CN205622147U

CN205622147U - 自动型组合式电缆传送机器人

Info

Publication number: CN205622147U
Application number: CN201620345434.XU
Authority: CN
Inventors: 周博; 周海锋; 杨政; 叶爱学
Original assignee: Bo Feng Intelligent Technology (dalian) Co Ltd
Current assignee: Bo Feng Intelligent Technology (dalian) Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2026-04-22

Abstract

本实用新型公开了一种自动型组合式电缆传送机器人，包括运动模块和控制模块，控制模块上设有按钮、航插接口、无线控制模块，控制模块与运动模块之间通过线缆相连。本实用新型将运动模块与控制模块分离，极大缩小了运动机构的体积和重量，扩大了适用范围，降低了升级和维修成本；通过伺服电机和滚珠丝杠装置实现了电缆的自动输送，减少了人工的使用；通过具有单向输送功能和自适应外径功能的机械手臂，使电缆定向输送，提高了效率；通过单机控制或多个机构联机协调工作，可以适应不同工况，按照实际需求自由搭配；采用有线或无线远程控制，统一协调多个机构，可调整机构数量、速度、运行模式等指标，并保证各个机构同步动作，提高了工作效率。

Description

自动型组合式电缆传送机器人

技术领域

本实用新型涉及机电设备技术领域，尤其涉及一种自动型组合式电缆传送机器人。

背景技术

在目前电缆敷设过程中，尤其在船舶及海工施工作业领域，现场环境狭窄、电缆桥架分布比较复杂(一般是特定高度和宽度的电缆桥架)，传统电缆输送机无法使用，某些一体便携式小型电缆传送机器人也无法在特别狭窄的环境下安装，因此整个过程中只能利用人工拉拽，将电缆沿预定路径敷设，产生巨额人工成本，且需要特种作业人员配合。

施工现场多工种交叉作业现象普遍，环境恶劣，粉尘、油渍等污染物较多。在人工拉拽过程中，需要所有操作人员同步动作，造成生产效率低下，人工浪费严重。再加之人员数量较多，普遍存在出工不出力的情况，也是效率下降的一个重要因素，同时劳动强度不断增加，单体人员效率也不断下降，人员体力的下降就会给施工带来巨大安全隐患。采用人工拉拽时电缆输送速度难以控制，无法采集真实敷设数据。

同时，一体便携式电缆传送机器人采用集成安装的方式，零件损坏后维修及更换较为复杂，也不利于快速更新及升级。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自动型组合式电缆传送机器人，解决电缆敷设时空间特别狭小，电缆输送机及一体便携式传送机器人无法使用的问题；电缆敷设时需要大量人力、不同工位同步动作的问题；电缆敷设过程中速度控制、行程控制、方向调节、时时数据采集的问题；电缆外径变化不能随时适应的问题；电缆敷设统一控制的问题；恶劣环境下机器人内部防尘的问题；一体便携式电缆传送机器人维修、更新和升级困难的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：自动型组合式电缆传送机器人，包括运动模块和控制模块，控制模块上设有按钮、航插接口、无线控制模块，控制模块与运动模块之间通过线缆相连。

优选的，运动模块包括机械手臂、外壳、伺服电机、接头、丝杠螺母、滑台、支架、底板、端面板、同步轮、滚珠丝杠、光杠和同步密封带；机械手臂包括连接板、机械手臂外壳、上滑轨、上楔形滑块、V形夹紧槽、下楔形滑块和下滑轨；底板上安装有外壳、伺服电机、接头、支架、端面板；伺服电机与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠的两端均安装有端面板，滚珠丝杠上套装有丝杠螺母，丝杠螺母固定安装在滑台内；位于滚珠丝杠两侧的光杠穿过滑台且两端安装在端面板上；滑台通过连接板与机械手臂外壳连接；连接板的两侧安装有同步密封带，同步密封带绕过固定于端面板及支架上的同步轮；机械手臂外壳的上板和下板中均开设有滑槽；上楔形滑块通过固定在其上的上滑轨与上板滑动连接，下楔形滑块通过固定在其上的下滑轨与下板滑动连接；上滑轨的两端安装有上限位螺钉，下滑轨的两端安装有下限位螺钉；上楔形滑块与下楔形滑块之间安装有V形夹紧槽。

