CN117182965A - 一种固线装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人设备技术领域，提供了一种固线装置及机器人，其中固线装置包括：弹性骨架，呈管状或杆状；连接盘，设置有两个，分别与所述弹性骨架的端部固定连接，具有多个沿周向分布的通孔；导向组件，沿所述弹性骨架的延伸方向间隔设置有多个，包括多个沿所述弹性骨架的周向设置的导向环，所述导向环具有第一开口；支撑环，沿所述弹性骨架的延伸方向至少设置有两个，沿周向设置有多个导向槽，所述导向槽与所述导向环对应设置，所述导向槽具有第二开口；以及保护管，套设在多个所述导向组件外，端部与所述支撑环连接、且可相对所述支撑环转动，在周向上具有可使线缆通过的第三开口，本发明能方便地对线缆进行更换。

Description

一种固线装置及机器人

技术领域

本发明涉及机器人设备技术领域，具体涉及一种固线装置及机器人。

背景技术

SCARA机器人的线缆包括动力线、编码线和接地线，以及预留的气管和IO线等，目前这些线缆都是布置在波纹管中，当这些线缆损坏需要更换时，在拆卸和换上线缆时都不方便，比如在拆卸时，通常需要先将线缆端部的接头拆下，然后才能取出线缆；在换上新的线缆时，更是需要将其他线缆的两端松开后，才好将新的线缆穿过波纹管。总的来说，目前的线缆固定形式，不方便对线缆进行更换。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种固线装置及机器人，使其便于对线缆进行更换。

第一方面，本发明提供一种固线装置，包括：弹性骨架，呈管状或杆状；连接盘，设置有两个，分别与所述弹性骨架的端部固定连接，具有多个沿周向分布的通孔；导向组件，沿所述弹性骨架的延伸方向间隔设置有多个，包括多个沿所述弹性骨架的周向设置的导向环，所述导向环具有第一开口；支撑环，沿所述弹性骨架的延伸方向至少设置有两个，沿周向设置有多个导向槽，所述导向槽与所述导向环对应设置，所述导向槽具有第二开口；以及保护管，套设在多个所述导向组件外，端部与所述支撑环连接、且可相对所述支撑环转动，在周向上具有可使线缆通过的第三开口。

进一步地，所述导向组件还包括：环形箍体，套设在所述弹性骨架外，其上设置有所述导向环；以及锁紧结构，用于将所述环形箍体锁紧。

进一步地，所述环形箍体包括：第一环体，具有第四开口；连接部，在所述第一环体的第四开口处相对设置有两个；以及滑槽，沿所述第一环体的周向设置；所述导向环可滑动地设置在所述滑槽内。

进一步地，所述滑槽的横截面呈凸字形，所述滑槽的两端分别与两个所述连接部之间保持一定间距；所述导向环包括：第二环体，具有所述第一开口；以及滑动保持部，与所述第二环体固定连接，可从所述间距移动到所述滑槽内。

进一步地，所述滑动保持部包括：壳体；转轴，与所述壳体转动连接，一端与所述第二环体固定连接，另一端伸入到所述壳体内；齿轮，与所述转轴的所述另一端同轴连接，随所述转轴同步移动；齿条，相对设置有两个，与所述壳体的内壁滑动连接，与所述齿轮啮合，一端可伸出至所述壳体外；压紧块，固定设置在所述齿条的所述一端，可与所述滑槽的槽壁抵接；以及扭簧，套设在所述转轴上，用于使所述齿条的所述一端具有向所述壳体外移动的趋势。

