CN210935549U - 一种七自由度喷涂机器人布线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了所述一种七自由度喷涂机器人布线结构，包括机器人本体和喷枪，喷枪用漆管走线为：第一进线口入线‑‑‑‑J7‑J6电机叉臂组件叉臂后端出线‑‑‑‑第二进线口入线‑‑‑‑J5‑J4电机臂杆组件空腔连杆内‑‑‑‑J5‑J4电机臂杆组件后端叉臂出线‑‑‑‑第三进线口入线‑‑‑‑J3‑J2电机臂杆组件空腔连杆内‑‑‑‑出线孔出线，实现对J6‑J5电机安装座组件、J4‑J3电机安装座组件以及设置在J3‑J2电机臂杆组件后端电机座上J2电机的避让，J1‑J7电机用线缆在各自的线缆出线位置处和漆管汇合并随漆管同步排线。该布线结构尤其适用于长臂杆机器人，保证各个转轴运动灵活的同时，将线缆最大限度地束缚于机器人本体上或布置于空腔连杆内部，解决了线缆垂落以及缠绕问题，减小了机器人本体所占用的空间。

Description

一种七自由度喷涂机器人布线结构

技术领域

本实用新型属于机器人生产领域，尤其是涉及一种七自由度喷涂机器人布线结构。

背景技术

现代自动化生产及工业上生产中，机器人得到广泛使用，例如对狭长空间喷涂作业所使用的七自由度机器人，如附图1、2所示，该机器人包括机器人本体、J1-J7七个电机及喷枪1，机器人本体包括由前至后顺次串联连接的 J7电机臂杆组件、J7-J6电机叉臂组件、J6-J5电机安装座组件、J5-J4电机臂杆组件、J4-J3电机安装座组件、J3-J2电机臂杆组件、J2-J1电机连接臂组件以及J1电机安装座组件；喷枪位于J7臂杆组件操作前端，用于喷涂作业。所述 J5-J4电机臂杆组件、J3-J2电机臂杆组件分别包括一空腔连杆，该空腔连杆两端分别设有一叉臂结构，J2-J1电机连接臂组件包括连接部及该连接部两端各自设有的一叉臂结构。该机器人本体结构中，每相邻两个叉臂结构交错设置，也就是对相邻两个叉臂而言，一个叉臂的两个叉杆和另一个叉臂两个叉杆平行，且一个叉臂的两个叉杆所在平面和另一个叉臂两个叉杆所在平面垂直设置，即一个叉臂的两个叉杆关于另一个叉臂两个叉杆所在平面对称设置。 J7-J6电机叉臂组件前端、J6-J5电机安装座组件、J4-J3电机安装座组件以及J1 电机安装座为关节结构，该机器人本体机构中，J1-J7电机布置为：J7电机安装于J7-J6电机叉臂组件前端设置的安装座内，由固定安装于两叉臂间的J7电机线缆接头出线；J6电机、J5电机均安装于J6-J5电机安装座组件内部，两电机在空间上相互垂直，均由固定安装于J6-J5电机安装座组件侧面的J6J5电机线缆接头出线；J4电机、J3电机均安装于J4-J3电机安装座组件内部，由固定安装于J4-J3电机安装座组件侧面的J3J4电机线缆接头出线；J2电机安装于 J3-J2电机臂杆组件前端的J2电机安装座内部，J2电机线缆接头固定安装于 J3-J2电机臂杆组件的空腔连杆内；J1电机安装于J3-J2电机臂杆组件后端的J1 电机安装座组件内部，由J1电机安装座组件后端的J1电机线缆接头出线。

目前大部分工业机器人采用外部布线方式，主要存在以下问题：(1)布线方式使得线缆易磨损，容易造成断线、短路，可靠性不强；(2)外部布线方式导致机器人工作时占用空间较大，如在狭窄空间作业时易发生干涉及碰撞，不适合狭窄空间作业；(3)外部布线方式影响机器人外形美观。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种七自由度喷涂机器人布线结构，以实现对该七自由度机器人合理可靠布线。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种七自由度喷涂机器人布线结构，包括机器人本体及其前端设置的喷枪，所述机器人本体包括J1-J7七个电机及由前至后顺次连接的J7电机臂杆组件、J7-J6电机叉臂组件、J6-J5电机安装座组件、J5-J4电机臂杆组件、 J4-J3电机安装座组件、J3-J2电机臂杆组件、J2-J1电机连接臂组件和J2-J1 电机连接臂组件后端设置的J1电机安装座组件，所述喷枪用漆管由前至后贯穿机器人本体设置，且该漆管在机器人本体的各个电机安装座位置处由机器人本体内部伸出，对该位置处的电机安装座进行避让后再伸入至机器人本体内，J1-J7电机用线缆在各自的线缆出线位置处和漆管汇合并随漆管同步排线。

