CN116117853A - 机器人绕线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绕线装置，特别涉及一种机器人绕线装置。包括固定平台、转轴、外壳、内壳及拖链，其中转轴为中空结构且转动安装在固定平台上，外壳和内壳与转轴同轴设置于固定平台的上方，内壳与转轴连接，外壳与固定平台连接，外壳与内壳之间形成环形腔体，拖链设置于环形腔体内，拖链两端分别为进线口和出线口，进线口与内壳连接，出线口与外壳连接；转轴用于与机器人连接，机器人的线状结构穿过转轴的内腔，且由进线口进入拖链内，再由出线口引出。本发明能够实现机器人转动运动时，机器人上的线缆和管路不随机器人的转动而转动，从而避免出现绕线情况。

Description

机器人绕线装置

技术领域

本发明涉及绕线装置，特别涉及一种机器人绕线装置。

背景技术

机器人领域研究方向众多，而绝大部分均涉及到机器人各个关节的运动能力，如运动速度、负载、角度等。其中，机器人腕关节部位的电缆部署方式会对关节的运动能力特别是工作角度范围产生很大影响。以目前最普遍的外部走线方式为例，电缆暴露在机器人外壳之外，直接从机器人外壳外部连接腕关节固定端和运动端的电气系统。电缆简单的装于机器人外壳之内，则会导致腕关节内空间拥挤，电缆容易多次弯曲，影响使用寿命，影响机器人腕关节的正常运作，尤其使得设备在旋转运动时容易出现缠线的情况。因此，传统的腕关节绕线方式可工作角度小，无法满足需要覆盖大范围工作空间的应用场景。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机器人绕线装置，以解决现有设备在旋转运动时容易出现缠线的问题。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

本发明提供一种机器人绕线装置，包括固定平台、转轴、外壳、内壳及拖链，其中转轴为中空结构且转动安装在固定平台上，外壳和内壳与转轴同轴设置于固定平台的上方，内壳与转轴连接，内壳随转轴一同转动，外壳与固定平台连接，外壳与内壳之间形成环形腔体，拖链设置于环形腔体内，拖链两端分别为进线口和出线口，进线口与内壳连接，内壳带动进线口一同转动，出线口与外壳连接；转轴用于与机器人连接，机器人的线状结构穿过转轴的内腔，且由进线口进入拖链内，再由出线口引出。

在一种可能实现方式中，所述外壳和所述内壳之间的环形腔体内设有导线件，导线件用于对所述拖链的移动进行导向。

在一种可能实现方式中，所述导线件为设有开口的环形结构，所述导线件与所述外壳和内壳同轴设置，且所述导线件与外壳和内壳之间均设有能够容纳所述拖链的环形通道；所述拖链的进线口和出线口分别置于所述导线件的内外侧。

在一种可能实现方式中，所述环形腔体的底部设有环形轨道，所述导线件的底部设有与所述环形轨道滑动连接的多个滑轮。

在一种可能实现方式中，所述内壳和所述外壳均为圆筒形结构，所述外壳的底部内侧设有环形固定承托部，所述内壳的底部外侧设有环形动承托部，环形动承托部与环形固定承托部之间的缝隙内设置所述环形轨道。

在一种可能实现方式中，所述导线件为中空结构，所述导线件的两端及侧壁圆滑过渡。

在一种可能实现方式中，所述拖链为一组，且进线口容置于导线件的内侧，所述拖链绕于所述内壳外侧，出线口由所述导线件的开口处引出且反向绕于所述导线件的外侧；当所述转轴正向或方向转动时，所述拖链逐渐向所述导线件的外侧伸展，或逐渐收缩至所述导线件的内侧。

在一种可能实现方式中，所述拖链为两组，且进线口容置于导线件的内侧，两组拖链反向绕于所述内壳外侧，且出线口由所述导线件的开口两侧反向绕于导线件的外侧；当所述转轴转动时，一组拖链逐渐由所述导线件的内侧向外侧展开，另一组拖链逐渐收缩至所述导线件内侧。

