CN216372284U - 机器人的线缆布线结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机器人的线缆布线结构及机器人，所述机器人包括绕第一旋转轴转动的大臂和绕第二旋转轴转动的小臂；其特征在于，所述线缆布线结构包括用于固定线缆的第一固定件、第二固定件、第三固定件以及第四固定件；其中，所述第一固定件的绑扎点和所述第二固定件的绑扎点在所述第一旋转轴的轴线上间隔布置，且所述第一固定件的设置位置高于所述第二固定件的设置位置；所述第三固定件的绑扎点和所述第四固定件的绑扎点在所述第二旋转轴的轴线上间隔设置，且所述第三固定件的设置位置高于所述第四固定件的设置位置。本实用新型技术方案旨在解决现有技术中机器人结构不紧凑、防护等级不高的技术问题。

Description

机器人的线缆布线结构及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人的线缆布线结构及机器人。

背景技术

SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂)是一种应用于装配作业的机器人手臂。SCARA机器人本体线缆包括电机动力线、编码器线、IO线等，线缆从机器人底座连接到小臂组件，随机器人运动重复挠曲。

现有线缆主要有两种方式，一种是线束套波纹管，动力线、编码器线、气管等绑扎成线束，外面套上波纹管，波纹管通过接头一端连底座，一端连小臂；一种是一体化线缆，采用多芯线，将动力线、编码器线等做在一条线上。然而这两种线缆布线方式影响机器人整体高度和影响机器人防护等级，限制机器人的应用场合。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种机器人的线缆布线结构及机器人，旨在解决现有技术中机器人的应用场合受限制的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种机器人的线缆布线结构，所述机器人包括绕第一旋转轴转动的大臂和绕第二旋转轴转动的小臂；其特征在于，所述线缆布线结构包括用于固定线缆的第一固定件、第二固定件、第三固定件以及第四固定件；其中，所述第一固定件的绑扎点和所述第二固定件的绑扎点在所述第一旋转轴的轴线上间隔布置，且所述第一固定件的设置位置高于所述第二固定件的设置位置；所述第三固定件的绑扎点和所述第四固定件的绑扎点在所述第二旋转轴的轴线上间隔设置，且所述第三固定件的设置位置高于所述第四固定件的设置位置。

可选地，所述第二固定件和所述第三固定件设于所述大臂内，且所述第二固定件的设置位置低于所述第三固定件的设置位置。

可选地，所述布线结构还包括第五固定件，所述第五固定件设于所述大臂内，且所述第五固定件位于所述第二固定件和所述第三固定件之间。

可选地，所述第四固定件设于所述小臂内，所述第二旋转轴设有轴向通孔；所述布线结构还包括过线套，所述过线套固定于所述轴向通孔内；所述过线套设有轴向过线孔，所述第三固定件与所述第四固定件之间的线缆通过所述轴向过线孔。

可选地，所述过线套面向所述第三固定件的端部设有连接盘，所述连接盘与所述第二旋转轴面向所述第三固定件的端部固定连接。

可选地，所述第三固定件包括第一部分、第二部分和第三部分；所述第一部分的一端与所述大臂的内壁连接，所述第一部分的另一端弯折后并在所述第二旋转轴的径向上延伸至所述连接盘的内壁形成所述第二部分，且所述第二部分与所述连接盘在所述第二旋转轴的轴向上间隔，第二部分的远离所述第一部分的一端继续弯折后并在平行于所述第二旋转轴的轴向的方向上延伸形成所述第三部分，其中，所述第三部分设有第一通孔和/或槽，用于绑扎所述线缆。