进一步的，所述J7-J6电机叉臂组件叉杆前端设有第一进线口，所述 J5-J4电机臂杆组件前端叉臂的叉杆设有第二进线口，所述J3-J2电机臂杆组件前端叉臂的叉杆设有第三进线口，该J3-J2电机臂杆组件的空腔连杆结构后端设有出线孔，喷枪用漆管贯穿机器人本体设置，其走线结构为：第一进线口入线-----J7-J6电机叉臂组件叉臂后端出线----第二进线口入线----J5-J4 电机臂杆组件空腔连杆内----J5-J4电机臂杆组件后端叉臂出线----第三进线口入线----J3-J2电机臂杆组件空腔连杆内----出线孔出线。

进一步的，所述J7电机臂杆组件至少活动套装有两个绕线箍，所述绕线箍包括两个半环体，该两个半环体正对且通过螺钉固定连接成环状箍体，其中一个半环体可拆卸连接有压线部，该压线部上设有数个过线孔，漆管由过线孔穿过。

进一步的，所述J7-J6电机叉臂组件两个叉杆间、J5-J4电机臂杆组件后端叉臂两个叉杆间各自设有一绕线套，漆管缠绕绕线套一周设置。

进一步的，所述绕线套为管结构，该绕线套两端分别套装有绕线轴，该绕线套对应叉臂的两个叉杆正对开设有安装孔，两个绕线轴各自固装在一安装孔内。

进一步的，所述出线孔设有两个，进入第三连接臂内漆管和线缆的汇合线束在J3-J2电机臂杆组件后端位置处分为两股，并由该两个出线孔分别出线，所述J2-J1电机连接臂组件至少设有两个软管固定座，且该J2-J1电机连接臂组件后端还设有第一线座，两束分股线各自通过软管固定座束线，然后经第一线座汇合出线后和J1电机安装座组件设置的J1电机所用线缆汇合。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种七自由度喷涂机器人布线结构具有以下优势：

(1)该布线结构尤其适用于长臂杆机器人，保证各个转轴运动灵活的同时，将线缆最大限度地束缚于机器人本体上或布置于空腔连杆内部，解决了线缆垂落以及缠绕问题，减小了机器人本体所占用的空间。

(2)本布线结构中设计了绕线箍，尤其适用于长臂杆绕轴线旋转机构的束线，可减少线缆的预留量，防止线缆垂落；也可防止臂杆旋转过程中线缆缠绕到臂杆上，影响到关节运动以及线缆寿命。

(3)本布线结构中设计了绕线套，尤其适用于尺寸较长的叉臂结构束线，可使得叉臂结构中的走线更加整洁，防止了线缆堆积。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为背景技术中七自由度喷涂机器人本体结构主视图；

