CN210452820U - 一种机器人连接线、机械臂及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人连接线、机械臂及机器人，所述机器人连接线包括非导体芯材和缠绕于所述非导体芯材表面的多束导线，所述缠绕于所述非导体芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，所述多束导线均为裸导线，所述多束导线为2～5束导线；非导体芯材与多束导线之间从内到外依次设置有弹性层和防滑层，所述防滑层为在所述弹性层表面包裹的具有粗糙表面的防滑层。通过设置上述结构，使得本实用新型的机器人连接线具有较好的抗弯折性能。

Description

一种机器人连接线、机械臂及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种机器人连接线、机械臂及机器人。

背景技术

随着科技的发展，一些高端机械发展迅速，如目前最为流行的机器人产品进步明显，机器人又可分为工业机器人和消费型机器人。工业机器人是指利用机器人的某些部位对待加工部件进行加工，以完成之前需要手工进行的操作。消费型机器人是直接面向用户的，可与用户进行互动，可完成一些简单的动作。不论是哪种机器人，一般都需要进行一些机械动作，而在进行机械动作时，其连接线不可避免会产生扭曲或弯折，这些动作如会对连接线产生不可避免地损害。为了使机器人达到一定得稳定性，其连接线在抗弯折性能方面都具有一定要求，即一般需要在弯折多次之后，仍保持连接状态。但现有技术中的这些连接线，出现的最大问题仍是多次使用之后容易断线。

因此，如何提高机器人连接线抗弯折性能，以实现机器人连接线在海量的扭曲或弯折动作后仍保持不断线是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机器人连接线、机械臂及机器人，使机器人连接线在海量的扭曲或弯折动作后仍保持不断线。

本实用新型实施例提供了一种机器人连接线，包括非导体芯材和缠绕于所述非导体芯材表面的多束导线，所述缠绕于所述非导体芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，所述多束导线均为裸导线，所述多束导线为2～5束导线；

所述非导体芯材与所述多束导线之间从内到外依次设置有弹性层和防滑层，其中，所述防滑层为在所述弹性层表面包裹的具有粗糙表面的防滑层。

进一步，所述最小缠绕单元的缠绕角度为与非导体芯材成30～60度夹角。

进一步，所述最小缠绕单元中，相邻束导线之间的螺距为单一束导线直径的0.1～2倍。

进一步，所述非导体芯材为尼龙丝。

进一步，所述多束导线为4束导线。

进一步，所述多束导线外包裹有绝缘套。

进一步，所述绝缘套的材质为聚氯乙烯材料或聚乙烯材料。

进一步，所述导线为铜线。

本实用新型实施例提供了一种机械臂，所述机械臂中设置有所述的机器人连接线。

本实用新型实施例提供了一种机器人，所述机器人具有所述的机械臂。

本实用新型实施例提供了一种机器人连接线、机械臂及机器人，其中，缠绕于非导体芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，所述多束导线均为裸导线，所述多束导线为2～5束导线，非导体芯材与多束导线之间从内到外依次设置有弹性层和防滑层，上述防滑层为在所述弹性层表面包裹的具有粗糙表面的防滑层。这样各相邻最小缠绕单元之间将具有足够的弯折空间，在对所述机器人连接线进行弯折时，将会基于所述弯折空间来增大最小缠绕单元的实际宽度，从而提高了机器人连接线的抗弯折性能，并且本实用新型实施例中在非导体芯材和多束导线之间设置了弹性层和防滑层，进一步提升了导线的抗弯折能力，使其具有较好的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种机器人连接线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种机器人连接线的横截面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种机器人连接线的结构示意图，如图所示，所述机器人连接线包括非导体芯材1和缠绕于所述非导体芯材1表面的多束导线(结合图2所示，多束导线具体包括导线21、导线22、导线23和导线24)，所述缠绕于所述非导体芯材1表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元2(图1中虚线框部分)，所述最小缠绕单元2中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元2之间的间距(图1中由a表示)为单一所述最小缠绕单元2宽度(图1中由b表示)的2～4倍，所述多束导线均为裸导线，所述多束导线为2～5束导线；所述非导体芯材1与所述多束导线之间从内到外依次设置有弹性层11和防滑层12，其中，所述防滑层12为在所述弹性层11表面包裹的具有粗糙表面的防滑层。

本实用新型实施例中，所述最小缠绕单元2是指缠绕在所述非导体芯材1表面的可重复的最小单元，在所述最小缠绕单元2中各束导线并排缠绕，并且均按照相同角度缠绕，从而形成规则的缠绕体。