可选地，所述第一固定件和所述第二固定件之间的线缆的至少一部分沿所述第一旋转轴的轴线走向。

可选地，所述第三固定件与所述第四固定件之间的线缆至少一部分沿所述第二旋转轴的轴线走向。

可选地，所述机器人还包括底座，所述第一旋转轴设于所述底座内，并伸出所述底座与所述第一壳体连接；

所述底座设有第一过线孔，所述第一固定件设于所述第一过线孔的上端并与所述大臂连接。

可选地，本实用新型还提出一种机器人，包括如前所述的机器人的线缆的布线结构。

可选地，本实用新型提出一种机器人，包括如前所述的机器人的线缆的布线结构。

本实用新型提出一种机器人的线缆布线结构。该线缆布线结构包括用于固定线缆的第一固定件、第二固定件、第三固定件和第四固定件。其中，所述第一固定件的绑扎点和所述第二固定件的绑扎点在所述第一旋转轴的轴线上间隔布置，且所述第一固定件的设置位置高于所述第二固定件的设置位置；由于将所述第一固定件与所述第二固定件沿第一旋转轴的轴线布置，使得线缆至少一部分沿所述第一旋转轴的轴线走向；所述第三固定件的绑扎点和所述第四固定件的绑扎点在所述第二旋转轴的轴线上间隔设置，且所述第三固定件的设置位置高于所述第四固定件的设置位置，此时，所述第三固定件与所述第四固定件之间的线缆至少一部分沿所述第二旋转轴的轴线走向；相比较于现有技术而言，本实用新型提出的线缆布线结构，将线缆固定于机器人本地内部，整机结构紧凑，同时防护等级也可以做得更高，而且散线方案可以有效减少因线缆扭转等应力对机器人本体运动的影响；对线缆1进行更好的防护，提升线缆的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型线缆布线结构的一实施例示意图；

图2为本实用新型线缆布线结构的又一实施例示意图；

图3为本实用新型线缆的小臂的一实施例示意图；

图4为本实用新型线缆的过线套的一实施例示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种机器人的线缆布线结构，用于机器人，尤其是 SCARA机器人。该SCARA机器人包括绕第一旋转轴转动的大臂100、绕第二旋转轴转动的小臂200；该机器人还包括用于驱动大臂100旋转的第一旋转轴(其轴线如图1所示，为O₁)和用于驱动小臂200绕大臂旋转的第二旋转轴(其轴线如图1所示，为O₂)。第一旋转轴和第二旋转轴在空间上是间隔且平行设置的。

现有技术中，SCARA机器人的线缆具有两种布置方式：一种是线束套波纹管，动力线、编码器线、气管等绑扎成线束，外面套上波纹管，波纹管通过接头一端连底座，一端连小臂；一种是一体化线缆，采用多芯线，将动力线、编码器线等做在一条线上。然而这两种线缆布线方式线缆均容易发生扭转，影响机器人本体的运动。而且，这两种布线方式，线缆均大部分位于机器人本体的外部，使得整机结构不紧凑；且也没有对线缆的进行防护，线缆寿命也低。

为此，本实用新型提出一种机器人的线缆布线结构，尤其针对于SCARA 机器人。如图1、2或3所示，该线缆布线结构包括用于固定线缆1的第一固定件10、第二固定件20、第三固定件40和第四固定件50。

其中，所述第一固定件10的绑扎点和所述第二固定件20的绑扎点在所述第一旋转轴的轴线(O₁)上间隔布置，且所述第一固定件10的设置位置高于所述第二固定件20的设置位置；由于将所述第一固定件10与所述第二固定件20沿第一旋转轴的轴线布置，使得线缆1至少一部分沿所述第一旋转轴的轴线走向；

所述第三固定件40的绑扎点和所述第四固定件50的绑扎点在所述第二旋转轴(O₂)的轴线上间隔设置，且所述第三固定件30的设置位置高于所述第四固定件40的设置位置，此时，所述第三固定件40与所述第四固定件50 之间的线缆1至少一部分沿所述第二旋转轴的轴线走向；

相比较于现有技术而言，本实用新型提出的线缆布线结构，将线缆1固定于机器人本地内部，整机结构紧凑，同时防护等级也可以做得更高，而且散线方案可以有效减少因线缆扭转等应力对机器人本体运动的影响；对线缆1 进行更好的防护，提升线缆1的使用寿命。

应当理解的是，本实用新型中的线缆1属于细长部件且具有柔软性，因而在理解时，线缆1的至少一部分应当理解为其某一部段。而且在布线时，应当充分地考虑机壳内其他元器件的布置，避免布置线缆1时对其他元器件干涉，合理布局。

应当理解的是，第一固定件10、第二固定件20、第三固定件40和第四固定件50为固定线缆1的部件，可以为钣金件、金属夹、过线孔件等等。本实用新型中，优选为钣金件，钣金件上构造有若干固定孔或者固定槽，通过绑接件缠绕于固定孔或者固定槽的方式将线缆1固定。第一固定件10、第二固定件20、第三固定件40均可以通过螺纹连接、焊接、插接、铆接等方式固定在大臂100的内壁，第四固定件50可以通过螺纹连接、焊接、插接、铆接等方式固定在小臂200的内壁。