在一种可能实现方式中，所述导线件与所述内壳和所述外壳之间的环形通道的宽度与所述拖链的宽度相适应；所述导线件的开口宽度能够容纳两组所述拖链的进出。

在一种可能实现方式中，所述固定平台的底部设有轴承座，所述转轴通过轴承安装在轴承座内，所述转轴的上端设有凸台，凸台卡在所述固定平台的上方。

本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种机器人绕线装置，能够实现机器人转动运动时，机器人上的线缆和管路不随机器人的转动而转动，从而避免出现绕线情况。

本发明采用导线件分隔出两条拖链的运动路径，导线件呈具有开口的环状结构，使得拖链能够沿着导线件的内环从开口处弯折出去并伸向外环运动，导线件能够跟随拖链在内壳和外壳之间转动，如此避免拖链相贴塌陷，出现运动干涉。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种机器人绕线装置的轴测图；

图2为本发明一种机器人绕线装置的俯视图；

图3为本发明一种机器人绕线装置去除拖链的轴测图；

图4为本发明一种机器人绕线装置去除拖链的俯视图；

图5为本发明中导线件的结构示意图；

图6为本发明去除拖链和导线件的轴测图；

图7为本发明去除拖链和导线件的剖面图；

图中：1、固定平台，2、机器人，3、转轴，4、凸台，5、轴承，6、轴承座，7、外壳，8、内壳，9、环形轨道，10、拖链，11、进线口，12、出线口，13、导线件，14、开口，15、滑轮。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种机器人绕线装置，能够实现机器人转动运动时，机器人上的线缆和管路不随机器人的转动而转动，从而避免出现绕线情况。参见图1、图2所示，该机器人绕线装置，包括固定平台1、转轴3、外壳7、内壳8及拖链10，其中转轴3为中空结构且转动安装在固定平台1上，外壳7和内壳8与转轴3同轴设置于固定平台1的上方，内壳8与转轴3连接，内壳8与转轴3一同转动；外壳7与固定平台1连接，外壳7与内壳8之间形成环形腔体，拖链10设置于环形腔体内，拖链10两端分别为进线口11和出线口12，进线口11与内壳8连接，进线口11与内壳8一同转动；出线口12与外壳7连接；转轴3用于与机器人2连接，机器人2的线状结构穿过转轴3的内腔，且由进线口11进入拖链10内，再由出线口12引出。

参见图3、图4所示，本发明的实施例中，外壳7和内壳8之间的环形腔体内设有导线件13，导线件13用于对拖链10的移动进行导向，避免拖链10出现缠绕现象。

参见图3至图5所示，本发明的实施例中，导线件13为设有开口的环形结构，导线件13与外壳7和内壳8同轴设置，且导线件13与外壳7和内壳8之间均设有能够容纳拖链10的环形通道；拖链10的进线口11和出线口12分别置于导线件13的内外侧。

进一步地，环形腔体的底部设有环形轨道9，导线件13与环形轨道9滑动连接。导线件13在拖链10的推动下沿环形轨道9有序地移动，提高导向的稳定性。

参见图5所示，本发明的实施例中，导线件13的底部设有与环形轨道9滑动连接的多个滑轮15。具体地，滑轮15可以是牛眼轮，滑轮15在内壳8和外壳7之间的环形轨道9上滑动，以减小导线件12与内壳8和外壳7之间的摩擦，提高部件的使用寿命。

进一步地，导线件13为中空结构，以达到轻质的目的。导线件13的两端及侧壁圆滑过渡，减少导线件13与拖链10之间的摩擦磨损，使得拖链10运动更加流畅。

参见图6所示，本发明的实施例中，内壳8和外壳7均为圆筒形结构，外壳7的底部内侧设有环形固定承托部，内壳8的底部外侧设有环形动承托部，环形动承托部与环形固定承托部之间的缝隙内设置环形轨道9。拖链10的两端分别由环形动承托部与环形固定承托部支撑。

优选地，导线件13与内壳8和外壳7之间的环形腔的宽度与拖链10的宽度相适应，避免拖链10出现弯折现象。优选地，导线件13的开口宽度能够容纳两组拖链10的进出。

参见图7所示，本发明的实施例中，固定平台1的底部设有轴承座6，转轴3通过轴承5安装在轴承座6内，转轴3的上端设有凸台4，凸台4卡在固定平台1的上方。机器人2驱动转轴3转动，转轴3带动内壳8一同旋转。