进一步地，距离所述第四开口最近的两个所述第二环体，其上的第一开口方向朝着远离所述第四开口的方向偏转。

进一步地，所述齿轮上设置有可使所述扭簧的一端插入的插孔，所述壳体的内壁上设置有可使所述扭簧的另一端插入的卡槽。

进一步地，还包括设置在所述支撑环上、且可沿所述支撑环的周向转动的滑环，所述滑环具有与所述第二开口相对应的第五开口，所述滑环与所述保护管的端部连接。

进一步地，还包括设置在两个相邻的所述支撑环之间、且位于所述保护管内的柔性填充物，所述柔性填充物用于将所述第三开口遮挡住。

第二方面，本发明提供一种机器人，包括上述任一项所述的固线装置。

本发明的有益效果：本发明提供一种固线装置及机器人，通过弹性骨架、连接盘、导向组件、支撑环和保护管的组合，当需要更换线缆时，将保护管的第三开口转动到与需要更换的线缆所对应的第一开口正对的位置，然后就可以从导向环和支撑件上的导向槽中取出线缆，并经保护管上的第三开口最终取下线缆，安装时将线缆经保护管上的第三开口卡入到对应的导向环和支撑件上的导向槽中。从而在更换某根线缆时，不需要移动其他线缆，不需要将保护管拆下，进而能很方便地对线缆进行更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一实施例提供的一种机器人的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的固线装置的立体图；

图3为本发明一实施例提供的固线装置部分结构的立体图；

图4为本发明一实施例提供的支撑环的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的支撑环和滑环装配在一起时的立体图；

图6为本发明一实施例提供的弹性骨架、导向组件、支撑环、滑环和柔性填充物装配在一起时的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的导向组件的立体图；

图8为本发明一实施例提供的导向环的立体图；

图9为本发明一实施例提供的滑动保持部的局部剖视后的立体图；

图10为本发明一实施例提供的滑动保持部的部分结构的立体图；

图11为本发明一实施例提供的导向环的纵向半剖视图；

附图标记：

100、机座；200、第一机械臂；300、第二机械臂；400、外壳；

10、弹性骨架；

20、连接盘；21、通孔；

30、导向组件；

31、导向环；311、第二环体；3111、第一开口；312、滑动保持部；3121、壳体；3122、插槽；3123、转轴；3124、齿轮；3125、齿条；3126、插孔；3127、压紧块；3128、扭簧；

32、环形箍体；321、第一环体；322、第四开口；323、连接部；324、滑槽；325、间距；

33、锁紧结构；

40、支撑环；41、导向槽；42、第二开口；

50、保护管；51、第三开口；

60、滑环；

70、柔性填充物。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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”等仅用于描述目的，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。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。

在本申请中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本申请中，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。

如图1所示，本申请提供了一种机器人，具体指SCARA机器人，该SCARA机器人包括机座100、第一机械臂200、第二机械臂300和外壳400，外壳400设置在第二机械臂300上。如图2-11所示，本申请提供一种固线装置，其安装在上述SCARA机器人上。本实施例中的固线装置包括弹性骨架10、连接盘20、导向组件30、支撑环40和保护管50。

弹性骨架10呈管状或者杆状，材质可以是金属或者复合材料，复合材料可以是玻璃纤维。弹性骨架10的两端分别设置有一个连接盘20，每个连接盘20与弹性骨架10的一个端部固定连接，固定连接优选为螺纹连接、卡扣连接等可拆卸连接。连接盘20上具有多个沿周向分布的通孔21，通孔21用于使线缆穿过，本实施例中优选通孔21的数量为5个，两个连接盘20通过螺纹连接或者螺栓组件连接的方式分别与SCARA机器人的基座和外壳400连接。

沿弹性骨架10的延伸方向间隔设置有多个导向组件30，多个导向组件30都位于两个连接盘20之间。每个导向组件30包括多个沿弹性骨架10的周向分布的导向环31，导向组件30上的导向环31与连接盘20上的通孔21为一一对应设置的关系，因此，导向环31的数量也为5个。导向环31具有可使线缆通过的第一开口3111，导向环31可以是金属环，也可以是塑料环。每个导向组件30可以仅包含多个导向环31，这种情况下，每个导向环31与弹性骨架10固定连接在一起，还可以包含除导向环31以外的其他零部件。