优选的，伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接。

优选的，端面板上安装有两个同步轮。

优选的，连接板通过固定销与机械手臂外壳固定连接。

优选的，上楔形滑块与V形夹紧槽之间安装有垫板。

优选的，机械手臂外壳的一侧安装有电缆挡片。

进一步的，机械手臂外壳的一侧通过弹簧紧固安装有电缆挡片。

本实用新型将运动模块与控制模块分离，极大缩小了运动机构的体积和重量，扩大了适用范围，降低了升级和维修成本；通过伺服电机和滚珠丝杠装置实现了电缆的自动输送，减少了人工的使用；通过具有单向输送功能和自适应外径功能的机械手臂，使电缆定向输送，提高了效率；通过单机控制或多个机构联机协调工作，可以适应不同工况，按照实际需求自由搭配；采用有线或无线远程控制，统一协调多个机构，可调整机构数量、速度、运行模式等指标，并保证各个机构同步动作，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是运动模块内部结构示意图；

图3是机械手臂结构示意图；

图4是机械手臂夹紧电缆状态的主视图；

图5是机械手臂夹紧电缆状态的左视图；

图6是机械手臂放松电缆状态的主视图；

图7是机械手臂放松电缆状态的左视图；

图8是本实用新型控制原理图。

其中：1.运动模块；2.控制模块；3.按钮；4.线缆；5.机械手臂；6.联轴器；7.外壳；8.伺服电机；9.接头；10.丝杠螺母；11.滑台；12.支架；13.底板；14.端面板；15.同步轮；16.滚珠丝杠；17.光杠；18.连接板；19.同步密封带；20.固定销；21.机械手臂外壳；22.上限位螺钉；23.电缆挡片；24.上滑轨；25.上楔形滑块；26.垫板；27.电缆；28.V形夹紧槽；29.下楔形滑块；30.弹簧；31.下限位螺钉；32.下滑轨。

具体实施方式

如图1-图3所示，自动型组合式电缆传送机器人，包括运动模块1和控制模块2，控制模块2上设有按钮3，实现电源开关、左右方向选择、急停等功能，控制模块2上设有航插接口、无线控制模块，实现电源输入、总控设备连接、设备间信号传输、运动模块1连接等功能；控制模块2与运动模块1之间通过线缆4相连,工作时,运动模块1固定在待输送的电缆桥架旁，控制模块2放置在适合操作员操作的安全位置，控制模块2中的按钮3可以对运动模块1进行单机控制；运动模块1包括机械手臂5、外壳7、伺服电机8、接头9、丝杠螺母10、滑台11、支架12、底板13、端面板14、同步轮15、滚珠丝杠16、光杠17和同步密封带19；机械手臂5包括连接板18、机械手臂外壳21、上滑轨24、上楔形滑块25、V形夹紧槽28、下楔形滑块29和下滑轨32；底板13上安装有外壳7、伺服电机8、接头9、支架12、端面板14；伺服电机8通过联轴器6与滚珠丝杠16连接，滚珠丝杠16的两端均安装有端面板14，滚珠丝杠16上套装有丝杠螺母10，丝杠螺母10固定安装在滑台11内；位于滚珠丝杠16两侧的光杠17穿过滑台11且两端安装在端面板14上；伺服电机8可正反向转动，滚珠丝杠16旋转，使丝杠螺母10沿光杠17直线往复运动；滑台11通过连接板18与机械手臂外壳21连接，连接板18通过固定销20与机械手臂外壳21固定连接，滑台11可以带动电缆27直线运动；伺服电机8采用配套驱动器进行控制，精确定位机械手臂5直线运动位置；连接板18的两侧安装有同步密封带19，同步密封带19绕过固定于端面板14及支架12上的同步轮15，端面板14上安装有两个同步轮15,同步密封带19可跟随连接板18的直线运动而运动，始终保持外壳7的矩形开口处密封，起到防尘作用；机械手臂外壳21的上板和下板中均开设有滑槽；上楔形滑块25通过固定在其上的上滑轨24与上板滑动连接，下楔形滑块29通过固定在其上的下滑轨32与下板滑动连接；上滑轨24的两端安装有上限位螺钉22，下滑轨32的两端安装有下限位螺钉31，可以限制上滑轨24、下滑轨32不脱离滑槽的滑动范围；上楔形滑块25与下楔形滑块29之间安装有V形夹紧槽28，用来夹紧电缆27，上楔形滑块25与V形夹紧槽28之间安装有垫板26，用于改变机械手臂5开口大小，以适应不同规格的电缆27；机械手臂外壳21的一侧通过弹簧30紧固安装有电缆挡片23，在工作过程中可以防止电缆27脱离机械手臂5的夹持范围。如图4、图5所示，滑台11带动机械手臂5向左运动，上楔形滑块25和下楔形滑块29在摩擦力的作用下向右滑动，使机械手臂5的开口距离H变小至H1，此时V形夹紧槽28夹紧电缆27，机械手臂5继续向左运动，将已夹紧的电缆27向左拉动。如图6、图7所示，滑台11带动机械手臂5向右运动，上楔形滑块25和下楔形滑块29在摩擦力的作用下向左滑动，使机械手臂5的开口距离H增大至H2，此时V形夹紧槽28松开电缆27，机械手臂5继续向右运动，由于已经松开电缆27，因此不带动电缆27向右运动。如此往复，即可以达到向左输送电缆27的目的。将固定销20拔下，可以把机械手臂5上下旋转180度，再安装到连接板18上，插回固定销20，其余步骤按照以上实例所述，即可实现向右输送电缆27的目的。