作为上述实施例的可选实施方式，所述第二固定件20和所述第三固定件 40设于所述大臂100内，且所述第二固定件20的设置位置低于所述第三固定件40的设置位置。此时，第二固定件20和第三固定件30形成的绑扎点是倾斜的，由此线缆1在大臂中倾斜设置，从而在保证机器人结构紧凑的前提下，尽可能使得沿轴线方向上管线两端的绑扎点距离尽可能远，从而提高其耐扭转性能和寿命。

作为上述实施例的可选实施方式，所述布线结构还包括第五固定件，所述第五固定件设于所述大臂内，且所述第五固定件位于所述第二固定件和所述第三固定件之间。所述第五固定件30设于所述第二固定件20和所述第三固定件40之间，以使所述线缆1的至少一部分固定于所述大臂100内。作为上述实施例的可选实施方式，图1和2所示，一般而言，第五固定件30一般与第二固定件20同平面设置，使得线缆1在第二固定件20和第五固定件30之间可以无需弯折，因而所述线缆1经所述第二固定件20固定后，继续朝向所述第五固定件30延伸，且由所述第五固定件30固定。由于第三固定件40 需要位于第二旋转轴的轴端，与第五固定件30具有高度差，因而，所述线缆 1经由所述第五固定件30固定后，朝向所述第三固定件40延伸并弯折形成第三弯折部1d后由所述第三固定件40固定。

作为上述实施例的可选实施方式，所述第四固定件50设于所述小臂200 内，所述第二旋转轴设有轴向通孔；图1和2所示，所述布线结构还包括过线套60，所述过线套60固定于所述轴向通孔内；所述过线套60设有轴向过线孔60a，所述第三固定件40与所述第四固定件50之间的线缆1通过所述轴向过线孔60a。第二旋转轴的一部分位于第一壳体内，另一部分位于第二壳体内，并且第二旋转轴与第一壳体固定连接，第二旋转轴可旋转地设于第二壳体上。为了能够让线缆1从第一壳体进入第二壳体，并且减少线缆1的扭转，通过在第二旋转轴上开设轴向通孔，使得线缆1能够从第一壳体进入第二壳体。具体地，为了降低线缆1的磨损，在轴向通孔内固定有过线套60，过线套60为具有轴向过线孔60a的中空结构，将所述第三固定件40与所述第四固定件50之间的线缆1通过所述轴向过线孔60a，避免线缆1与第二旋转轴直接接触。一般而言，过线套60为塑料制成，且内壁需要进行光洁处理，降低线缆1与过线套60之间的磨损。

具体而言，所述第三固定件40和所述第四固定件50分别位于所述第二旋转轴的轴向两端。比如，该机器人处于安装状态时，第三固定件40位于第二旋转轴的上端，第四固定件50位于第二旋转轴的下端，线缆1穿过轴向过线孔60a后，分别用第三固定件40和第四固定件50固定，以使得第三固定件40和第四固定件50之间的至少一部分线缆1沿第二旋转轴的轴线布线。

在安装第四固定件50的时候，第四固定件50需要尽量低，也即在第四固定件50能够保证部分线缆1沿着第二旋转轴的轴线的情况下，需要尽量靠近第二旋转轴的端部；这样一来，第三固定件40与线缆1的绑扎部位以及第四固定件50与线缆1的绑扎部位的间距越大，第三固定件40和第四固定件50之间的至少一部分线缆1的长度越长，线缆1的寿命越长。

在安装第三固定件40的时候，考虑到整体结构的紧凑型，在确保线缆1 沿第二旋转轴的轴线上的走线长度满足间距的情况下，第三固定件40需要尽量靠近第二旋转轴的端部。也即：第二部分40b与第二旋转轴的端部需要尽量小。

作为上述实施例的可选实施方式，图2和4所示，所述过线套60面向所述第三固定件40的端部设有连接盘60b，所述连接盘60b与所述第二旋转轴面向所述第三固定件40的端部固定连接。连接盘60b与过线套60的筒体一体形成，其为在过线套60的外壁面径向延伸而而形成环状的盘体结构。其上可以设置螺纹孔，通过螺纹孔固定于第二旋转轴的端部，将其固定在第二旋转轴上，跟随第二旋转轴旋转。