本实用新型实施例中，各相邻最小缠绕单元2之间具有足够的弯折空间，在对所述机器人连接线进行弯折时，由于相邻最小缠绕单元2之间具有较大的弯折空间，最终将会基于所述弯折空间来增大最小缠绕单元2的实际宽度。换言之，当对所述机器人连接线进行弯折操作时，所述机器人连接线会有足够的弯折余地，来抵消弯折操作对于最小缠绕单元2的宽度增加要求。

由于所述机器人连接线中，所述最小缠绕单元2是重复且连续的，并且相邻最小缠绕单元2之间的间距均为单一最小缠绕单元2宽度的2～4倍，所以整个机器人连接线便整体上具有了抗弯折性能。一般而言，由于最小缠绕单元2是由各束导线并排缠绕而成，而各束导线的实际尺寸很小，所以最小缠绕单元2的实际尺寸也很小，故虽然相邻最小缠绕单元2之间的间距是单一最小缠绕单元2宽度的2～4倍，但相邻最小缠绕单元2之间的间距也是很小的，而机器人连接线整体上相对于最小缠绕单元2而言又是非常长的，所以最终得到的机器人连接线，实际上便是处处都具有一个上述的弯折空间，这对于机器人连接线而言，意义巨大，这意味着从整体上看，机器人连接线实际上是处处都具有抗弯折性能，不论是对机器人连接线的哪一个位置进行弯折，都会具有相应的弯折空间来缓冲最小缠绕单元2宽度增大的要求。

具体地，相邻最小缠绕单元2之间的间距不宜过小，也不宜过大。如果相邻最小缠绕单元2之间的间距过小，则其提供的弯折空间较小，可能达不到抗弯折性能要求。如果相邻最小缠绕单元2之间的间距过大，那么相邻最小缠绕单元2之间连接的导线本身会向横向方向排布并且这种往横向方向排布的导线距离过长，在进行弯折操作时，相邻最小缠绕单元2之间连接的导线将存在较大的断线风险，如果这部分导线发生断线，也会造成机器人连接线整体无法传输信号，失去信号传输功能。本实用新型经过申请人无数次的实验证明，在相邻最小缠绕单元2之间的间距为最小缠绕单元2宽度的2～4倍时，既能保证提供较大的弯折空间，达到抗弯折性能要求，同时对于相邻最小缠绕单元2之间的导线而言，其不至于往横向倾斜过多角度，且长度不至于过长，可避免这部分导线在多次弯折时发生断线的问题。

在一个具体应用场景中，相邻最小缠绕单元2之间的间距为最小缠绕单元2宽度的3倍，在此情况下，机器人连接线整体的抗弯折性能最佳，既能保证具有足够的弯折空间，同时相邻最小缠绕单元2之间的导线也不容易发生断线风险。

所述多束导线均为裸导线，所述裸导线是指仅有导体而无绝缘层的产品，具体可以是铜、铝等各种金属或复合金属圆单线。本实用新型实施例中，所述导线优选为铜线。本实用新型中，各束裸导线之间将相互连通，共同传输同一信号。所述导线设置有2～5束，优选为4束，这4束导线优选为裸导线，例如图1中的导线21、导线22、导线23和导线24，这4束裸导线将一同传输信号。这些导线其排布和缠绕方式均相同，以使机器人连接线整体具有足够的抗弯折性能。

通过本实用新型实施例提供的机器人连接线，由于在相邻最小缠绕单元2之间设置了一个合理的间距，使得机器人连接线整体上处处具有抗弯折性能，即使对机器人连接线的某一个位置进行多次弯折，也不会发生断线问题，从而提高了机器人连接线的整体抗弯折性能。

本实用新型实施例中，还设置了弹性层11、防滑层12，其中，弹性层11包裹于非导体芯材1上，所述防滑层12为在所述弹性层11表面包裹的具有粗糙表面的防滑层。

设置所述弹性层11的目的是使导线在受到弯折的作用力时，具有一个载体可以随意弯折，而不会产生较强的应力，这是因为虽然上述结构的导线具有一定的抗弯折性能，但是如果施加的弯折动作过快，导致弯折的作用力突然产生，将无法使导线快速分散和缓冲作用力，而所述弹性层11则可以快速缓冲弯折的作用力，并随着作用力的产生而发生形变，在形变的过程中带动导线发生形变，从而使导线随弹性层11的形变而形变，进而及时分散和缓冲施加在导线上的作用力，避免导线受到突然的作用力而无法及时形变和扩散。

