CN217669488U - 一种智能协作机器人本体内部管线排布结构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供智能协作机器人本体内部管线排布结构，机器人本体包括多个动力产生单元，每个动力产生单元包括动力产生机构，驱动机构，电源线和信号线；电源线包括第一分支电源线和第二分支电源线，每个第一分支电源线与每个第一分支电源线所在的动力产生单元中的驱动机构连接，每个第二分支电源线与相邻动力产生单元中的第一分支电源线和第二分支电源线可拆卸连接；信号线包括第一分支信号线和第二分支信号线，每个第一分支信号线与每个第一分支信号线所在的动力产生单元的驱动机构连接，每个第二分支信号线与相邻动力产生单元中的第一分支信号线和第二分支信号线可拆卸连接。本申请将管线线束分段处理，有效解决了机器人安装维护不方便问题。

Description

一种智能协作机器人本体内部管线排布结构

技术领域

本申请实施例涉及智能协作机器人领域，具体涉及一种智能协作机器人本体内部管线排布结构。

背景技术

随着工业机器人和电力电子技术的发展逐渐成熟，轻量化、智能化机器人手臂研究也越来越受到青睐，应用于生活、医疗、智能工厂等不同场景中，轻量化、智能化的机器人手臂因为其安全性、灵活性、可靠性与易于安装等特性，逐渐被推广。

而智能协作机器人手臂与传统工业机器人手臂相比，从外观上看，体积更小，走线多为内部式，看起来更简洁美观，同时增加了柔顺力控制、视觉控制、听觉控制、语音控制、等多功能，人机交互更智能、更安全可靠。因此智能协作机器人本体的走线变得更复杂。

传统工业机器人手臂的中空内部走线方式是把所有的供电线和信号线都穿过本体中心孔，并且通过一束线贯穿手臂，有些传感器信号线还需绕线回拉到前端，这样对于机器人线束材料要求和加工都有着特别高的要求，而且需要专门定制。对于采用中空走线方式的机器人，由于电机模组内部通孔尺寸的限制，导致走线臃肿，拆装困难。在机器人手臂快速运转时，内部的走线可能会产生挤压摩擦、扭转较大与信号干扰，这种布线方式不够稳定可靠。如果采用本体外部走线的方式则会影响机器人手臂的整体美观，同时增大了机器人手臂的整体尺寸。如何设计机器人手臂的走线方法，对于简化机器人整体设计和提高控制性能有着相当重要的影响。

实用新型内容

本申请实施例目的在于克服上述现有技术中在机器人本体内部和外部布线存在的技术问题。

本申请实施例提供了一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，所述机器人本体包括多个动力产生单元，每个所述动力产生单元包括动力产生机构，驱动机构，电源线和信号线；

所述电源线包括第一分支电源线和第二分支电源线，每个所述第一分支电源线与每个所述第一分支电源线所在的所述动力产生单元中的驱动机构连接，每个所述第二分支电源线与相邻的动力产生单元中的第一分支电源线和第二分支电源线可拆卸连接；

所述信号线包括第一分支信号线和第二分支信号线，每个所述第一分支信号线与每个所述第一分支信号线所在的所述动力产生单元的驱动机构连接，每个所述第二分支信号线与相邻的动力产生单元中的第一分支信号线和第二分支信号线可拆卸连接。

作为本申请一优选实施例，相邻两个所述动力产生单元之间设置有第一连接器，第二连接器，相邻两个所述动力产生单元之间的电源线通过第一连接器连接，相邻两个所述动力产生单元之间的信号线通过第二连接器连接。

作为本申请一优选实施例，每个所述动力产生单元还包括气管；

相邻两个所述动力产生单元中的气管可拆卸连接。

作为本申请一优选实施例，相邻两个所述动力产生单元之间还设置有第三连接器；

相邻两个所述动力产生单元中的气管通过第三连接器连接。

作为本申请一优选实施例，每个所述动力产生单元中的第二分支电源线、第二分支信号线和气管分别穿过和/绕过其所在的动力产生单元中的动力产生机构。

作为本申请一优选实施例，所述动力产生机构包括沿第一方向设置的第一动力产生机构和沿第二方向设置的第二动力产生机构；

所述第一动力产生单元中的第二分支电源线、第二分支信号线和气管分别穿过其所在的第一述动力产生单元中的动力产生机构；

所述第二动力产生单元中的第二分支电源线、第二分支信号线和气管分别绕过其所在的第二动力产生单元中的动力产生机构。

作为本申请一优选实施例，所述第一方向为竖直方向，第二方向为横向。

作为本申请一优选实施例，绕过所述动力产生机构的所述第二分支电源线、第二分支信号线和气管外围分别设置有弹性管。

作为本申请一优选实施例，所述动力产生机构为电机。

与现有技术相比，本申请实施例提供了一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，采用模块化设计，所述机器人本体包括多个动力产生单元，每个所述动力产生单元包括动力产生机构，驱动机构，电源线和信号线；所述电源线包括第一分支电源线和第二分支电源线，每个所述第一分支电源线与每个所述第一分支电源线所在的所述动力产生单元中的驱动机构连接，每个所述第二分支电源线与相邻的动力产生单元中的第一分支电源线和第二分支电源线可拆卸连接；所述信号线包括第一分支信号线和第二分支信号线，每个所述第一分支信号线与每个所述第一分支信号线所在的所述动力产生单元的驱动机构连接，每个所述第二分支信号线与相邻的动力产生单元中的第一分支信号线和第二分支信号线可拆卸连接，也就是说，本申请实施例将管线线束由整体进行分段处理，有效解决现有技术中在机器人本体内部和外部布线存在的技术问题。。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：

