述第一连接孔内时，所述第一限位凸台与所述第一限位台阶抵接。

2.如权利要求1所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述第一限位凸台外壁与所述第一连接孔的连接处设有至少一个第一防转平面，所述第一连接孔内与所述第一防转平面相应位置处设有第二防转平面。

3.如权利要求2所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述第一固线块包括对称设置的两个第一夹紧块，每个所述第一夹紧块上靠近所述第一线套的一侧均设有第一半圆槽，所述第一半圆槽套接在所述第一线套外围。

4.如权利要求2所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述第二固定件上设有与所述第二固线机构适配的第二连接孔，所述第二连接孔内设有第二限位台阶；

所述第二固线机构包括第二固线块和第二线套，所述第二线套套设在线缆上，所述第二固线块套设在所述第二线套上，所述第二固线块上设有第二限位凸台，所述第二固线块伸入所述第二连接孔内时，所述第二限位凸台与所述第二限位台阶抵接。

5.如权利要求4所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述第二固线块外壁与所述第二连接孔的连接处设有至少一个第三防转平面，所述第二连接孔内与所述第三防转平面相应位置处设有第四防转平面。

6.如权利要求5所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述第二固线块包括对称设置的两个第二夹紧块，每个所述第二夹紧块上靠近所述第二线套的一侧均设有第二半圆槽，所述第二半圆槽套接在所述第二线套外围。

7.如权利要求4所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述弹性机构设置在所述第一连接孔和/或第二连接孔的外围。

8.如权利要求4、5或7所述的关节模组线缆安装结构，其特征在于，所述连接筋条的一端与所述第一固定件和/或所述第二固定件连接，所述连接筋条的另一端延伸至所述第一连接孔和/或所述第二连接孔。

9.一种关节模组，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的线缆安装结构，所述关节模组还包括旋转端和固定端，所述旋转端能够相对于所述固定端旋转，所述第一固定件安装在所述旋转端，所述第二固定件安装在所述固定端。