所述弹性层11的材质可以是TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)，其作为弹性层是介于橡胶和塑料之间的一种材料，TPU的硬度范围很宽，弹性性能范围也很宽，所以可根据需要制成具有不同弹性性能的弹性层11。

设置所述防滑层12的目的是为弹性层11与导线之间提供一定的摩擦力，这样导线会随着弹性层11的形变而产生相应的形变，进而释放和缓冲相应的作用力，所述摩擦力的提供方式是在防滑层12表面设置粗糙表面，以便导线可以随着弹性层11一同发生形变，但本实用新型实施例中，并不需要使导线与弹性层11的结构变化完全一致，否则会使导线形变不自由，无法完全随作用力的变化而进行扩散，所以防滑层12不需要也不能制成凹槽的形式，让导线嵌入到凹槽中，这会导致原本具有抗弯折性能的导线无法表现出抗弯折性能。所述粗糙表面的形式多种多样，例如可以将所述防滑层12设置为表面具有多个凸起的防滑层，所述凸起优选为半球形凸起；或者将防滑层12设置为表面具有多个防滑纹的防滑层，所述防滑纹可以设置为直线或弧线等等；或者将所述防滑层12设置为表面具有多个的防滑槽，所述防滑槽可以设置为直线或弧线等等。不论是采用凸起、防滑纹还是防滑槽，应都是规则分布，以便具有较稳定的防滑效果。

所述防滑层12的材质优选为橡胶，如天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶等等。这些材质都具有一定的弹性性能，以保证防滑层12同样可随弯折的作用力而发生形变。

进一步，所述最小缠绕单元2的缠绕角度为与非导体芯材1成30～60度夹角。由于所述最小缠绕单元2是由多束导线并排缠绕在非导体芯材1而成，所以最小缠绕单元2的缠绕角度也可以指导线的缠绕角度。所述最小缠绕单元2的缠绕角度是指与非导体芯材1所形成的夹角。假设将非导体芯材1水平放置，那么最小缠绕单元2中各导线绕非导体芯材1缠绕时，各导线与水平线之间的夹角(锐角)即为与非导体芯材1之间的夹角。本实用新型实施例中，所述最小缠绕单元2的缠绕角度不宜过大，也不宜过小。如果最小缠绕单元2的缠绕角度过大，会导致相邻最小缠绕单元2之间的导线与非导体芯材1方向贴近，导致连接相邻最小缠绕单元2的导线向水平方向倾斜，影响这段导线的抗弯折性能，如果最小缠绕单元2的缠绕角度过小，那么最小缠绕单元2自身的导线会向水平方向倾斜，影响最小缠绕单元2自身导线的抗弯折性能，所以在设置缠绕角度时，应既关注最小缠绕单元2自身导线的抗弯折性能，又关注最小缠绕单元2之间导线的抗弯折性能，本实用新型实施例中，经过申请人无数次的实验证明，将缠绕角度设置为与非导体芯材1成30～60度夹角，可保证机器人连接线整体上保持较好的抗弯折性能，而不会导致某一部分的抗弯折性能降低。

进一步，在上述实施例中，对相邻最小缠绕单元2之间的间距进行了限定，这样可以使机器人连接线在这些地方具有了抗弯折性能。但由于对机器人连接线进行弯折时，具体的弯折位置是不定的，如果相邻束导线之间的螺距较小，那么最小缠绕单元2将首先由两端的导线开始松线(由于相邻最小缠绕单元2之间具有弯折空间)，而最小缠绕单元2中间的导线由于螺距过小，造成中间的导线无法及时松线，仍处于原有结构，弯折造成的作用力无法缓冲，就可能造成中间的导线断线，所以本实用新型实施例需对最小缠绕单元2的结构进行优化。换言之，在对机器人连接线进行弯折时，最小缠绕单元2中各束导线也具有宽度增大的要求，这样才能使最小缠绕单元2本身具有一定的抗弯折性能，为了实现这一效果，本实用新型实施例对相邻束导线之间的螺距进行了限定，具体的，所述最小缠绕单元2中，相邻束导线之间的螺距为单一束导线直径的0.1～2倍，这样对于最小缠绕单元2本身而言，便具有了弯折空间。即，在对机器人连接线进行弯折时，最小缠绕单元2中由于相邻束导线之间具有一定的间隙，从而为这些导线提供了弯折空间，使最小缠绕单元2本身具有了一定的抗弯折性能。