具体地，机器人2的线状结构包含有电缆和管路等。机器人2的电缆和管路穿过转轴3后由进线口11伸入拖链10内，并由出线口12伸出拖链10后，连至驱动端或终端。

本发明的实施例中，外壳7与内壳8之间的环形腔体内可放置一组拖链10，形成单链绕线模式；或外壳7与内壳8之间的环形腔体内可放置两组拖链10，形成双链绕线模式。

第一种模式，当外壳7与内壳8之间的环形腔体内放置一组拖链10时，拖链10的进线口11容置于导线件13的内侧，拖链10绕于内壳8外侧，出线口12由导线件13的开口处引出且反向绕于导线件13的外侧，且出线口12与外壳7固定。电缆和管路穿过转轴3后由进线口11伸入拖链10内，并由出线口12伸出拖链10后，连至驱动端或终端。工作时，转轴3带动内壳8转动，内壳8拖动拖链10转动，从而使拖链10由导线件13内伸出或收缩于导线件13内。所以无论拖链10如何跟随内壳8转动，从拖链10伸出的线一定是固定不动的，所以避免绕线情况出现。

第二种模式，外壳7与内壳8之间的环形腔体内放置两组拖链10，两组拖链10的进线口11均容置于导线件13的内侧，两组拖链10反向绕于内壳8外侧，且出线口12由导线件13的开口两侧反向绕于导线件13的外侧，两条拖链10的出线口12均连接在外壳7的内壁上。电缆和管路穿过转轴3后由进线口11伸入拖链10内，并由出线口12伸出拖链10后，连至驱动端或终端。当转轴3带动内壳7转动时，一组拖链10由导线件13的内侧向外逐渐展开，另一组拖链10逐渐收缩至导线件13内，导线件13能够跟随拖链10在内壳8和外壳7之间转动。

工作时，机器人2驱动转轴3转动，由于内壳8跟随转轴3转动，但外壳7为固定不动，内壳8转动时带动拖链10运动，线缆和管路都设置在拖链10内所以不会缠绕，由于出线口12的位置固定，所以无论拖链10如何跟随内壳8转动，从拖链10伸出的线一定是固定不动的，所以避免绕线情况出现。又因导线件13位于拖链10的进线口11和出线口12之间，且导线件13随拖链10在内壳8和外壳7之间转动，从而使拖链10能有序地跟随内壳8转动，拖链10随内壳8转动时，会推动导线件13随动，当一组拖链10逐渐填满导线件13内腔时，另一拖链10逐渐由导线件13内伸出，且沿导线件13外表面伸展，所以两条拖链10有序地在各自的运动路径上反向伸展，不会出现干涉现象，从而避免出现缠绕现象，提高线缆的使用寿命。

综上所述，本发明提供的一种机器人绕线装置，能够实现机器人2转动运动时，机器人2上的线缆和管路不随机器人2的转动而转动，从而避免出现绕线情况。具体地，机器人2与转轴3的一端连接，转轴3贯穿固定平台1并伸至外壳7的内部，转轴3为空心轴，机器人2上的线缆和管路通过转轴3的空心处伸向外壳7内，转轴3伸向外壳7的一端有凸台4，以卡接在固定平台1上。转轴3设置在外壳7的中心位置，转轴3能够相对外壳7和固定平台1转动(外壳7和固定平台1均不动)。由于内壳8跟随转轴3转动，但外壳7为固定不动，内壳8转动时带动拖链10运动，线缆和管路都设置在拖链10内所以不会缠绕，由于出线口12的位置固定，所以无论拖链10如何跟随内壳7转动，从拖链10伸出的线一定是固定不动的，如此避免绕线情况出现。绕线装置中的转动部分能够跟随机器人2转动，如此将机器人2的转动运动抵消，使得与机器人2连接的线缆和管路在伸出绕线装置的部分就是固定的不会转动，所以避免出现绕线情况。