图2为背景技术中七自由度喷涂机器人本体内部剖视图；

图3为实施例七自由度喷涂机器人布线结构主视图；

图4为实施例七自由度喷涂机器人布线结构俯视图；

图5为本实施例中绕线箍立体结构图；

图6为本实施例中绕线套结构示意图。

1-喷枪；2-J7电机臂杆组件；3-J7-J6电机叉臂组件；4-J6-J5电机安装座组件；5-J5-J4电机臂杆组件；6-J4-J3电机安装座组件；7-J3-J2电机臂杆组件；8-J2-J1电机连接臂组件；9-J1电机安装座组件；10-喷枪漆管出头；11- 绕线箍；12-漆管；13-J7电机；14-第一入线孔；15-J7电机线缆接头；16- 绕线套；17-J6电机；18-J5电机；19-J6J5电机线缆接头；20-第二入线孔； 21-软管固定座；22-J4电机；23-J3电机；24-J3J4电机线缆接头；25-J1电机； 26-第三进线口；27-J2电机；28-J2电机线缆接头；29-出线孔；31-第一线座；32-第二线座；111-半环体；112-压线部；113-过线孔；161-绕线轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图3、4所示，一种七自由度机器人布线结构，机器人本体的J7-J6 电机叉臂组件3叉杆前端设有第一进线口14，J5-J4电机臂杆组件5前端叉臂的叉杆设有第二进线口20，所述J3-J2电机臂杆组件7前端叉臂的叉杆设有第三进线口26，该J3-J2电机臂杆组件7的空腔连杆结构后端即临近其后端叉臂处设有出线孔29，喷枪1的喷枪漆管出头10连接有漆管12，为解决外露式常规布线结构中存在的线缆易磨损，造成断线、短路，可靠性不强的问题，本机器人本体漆管及电机用线缆采用内置式布线方式，也就是将漆管12及线缆布置在机器人本体内，同时为了对机器人本体的各个关节结构进行避让，将漆管及线缆在关节结构处设置在机器人本体外，其具体走线结构为：漆管12由J7-J6电机叉臂组件3的第一进线口14入线进入到J7-J6 电机叉臂组件3两个叉杆间，与J7-J6电机叉臂组件3前端电机安装座上的J7电机线缆接头15所接线缆汇合并线形成第一汇合线束，该第一汇合线束向后端延伸然后由J7-J6电机叉臂组件3叉臂后端出线，该第一汇合线束由机器人本体外部绕过J6-J5电机安装座组件4时，J6-J5电机安装座组件4上的J6J5电机线缆接头19所接线缆和该第一汇合线束汇合形成第二汇合线束，该第二汇合线束经第二进线口20入线至机器人本体内，然后经J5-J4电机臂杆组件5的空腔连杆穿出，经J5-J4电机臂杆组件5后端叉臂出线，该第二汇合线束由机器人本体外部绕过J4-J3电机安装座组件6，同时与该J4-J3电机安装座组件6安装的J4J3电机线缆接头24所接线缆汇合形成第三汇合线束，该第三汇合线束经第三进线口26入线进入至J3-J2电机臂杆组件7空腔连杆内，在该J3-J2电机臂杆组件7空腔连杆后端位置处，J2电机线缆接头28所接线缆和该第三汇合线束并线形成第四汇合线束，然后该第四汇合线束由J3-J2电机臂杆组件7空腔连杆上的出线孔29出线实施机器人本体后端，该布线结构实现对J6-J5电机安装座组件4、J4-J3电机安装座组件6以及设置在J3-J2电机臂杆组件7后端电机座上J2电机27的避让，第四汇合线束经出线孔29出线后，与J1电机安装座组件9上设置的J1电机线缆接头 32所接线缆汇合形成第五汇合线束，完成整个机器人的走线。本布线结构中，利用机器人本体自身每相邻两个电机臂杆组件连接处所对应的两个叉臂交错设置结构，因此线束由电机臂杆组件的空腔连杆后端出线后，通过其叉臂可直接出线至机器人本体外部，不用单独设置出线孔，出线后，由于需保证线缆布线方向一致性，防止线缆扭曲，因此需要在每一个出线位置后端所对应叉臂与出线处同侧的叉杆上设置进线孔，也就是进线孔和其前方出线位置设置在机器人本体同侧，绕过关节结构的线束由该进线孔再次进线至机器人本体内即可，例如，如果分别在该本体左侧出线，则需要将各个进线孔设置在本体左侧，实现布线整齐性。实际生产中，为减小机器人本体自身重量，机器人本体的各个电机臂杆分别设有数个减重孔，出线孔可以不用单独设置，直接将减重孔作为进线孔使用即可。

本实施例中，为进一步提高布线整齐性，所述J7电机臂杆组件2至少活动套装有两个绕线箍11，所述绕线箍11包括两个半环体111，该两个半环体111正对且通过螺钉固定连接成环状箍体，其中一个半环体螺钉连接有压线部112，该压线部112上设有数个过线孔113，漆管12由过线孔113穿过。绕线箍11对漆管进行径向限位，防止漆管垂落，由于漆管穿过过线孔设置，因此当喷枪作用漆管数量较多时，可将漆管分股，且由数个过线孔各自穿出，避免因漆管数量较多时易产生缠绕现象。

本实施例中，所述J5-J4电机臂杆组件5后端叉臂两个叉杆间、J7-J6电机叉臂组件3两个叉杆间各自设有一绕线套16，第一汇合线束绕该J7-J6电机叉臂组件3内的绕线套16一周后出线，第二汇合线束绕J5-J4电机臂杆组件5对应的绕线套16一周后出线。所述绕线套16为管结构，该绕线套16 两端分别套装有绕线轴161，该绕线套16对应叉臂的两个叉杆正对开设有安装孔，两个绕线轴161各自固装在一安装孔内，绕线管16绕绕线轴161转动，提高了该绕线管16随动性。