沿所述弹性骨架10的延伸方向至少设置有两个支撑环40，所有的支撑环40都位于两个连接盘20之间。当支撑环40的数量为2个时，所有的导向组件30位于两个支撑环40之间；当支撑环40的数量大于2个时，所有的导向组件30位于最外侧的两个支撑环40之间，两个相邻的支撑环40之间分布有一定数量的导向组件30。每个支撑环40上沿周向设置有多个导向槽41，导向槽41与导向环31一一对应设置，因此导向槽41的数量也为5个，导向槽41具有可使线缆通过的第二开口42。

保护管50套设在多个导向组件30外，保护管50的两端分别与支撑环40连接，并且可相对支撑环40转动。保护管50为波纹管，但是周向上具有可使线缆通过的第三开口51，第三开口51沿保护管50的延伸方向完全贯穿保护管50。保护管50的数量比支撑环40的数量少一个。由于SCARA机器人上传统的波纹管通常包括一个直线段和一个半圆形的弧线段，且为了方便转动保护管50，优选保护管50的数量为3个，在直线段处设置有一个保护管50，在半圆形的弧线段处设置有两个保护管50。

当导向环31中放入了线缆后，为避免在使用过程中线缆从第一开口3111中脱离出来，第一开口3111的开口大小要小于线缆的直径的，从而将线缆从第一开口3111卡入到导向环31中的过程中，导向环31的第一开口3111是会被适当撑大的。而支撑环40上的导向槽41，由于其结构形式的不同，不能像导向环31那样被轻易地撑大，因此其上的第二开口42的开口大小要大于线缆的直径。对于保护管50上的第三开口51，为便于操作，其开口大小要比第二开口42大。

在实际使用时，如图6所示，为降低线缆从第一开口3111中脱离出来的风险，五个导向环31上的第一开口3111的方向尽量朝上，且保护管50上的第三开口51的方向要朝下。

在本实施例中，当需要更换线缆时，将保护管50的第三开口51转动到与需要更换的线缆所对应的第一开口3111正对的位置，然后就可以从导向环31和支撑件上的导向槽41中取出线缆，并经保护管50上的第三开口51最终取下线缆，安装时将线缆经保护管50上的第三开口51卡入到对应的导向环31和支撑件上的导向槽41中。从而在更换某根线缆时，不需要移动其他线缆，不需要将保护管50拆下，进而能很方便地对线缆进行更换。

在一个实施例中，如图7所示，导向组件30除了导向环31以外，还包括其他零部件，具体还包括环形箍体32和锁紧结构33。环形箍体32套设在弹性骨架10外，上面安装有导向环31，锁紧结构33用于将环形箍体32锁紧。通过环形箍体32和锁紧结构33，方便将导向组件30固定在弹性骨架10上。

在一个实施例中，如图7所示，环形箍体32包括第一环体321、连接部323和滑槽324。其中，第一环体321具有第四开口322，两个连接部323相对设置在第一环体321的第四开口322处，两个连接部323分别与第一环体321的两端连接，优选连接部323与第一环体321一体成形。沿第一环体321的周向设置有滑槽324，导向环31设置在滑槽324内、且可在滑槽324内滑动，当导向环31停止滑动后，导向环31保持在滑槽324内不动。锁紧结构33优选为螺栓组件，其中螺栓穿过两个连接部323。

由于线缆在经过第一开口3111的过程中，导向环31会被适当撑大，因此，当每个导向组件30中的导向环31的数量更多时，比如6个或者7个，那么相邻的导向环31之间的间距325更小，导向环31被撑大的动作可能会受到限制，因此，在本实施例中，导向环31可以在滑槽324中移动，且移动后保持不动，从而可以在更换线缆时，适当移动对应的导向环31或者其他导向环31，将要更换线缆所对应的导向环31周围的空间增大，进而便于将线缆顺利卡入到导向环31中或者从导向环31中取出。