一方面，基于上述描述内容，所述相邻束导线之间的螺距不宜过小，否则无法及时有效的缓冲，最小缠绕单元2中间导线断裂风险提高；另一方面，所述相邻束导线之间的螺距也不宜过大，否则各束导线的缠绕角度过小，造成导线往非导体芯材1方向倾斜，同样会导致断裂风险提高。本实用新型实施例中，经过申请人无数次的实验，创造性的发现将相邻束导线之间的螺距设置为单一束导线直径的0.1～2倍，可使最小缠绕单元2具有较好的抗弯折性能。但在具体应用场景中，所述相邻束导线之间的螺距设置为单一束导线直径的1倍，其表现出的抗弯折性能是最佳的。

在本实用新型实施例中，在所述最小缠绕单元2中，各束导线的直径相同，或相差不大，前述的单一束导线直径是指任意一束导线的直径，也可以是指所有束导线直径的平均值。

显然，所述导线其横截面通常是圆形，故上述对螺距的大小也是以直径来作为参考，但本领域技术人员容易想到的是，所述导线其横截面也可以采用其他变形结构，例如多边形结构，或者根据实际应用场景的需要设置为其他结构。在导线横截面采用这些变形结构的情况下，那么所述相邻束导线之间的螺距显然可设置为单一束导线宽度的0.1～2倍。

所述多束导线外还包裹一层绝缘套，以对机器人连接线进行防护，例如绝缘胶。所述绝缘套的材质优选为聚氯乙烯材料或聚乙烯材料。上述材料都具有较好的电绝缘性，同时化学稳定性好。

所述非导体芯材1其材质优选为尼龙丝，这种材质具有较强的防断丝性能。当然，为了使整个机器人连接线具有拉伸性能，所述非导体芯材1还可以直接采用具有拉伸性能的芯材，这样不仅可以对机器人连接线进行弯折，还可以对所述机器人连接线进行拉伸。由于相邻最小缠绕单元2之间具有较大的弯折空间，该弯折空间实际上成为了拉伸空间，并且位于中部的非导体芯材1也具有拉伸性能，所以最终将基于所述拉伸空间来增大最小缠绕单元2的实际宽度。

需要说明的是，图1只是为了方便说明而绘制的结构示意图，在实际产品中，各导线的直径非常小，所以在实际产品中，最小缠绕单元2的宽度以及相邻最小缠绕单元2之间的间距都是非常小的，所以相邻最小缠绕单元2之间的导线并不会造成过于向非导体芯材1方向倾斜，其仍可保持在较佳的缠绕角度。

本实用新型实施例还提供一种机械臂，所述机械臂中设置有所述的机器人连接线。

本实用新型实施例还提供一种机器人，所述机器人具有所述的机械臂。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种机器人连接线，包括非导体芯材和缠绕于所述非导体芯材表面的多束导线，其特征在于，所述缠绕于所述非导体芯材表面的多束导线形成多个重复且连续的最小缠绕单元，所述最小缠绕单元中各束导线按照相同角度并排缠绕，并且相邻所述最小缠绕单元之间的间距为单一所述最小缠绕单元宽度的2～4倍，所述多束导线均为裸导线，所述多束导线为2～5束导线；

所述非导体芯材与所述多束导线之间从内到外依次设置有弹性层和防滑层，其中，所述防滑层为在所述弹性层表面包裹的具有粗糙表面的防滑层。

2.根据权利要求1所述的机器人连接线，其特征在于，所述最小缠绕单元的缠绕角度为与非导体芯材成30～60度夹角。

3.根据权利要求1所述的机器人连接线，其特征在于，所述最小缠绕单元中，相邻束导线之间的螺距为单一束导线直径的0.1～2倍。

4.根据权利要求1所述的机器人连接线，其特征在于，所述非导体芯材为尼龙丝。

5.根据权利要求1所述的机器人连接线，其特征在于，所述多束导线为4束导线。

6.根据权利要求1所述的机器人连接线，其特征在于，所述多束导线外包裹有绝缘套。

7.根据权利要求6所述的机器人连接线，其特征在于，所述绝缘套的材质为聚氯乙烯材料或聚乙烯材料。

8.根据权利要求1所述的机器人连接线，其特征在于，所述导线为铜线。

9.一种机械臂，其特征在于，所述机械臂中设置有如权利要求1～8任一项所述的机器人连接线。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人具有如权利要求9所述的机械臂。

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