在联机模式下，数台图1所示的机器人由主控制器统一控制，各机构机械手臂5夹持同一根电缆27，同步按照上述规则运行，实现长距离电缆27输送的目的。

图8为机器人控制原理。人机交互界面采用具有触摸功能工控屏，通过串口与主控制器相连，可以实时查询并显示当前机器的连接状态，控制所有机器的同步运行与停止，并记录电缆27敷设长度；主控制器作为整个系统的核心，采用Zigbee网络(无线连接)或者CAN总线(有线连接)与各个机器通信，实现整体的管理控制；单机控制器接收主控制器指令，采集面板信息控制滑台11的左右滑动，并实时返回当前机器的运动状态。

在实际工况中，采用人工拉拽电缆与该机器人传送电缆的成本对比如下：

在实际工况中，采用人工拉拽电缆与该机器人传送电缆的工作效率对比如下(以敷设10万米电缆计算)：

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：包括运动模块（1）和控制模块（2），控制模块（2）上设有按钮（3）、航插接口、无线控制模块，控制模块（2）与运动模块（1）之间通过线缆（4）相连。

2.根据权利要求1所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：运动模块（1）包括机械手臂（5）、外壳（7）、伺服电机（8）、接头（9）、丝杠螺母（10）、滑台（11）、支架（12）、底板（13）、端面板（14）、同步轮（15）、滚珠丝杠（16）、光杠（17）和同步密封带（19）；

机械手臂（5）包括连接板（18）、机械手臂外壳（21）、上滑轨（24）、上楔形滑块（25）、V形夹紧槽（28）、下楔形滑块（29）和下滑轨（32）；

底板（13）上安装有外壳（7）、伺服电机（8）、接头（9）、支架（12）、端面板（14）；伺服电机（8）与滚珠丝杠（16）连接，滚珠丝杠（16）的两端均安装有端面板（14），滚珠丝杠（16）上套装有丝杠螺母（10），丝杠螺母（10）固定安装在滑台（11）内；位于滚珠丝杠（16）两侧的光杠（17）穿过滑台（11）且两端安装在端面板（14）上；滑台（11）通过连接板（18）与机械手臂外壳（21）连接；连接板（18）的两侧安装有同步密封带（19），同步密封带（19）绕过固定于端面板（14）及支架（12）上的同步轮（15）；

机械手臂外壳（21）的上板和下板中均开设有滑槽；上楔形滑块（25）通过固定在其上的上滑轨（24）与上板滑动连接，下楔形滑块（29）通过固定在其上的下滑轨（32）与下板滑动连接；上滑轨（24）的两端安装有上限位螺钉（22），下滑轨（32）的两端安装有下限位螺钉（31）；上楔形滑块（25）与下楔形滑块（29）之间安装有V形夹紧槽（28）。

3.根据权利要求2所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：所述的伺服电机（8）通过联轴器（6）与滚珠丝杠（16）连接。

4.根据权利要求2所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：所述的端面板（14）上安装有两个同步轮（15）。

5.根据权利要求2所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：所述的连接板（18）通过固定销（20）与机械手臂外壳（21）固定连接。

6.根据权利要求2所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：所述的上楔形滑块（25）与V形夹紧槽（28）之间安装有垫板（26）。

7.根据权利要求2所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：所述机械手臂外壳（21）的一侧安装有电缆挡片（23）。

8.根据权利要求7所述的自动型组合式电缆传送机器人，其特征在于：所述机械手臂外壳（21）的一侧通过弹簧（30）紧固安装有电缆挡片（23）。