在一个实施例中，如图7所示，滑槽324的横截面呈凸字形，滑槽324的两端分别与两个连接部323之间保持一定间距325。导向环31包括第二环体311和滑动保持部312，其中第二环体311上设置有上述第一开口3111，滑动保持部312与第二环体311固定连接、且可从上述间距325处移动到滑槽324内，滑动保持部312也可以从滑槽324中经上述间距325处移出至滑槽324外。通过上述设置，便于将导向环31安装到滑槽324内。

在一个实施例中，如图9-11所示，滑动保持部312包括壳体3121、转轴3123、齿轮3124、齿条3125、压紧块3127和扭簧3128。优选壳体3121的外部形状与滑槽324相适配，即也为凸字形。转轴3123穿过壳体3121、且与壳体3121转动连接，转轴3123位于壳体3121外的一端与第二环体311固定连接，另一端则伸入到壳体3121内。齿轮3124设置在壳体3121内，与转轴3123的另一端同轴连接和固定连接，从而齿轮3124随转轴3123同步移动。在壳体3121内相对设置有两个齿条3125，齿条3125与壳体3121内壁滑动连接，两个齿条3125都与齿轮3124啮合，齿条3125的一端可伸出至壳体3121外，齿条3125的另一端则固定有压紧块3127。齿条3125能够带动压紧块3127向壳体3121外移动，并使得压紧块3127与滑槽324的槽壁抵接，优选在滑槽324的槽壁和/或压紧块3127的表面进行防滑处理，即增大摩擦力，从而增大压紧块3127的防滑能力。扭簧3128套设在转轴3123上，优选在齿轮3124上设置有可使扭簧3128的一端插入的插孔3126，而在壳体3121的内壁上设置有可使扭簧3128的另一端插入的卡槽3122，从而扭簧3128的两端被限制，扭簧3128用于使齿条3125的上述一端具有向壳体3121外移动的趋势。

在本实施例中，当需要移动导向环31时，只需要轻微拧转第二环体311，克服扭簧3128的阻力，使齿条3125向壳体3121内缩回，从而压紧块3127与滑槽324的槽壁分离，这样就可以移动导向环31。当导向环31移动到合适位置后，松开第二环体311，压紧块3127与滑槽324的槽壁重新抵接，导向环31则保持在移动后的位置处。因此，本实施例具有方便调节导向环31的位置的优点。

在一个实施例中，如图6和图7所示，距离所述第四开口322最近的两个所述第二环体311，其上的第一开口3111方向朝着远离所述第四开口322的方向偏转。通常情况下，五个第二环体311的设置形式(包括第一开口3111相对于滑动保持部312的开口位置)宜保持一致，但是当五个第二环体311之间的间距325很小或者存在更多个的第二环体311，从而导致距离第四开口322最近的两个第二环体311上的第一开口3111不得不朝下时，这种情况就容易导致线缆从这两个第二环体311中脱离出来。因此，在本实施例中，将这两个第二环体311上的第一开口3111朝向远离第四开口322的方向偏转一定角度，从而使得这两个第二环体311上的第一开口3111朝上，进而能降低线缆从第一开口3111中脱离出来的可能，保证了固线装置的使用可靠性。

在一个实施例中，如图5和图6所示，还包括设置在支撑环40上、且可沿支撑环40的周向转动的滑环60，滑环60具有与第二开口42相对应的第五开口，优选第五开口的开口大小大于等于第四开口322的开口大小，滑环60与保护管50的端部连接，比如通过螺栓连接。滑环60可以通过单独的螺栓进行滑动锁定，从而使其转动后保持在支撑环40上不动，也可以通过过盈配合的方式，转动后自动保持不动。通过设置滑环60，方便保护管50与支撑环40连接在一起。

在一个实施例中，如图6所示，还包括设置在两个相邻的支撑环40之间、且位于保护管50内的柔性填充物70，柔性填充物70用于将第三开口51遮挡住，优选柔性填充物70为海绵。通过海绵来将第三开口51处遮挡住，可避免灰尘进入，从而对线缆起到保护。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种固线装置，其特征在于，包括：