作为上述实施例的可选实施方式，图1和2所示，所述第三固定件40包括第一部分40a、第二部分40b和第三部分40c；一般而言，第一部分40a、第二部分40b和第三部分40c均为板状结构，且一体形成，比如可以冲压形成。

所述第一部分40a的一端与所述大臂100的内壁连接，比如可以通过螺纹连接件连接，以使第三固定件40固定在大臂100。

由于一般而言，第二旋转轴的具有一定的径向占据空间，为了能够将线缆1的至少一部分沿第二旋转轴的轴向走向，所述第一部分40a的另一端弯折后并在所述第二旋转轴的径向上延伸至所述连接盘60b的内壁形成所述第二部分40b，且所述第二部分40b与所述连接盘60b在所述第二旋转轴的轴向上间隔，第二部分40b的远离所述第一部分40a的一端继续弯折后并在平行于所述第二旋转轴的轴向的方向上延伸形成所述第三部分40c，其中，所述第三部分40c设有通孔和/或槽，用于绑扎所述线缆1。通过该第三部分40c的固定，使得线缆1的至少一部分能够保持与第二旋转轴同轴，进而降低线缆1 的扭转量。需要说明的是，第三部分40c上设置的通孔和/或槽，沿第三部分 40c的延伸方向间隔阵列，使得绑扎线缆1牢靠，且尽量减少在线缆1进入第二旋转轴内时的弯曲量。

作为上述实施例的可选实施方式，图1和2所示，所述第一固定件10和所述第二固定件20在所述第一旋转轴的轴线上间隔设置，其中，所述第二固定件20设于所述大臂100靠近所述第一旋转轴的内壁上，所述第一固定件10 设于设于所述第一过线孔的上端并与所述大臂100连接。具体而言，第一旋转轴虽然位于底座300内，但是第一旋转轴的轴线与大臂100的内壁具有两个交点，此时，将第一固定件10和第二固定件20分别以两个交点作为安装点，第一固定件10和第二固定件20之间的线缆1需要位于这两个交点之间的线段内。因此，以第一旋转轴的轴线与大臂100的首个交点作为安装参考点，将所述第二固定件20设于所述大臂100靠近所述第一旋转轴的内壁上；以第一旋转轴的轴线与大臂100的第二个交点作为安装参考点，所述第一固定件10设于设于所述第一过线孔的上端并与所述大臂100连接。

在安装第二固定件20的时候，第二固定件20需要尽量低，也即在第二固定件20能够保证部分线缆1沿着第一旋转轴的轴线的情况下，需要尽量靠近第一旋转轴的端部；这样一来，第一固定件10与线缆1的绑扎部位以及第二固定件20与线缆1的绑扎部位的间距越大，第一固定件10和第二固定件 20之间的至少一部分线缆1的长度越长，线缆1的寿命越长。

在安装第一固定件10的时候，考虑到整体结构的紧凑型，在确保线缆1 沿第一旋转轴的轴线上的走线长度满足间距的情况下，第一固定件10需要尽量靠近第一旋转轴的端部。

作为上述实施例的可选实施方式，图1和2所示，由于第一固定件10和第二固定件20在大臂100内轴向间隔，所述第一固定件10和所述第二固定件20之间的线缆1形成第一弯折部1a、轴向延伸部1b和第二弯折部1c，其中，所述线缆1在通过所述第一固定件10固定后弯折形成所述第一弯折部1a，继续在所述第一旋转轴的轴向上延伸形成所述轴向延伸部1b，而后继续弯折形成所述第二弯折部1c，并由所述第二固定件20固定。也即线缆1在经过第一固定件10固定后，先弯折然后在第一旋转轴的轴向上延伸然后再弯折，经第二固定件20固定，如此，线缆1在第一固定件10和第二固定件20具有两个弯折部和一个轴向延伸部1b，使得线缆1较为光滑的过渡。