本实施例中，因为第四汇合线束由于汇合了漆管12、J7-J2电机所用线缆，因此该第四汇合线线缆数量较多，重量较大，如果采用出线孔29为一个的单侧出线方式，则一方面该出线29孔直径较大，影响机器人本体整体结构强度，另一方面该单侧出线方式造成机器人本体重心偏心，最终也会影响其平稳性，因此出线孔29左右对称的设置了两个，进入J3-J2电机臂杆组件7内漆管和线缆的汇合线束在J3-J2电机臂杆组件7后端位置处分为两股，并由该两个出线孔分别出线，所述J2-J1电机连接臂组件8外壁上至少设有两个软管固定座21，且该J2-J1电机连接臂组件8后端还设有第一线座31，两束分股线各自通过软管固定座21束线，然后该两股分股线经第一线座31汇合出线，设置在J1电机安装座组件9的J1电机所用线缆通过第二线座32束线后，和第一线座31汇合的线缆汇合，最终完成整个机器人本体的布线。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种七自由度喷涂机器人布线结构，包括机器人本体及其前端设置的喷枪(1)，所述机器人本体包括J1-J7七个电机及由前至后顺次连接的J7电机臂杆组件(2)、J7-J6电机叉臂组件(3)、J6-J5电机安装座组件(4)、J5-J4电机臂杆组件(5)、J4-J3电机安装座组件(6)、J3-J2电机臂杆组件(7)、J2-J1电机连接臂组件(8)和J1电机安装座组件(9)，其特征在于：所述喷枪(1)用漆管(12)由前至后贯穿机器人本体设置，且该漆管(12)在机器人本体的各个电机安装座位置处由机器人本体内部伸出，对该位置处的电机安装座进行避让后再伸入至机器人本体内，J1-J7电机用线缆在各自的线缆出线位置处和漆管汇合并随漆管(12)同步排线。

2.根据权利要求1所述的一种七自由度喷涂机器人布线结构，其特征在于：所述J7-J6电机叉臂组件(3)叉杆前端设有第一进线口(14)，所述J5-J4电机臂杆组件(5)前端叉臂的叉杆设有第二进线口(20)，所述J3-J2电机臂杆组件(7)前端叉臂的叉杆设有第三进线口(26)，该J3-J2电机臂杆组件(7)的空腔连杆结构后端设有出线孔(29)，喷枪(1)用漆管(12)贯穿机器人本体设置，其走线结构为：第一进线口(14)入线----J7-J6电机叉臂组件(3)叉臂后端出线----第二进线口(20)入线----J5-J4电机臂杆组件(5)空腔连杆内----J5-J4电机臂杆组件(5)后端叉臂出线----第三进线口(26)入线----J3-J2电机臂杆组件(7)空腔连杆内----出线孔(29)出线。

3.根据权利要求1或2所述的一种七自由度喷涂机器人布线结构，其特征在于：所述J7电机臂杆组件(2)至少活动套装有两个绕线箍(11)，所述绕线箍(11)包括两个半环体(111)，该两个半环体(111)正对且通过螺钉固定连接成环状箍体，其中一个半环体可拆卸连接有压线部(112)，该压线部(112)上设有数个过线孔(113)，漆管(12)由过线孔(113)穿过。

4.根据权利要求3所述的一种七自由度喷涂机器人布线结构，其特征在于：所述J7-J6电机叉臂组件(3)两个叉杆间、J5-J4电机臂杆组件(5)后端叉臂两个叉杆间各自设有一绕线套(16)，漆管(12)缠绕绕线套(16)一周设置。

5.根据权利要求4所述的一种七自由度喷涂机器人布线结构，其特征在于：所述绕线套(16)为管结构，该绕线套(16)两端分别套装有绕线轴(161)，该绕线套对应叉臂的两个叉杆正对开设有安装孔，两个绕线轴(161)各自固装在一安装孔内。

6.根据权利要求2所述的一种七自由度喷涂机器人布线结构，其特征在于：所述出线孔(29)设有两个，进入J3-J2电机臂杆组件(7)内漆管和线缆的汇合线束在J3-J2电机臂杆组件(7)后端位置处分为两股，并由该两个出线孔(29)分别出线，所述J2-J1电机连接臂组件(8)至少设有两个软管固定座(21)，该J2-J1电机连接臂组件(8)后端还设有第一线座(31)，两束分股线各自通过软管固定座(21)束线，然后该两股分股线经第一线座(31)汇合出线后和J1电机安装座组件(9)设置的J1电机所用线缆汇合。

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