弹性骨架(10)，呈管状或杆状；

连接盘(20)，设置有两个，分别与所述弹性骨架(10)的端部固定连接，具有多个沿周向分布的通孔(21)；

导向组件(30)，沿所述弹性骨架(10)的延伸方向间隔设置有多个，包括多个沿所述弹性骨架(10)的周向设置的导向环(31)，所述导向环(31)具有第一开口(3111)；

支撑环(40)，沿所述弹性骨架(10)的延伸方向至少设置有两个，沿周向设置有多个导向槽(41)，所述导向槽(41)与所述导向环(31)对应设置，所述导向槽(41)具有第二开口(42)；以及

保护管(50)，套设在多个所述导向组件(30)外，端部与所述支撑环(40)连接、且可相对所述支撑环(40)转动，在周向上具有可使线缆通过的第三开口(51)。

2.根据权利要求1所述的固线装置，其特征在于，

所述导向组件(30)还包括：

环形箍体(32)，套设在所述弹性骨架(10)外，其上设置有所述导向环(31)；以及

锁紧结构(33)，用于将所述环形箍体(32)锁紧。

3.根据权利要求2所述的固线装置，其特征在于，

所述环形箍体(32)包括：

第一环体(321)，具有第四开口(322)；

连接部(323)，在所述第一环体(321)的第四开口(322)处相对设置有两个；以及

滑槽(324)，沿所述第一环体(321)的周向设置；

所述导向环(31)可滑动地设置在所述滑槽(324)内。

4.根据权利要求3所述的固线装置，其特征在于，

所述滑槽(324)的横截面呈凸字形，所述滑槽(324)的两端分别与两个所述连接部(323)之间保持一定间距(325)；

所述导向环(31)包括：

第二环体(311)，具有所述第一开口(3111)；以及

滑动保持部(312)，与所述第二环体(311)固定连接，可从所述间距(325)移动到所述滑槽(324)内。

5.根据权利要求1所述的固线装置，其特征在于，

所述滑动保持部(312)包括：

壳体(3121)；

转轴(3123)，与所述壳体(3121)转动连接，一端与所述第二环体(311)固定连接，另一端伸入到所述壳体(3121)内；

齿轮(3124)，与所述转轴(3123)的所述另一端同轴连接，随所述转轴(3123)同步移动；

齿条(3125)，相对设置有两个，与所述壳体(3121)的内壁滑动连接，与所述齿轮(3124)啮合，一端可伸出至所述壳体(3121)外；

压紧块(3127)，固定设置在所述齿条(3125)的所述一端，可与所述滑槽(324)的槽壁抵接；以及

扭簧(3128)，套设在所述转轴(3123)上，用于使所述齿条(3125)的所述一端具有向所述壳体(3121)外移动的趋势。

6.根据权利要求5所述的固线装置，其特征在于，

距离所述第四开口(322)最近的两个所述第二环体(311)，其上的第一开口(3111)方向朝着远离所述第四开口(322)的方向偏转。

7.根据权利要求6所述的固线装置，其特征在于，

所述齿轮(3124)上设置有可使所述扭簧(3128)的一端插入的插孔(3126)，所述壳体(3121)的内壁上设置有可使所述扭簧(3128)的另一端插入的卡槽(3122)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的固线装置，其特征在于，

还包括设置在所述支撑环(40)上、且可沿所述支撑环(40)的周向转动的滑环(60)，所述滑环(60)具有与所述第二开口(42)相对应的第五开口，所述滑环(60)与所述保护管(50)的端部连接。

9.根据权利要求8所述的固线装置，其特征在于，

还包括设置在两个相邻的所述支撑环(40)之间、且位于所述保护管(50)内的柔性填充物(70)，所述柔性填充物(70)用于将所述第三开口(51)遮挡住。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的固线装置。