作为上述实施例的可选实施方式，图2所示，所述机器人还包括底座300，所述第一旋转轴设于所述底座300内，并伸出所述底座300与所述第一壳体连接。底座300是机器人的支撑部位，承受大臂100和小臂200的重力载荷，作为机器人与外部固定的组件。底座300上设有第一旋转轴，底座300上还设有用于第一旋转轴伸出的轴孔，第一旋转轴的一端连接大臂100，另一端连接电机，电机驱动第一旋转轴转动，带动大臂100旋转。

图2所示，所述底座300设有第一过线孔，所述第一壳体设有第二过线孔，所述线缆1从所述第一过线孔穿出后通过所述第二过线孔进入所述第二壳体内，并依次通过所述第一固定件10、所述第二固定件20、第五固定件30 和第三固定件40；所述第一固定件10设于所述第一过线孔的上端并与所述大臂连接。其中，所述第二过线孔和所述第一固定件10之间的线缆1可以为直线段。具体而言，底座300上可以设置一过线筒300a，与第一过线孔正对，过线筒300a的出口与第二过线孔最好处于同一平面，使得线缆1能够水平地从第二过线孔穿入小臂200内。第二过线孔与第一固定件10位于同一水平面，使得第一固定件10将第一固定件10与第二过线孔之间的线缆1保持直线状态，进一步地，线缆1被第二固定件20、第五固定件30、第三固定件40和第四固定件50固定，将线缆1固定于机壳内部，减少机器人的占据空间。

本实用新型提出一种机器人，包括机器人的线缆1的布线结构；该机器人的线缆1的布线结构具体结构参照上述实施例，由于机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人的线缆布线结构，所述机器人包括绕第一旋转轴转动的大臂和绕第二旋转轴转动的小臂；其特征在于，所述线缆布线结构包括用于固定线缆的第一固定件、第二固定件、第三固定件以及第四固定件；

其中，所述第一固定件的绑扎点和所述第二固定件的绑扎点在所述第一旋转轴的轴线上间隔布置，且所述第一固定件的设置位置高于所述第二固定件的设置位置；

所述第三固定件的绑扎点和所述第四固定件的绑扎点在所述第二旋转轴的轴线上间隔设置，且所述第三固定件的设置位置高于所述第四固定件的设置位置。

2.如权利要求1所述的布线结构，其特征在于，所述第二固定件和所述第三固定件设于所述大臂内，且所述第二固定件的设置位置低于所述第三固定件的设置位置。

3.如权利要求2所述的布线结构，其特征在于，所述布线结构还包括第五固定件，所述第五固定件设于所述大臂内，且所述第五固定件位于所述第二固定件和所述第三固定件之间。

4.如权利要求1所述的布线结构，其特征在于，所述第四固定件设于所述小臂内，所述第二旋转轴设有轴向通孔；

所述布线结构还包括过线套，所述过线套固定于所述轴向通孔内；

所述过线套设有轴向过线孔，所述第三固定件与所述第四固定件之间的线缆通过所述轴向过线孔。

5.如权利要求4所述的布线结构，其特征在于，所述过线套面向所述第三固定件的端部设有连接盘，所述连接盘与所述第二旋转轴面向所述第三固定件的端部固定连接。

6.如权利要求5所述的布线结构，其特征在于，所述第三固定件包括第一部分、第二部分和第三部分；

所述第一部分的一端与所述大臂的内壁连接，所述第一部分的另一端弯折后并在所述第二旋转轴的径向上延伸至所述连接盘的内壁形成所述第二部分，且所述第二部分与所述连接盘在所述第二旋转轴的轴向上间隔，第二部分的远离所述第一部分的一端继续弯折后并在平行于所述第二旋转轴的轴向的方向上延伸形成所述第三部分，

其中，所述第三部分设有第一通孔和/或槽，用于绑扎所述线缆。

7.如权利要求1所述的布线结构，其特征在于，所述第一固定件和所述第二固定件之间的线缆的至少一部分沿所述第一旋转轴的轴线走向。

8.如权利要求1所述的布线结构，其特征在于，所述第三固定件与所述第四固定件之间的线缆至少一部分沿所述第二旋转轴的轴线走向。

9.如权利要求1至7中任一项所述的布线结构，其特征在于，所述机器人还包括底座，所述第一旋转轴设于所述底座内，并伸出所述底座与第一壳体连接；

所述底座设有第一过线孔，所述第一固定件设于所述第一过线孔的上端并与所述大臂连接。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的机器人的线缆的布线结构。

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