本发明的实施例中，通过导线件13分隔出两条拖链10的运动路径，导线件13呈具有开口的环状结构，导线件13设置在内壳8与外壳7之间，导线件13能够跟随两条拖链10在内壳8和外壳7之间转动，使得两条拖链10能够分别沿着导线件13的内环从开口处弯折出去并伸向外环运动，两条拖链10分别在各自的轨道内运动，所以避免两条拖链10相贴塌陷，出现运动干涉。

本发明提供的一种机器人绕线装置，结构紧凑，安全性高，提高了电缆的寿命，同时提高设备的工作空间。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种机器人绕线装置，其特征在于，包括固定平台(1)、转轴(3)、外壳(7)、内壳(8)及拖链(10)，其中所述转轴(3)为中空结构且转动安装在所述固定平台(1)上，所述外壳(7)和内壳(8)与转轴(3)同轴设置于所述固定平台(1)的上方，所述内壳(8)与所述转轴(3)连接，所述内壳(8)随所述转轴(3)一同转动，所述外壳(7)与所述固定平台(1)连接，所述外壳(7)与内壳(8)之间形成环形腔体，所述拖链(10)设置于环形腔体内，所述拖链(10)两端分别为进线口(11)和出线口(12)，所述进线口(11)与所述内壳(8)连接，所述内壳(8)带动所述进线口(11)一同转动，所述出线口(12)与所述外壳(7)连接；所述转轴(3)用于与机器人(2)连接，机器人(2)的线状结构穿过所述转轴(3)的内腔，且由所述进线口(11)进入所述拖链(10)内，再由所述出线口(12)引出。

2.根据权利要求1所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述外壳(7)和所述内壳(8)之间的环形腔体内设有导线件(13)，所述导线件(13)用于对所述拖链(10)的移动进行导向。

3.根据权利要求2所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述导线件(13)为设有开口的环形结构，所述导线件(13)与所述外壳(7)和内壳(8)同轴设置，且所述导线件(13)与外壳(7)和内壳(8)之间均设有能够容纳所述拖链(10)的环形通道；所述拖链(10)的进线口(11)和出线口(12)分别置于所述导线件(13)的内外侧。

4.根据权利要求3所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述环形腔体的底部设有环形轨道(9)，所述导线件(13)的底部设有与所述环形轨道(9)滑动连接的多个滑轮(15)。

5.根据权利要求4所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述内壳(8)和所述外壳(7)均为圆筒形结构，所述外壳(7)的底部内侧设有环形固定承托部，所述内壳(8)的底部外侧设有环形动承托部，环形动承托部与环形固定承托部之间的缝隙内设置所述环形轨道(9)。

6.根据权利要求3所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述导线件(13)为中空结构，所述导线件(13)的两端及侧壁圆滑过渡。

7.根据权利要求3所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述拖链(10)为一组，且进线口(11)容置于导线件(13)的内侧，所述拖链(10)绕于所述内壳(8)外侧，出线口(12)由所述导线件(13)的开口处引出且反向绕于所述导线件(13)的外侧；当所述转轴(3)正向或方向转动时，所述拖链(10)逐渐向所述导线件(13)的外侧伸展，或逐渐收缩至所述导线件(13)的内侧。

8.根据权利要求3所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述拖链(10)为两组，且进线口(11)容置于导线件(13)的内侧，两组拖链(10)反向绕于所述内壳(8)外侧，且出线口(12)由所述导线件(13)的开口两侧反向绕于导线件(13)的外侧；当所述转轴(3)转动时，一组拖链(10)逐渐由所述导线件(13)的内侧向外侧展开，另一组拖链(10)逐渐收缩至所述导线件(13)内侧。

9.根据权利要求3所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述导线件(13)与所述内壳(8)和所述外壳(7)之间的环形通道的宽度与所述拖链(10)的宽度相适应；所述导线件(13)的开口宽度能够容纳两组所述拖链(10)的进出。

10.根据权利要求1所述的机器人绕线装置，其特征在于，所述固定平台(1)的底部设有轴承座(6)，所述转轴(3)通过轴承(5)安装在轴承座(6)内，所述转轴(3)的上端设有凸台(4)，凸台(4)卡在所述固定平台(1)的上方。

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