图1是本申请一实施例提供的智能协作机器人本体内部管线排布结构示意图；

图2是本申请另一实施例提供的智能协作机器人本体内部管线排布结构示意图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供的技术方案用于智能协作机器人本体的管线布线，可以适用于具有多个动力产生机构的协作机器人，如四轴，五轴，六轴，七轴都适用于本申请实施例提供的技术方案。

如图1所示，本申请实施例提供了一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，所述机器人本体包括多个动力产生单元01，每个所述动力产生单元01包括动力产生机构01-2，驱动机构01-1，电源线和信号线；

所述电源线03包括第一分支电源线03-1和第二分支电源线03-2，所述第一分支电源线03-1和第二分支电源线03-2都是用于为协作机器人本体内部的电子元器件供电，其中，第一分支电源线03-1与驱动机构01-1连接为驱动机构01-1 供电，每个所述第一分支电源线03-1与每个所述第一分支电源线03-1所在的所述动力产生单元01中的驱动机构01-1连接，动力产生机构01-2与驱动机构01-1 一一对应设置连接，驱动机构01-1用于驱动动力产生机构01-2产生动力，动力产生机构01-2用于通过驱动机构01-1的驱动产生动力，在本申请实施例中，动力产生机构01-2为电机，也就是说，动力产生机构01-2用于将电能转换为机械能。

每个所述第二分支电源线03-2与相邻的动力产生单元01中的第一分支电源线03-1和第二分支电源线03-2可拆卸连接；也就是说，第二分支电源线03-2 用于为下一级的所述动力产生单元01供电，

所述信号线04包括第一分支信号线04-1和第二分支信号线04-2，每个所述第一分支信号线04-1与每个所述第一分支信号线04-1所在的所述动力产生单元01的驱动机构01-1连接，所述第一分支信号线04-1用于为第一分支信号线 04-1所在的所述动力产生单元01的驱动机构01-1提供控制信号，每个所述第二分支信号线04-2与相邻的动力产生单元01中的第一分支信号线04-1和第二分支信号线04-2可拆卸连接。也就是说，第二分支信号线04-2用于为下一级的所述动力产生单元001提供控制信号。

每个所述动力产生单元01中的第二分支电源线03-2和第二分支信号线04-2 可以穿过动力产生机构01-2的中空轴进行延伸，每个所述动力产生单元001中的第二分支电源线03-2和第二分支信号线04-2也可以绕过动力产生机构01-2 穿过动力产生机构01-2本体和其壳体之间的空隙进行延伸，绕过所述动力产生机构01-2的所述第二分支电源线03-2和第二分支信号线04-2外围分别设置有弹性管进行防护。

每个所述动力产生单元01还包括气管05-1，相邻两个所述动力产生单元01中的气管05-1可拆卸连接，所以气管05-1用于为协作机器人末端执行器提供气体以便协作机器人末端执行器进行工作。

相邻两个所述动力产生单元01之间设置有第一连接器02-1，第二连接器 02-2和第三连接器02-3，相邻两个所述动力产生单元01之间的电源线03通过第一连接器02-1连接，相邻两个所述动力产生单元01之间的信号线通过第二连接器02-2连接，相邻两个所述动力产生单元01中的气管05通过第三连接器02-3 连接。其中，第一连接器02-1和第二连接器02-2为电连接器，第三连接器02-3 为非电连接器。

作为本申请一优选实施例，所述动力产生机构01-2包括沿第一方向设置的第一动力产生机构01-2和沿第二方向设置的第二动力产生机构01-2；

所述第一动力产生单元01中的第二分支电源线03-2，第二分支信号线04-2 和气管05-1分别穿过其所在的第一述动力产生单元01中的动力产生机构01-2；

所述第二动力产生单元01中的第二分支电源线03-2，第二分支信号线04-2 和气管05-1分别绕过其所在的第二动力产生单元01中的动力产生机构01-2。

作为本申请一优选实施例，所述第一方向为竖直方向，第二方向为横向，也可以为所述第一方向为横向，第二方向为竖直方向。

以下以具有七轴的协作机器人详细介绍本申请实施例的技术方案。

如图2所示，在本实施例中，本实用新型提供了一种中空走线的七轴多感知智能机器人，本申请实施例采用模块化设计，将线束根据协作机器人本体结构设计划分成第一段L1、第二段L2、第三段L3、第四段L4、第五段L5五段，本多感知智能机器人本体有七个轴组成，分别为L1包含第一轴；L2包含第二轴；L3 包含第三轴、第四轴；L4包含第五轴、第六轴；L5包含第七轴。其中第二轴、第四轴为横向放置的轴，其他轴为竖向放置的轴。

L1从底座插座1开始分为电源线、信号线和气管，电源线、信号线和气管用来连接第一动力产生机构01-2同时贯穿第一动力产生机构01-2中空轴往上延伸，第一轴驱动板放置于L1(第一个模块)中，用于驱动第一关节。

L1和L2中的电源线、信号线和气管分别对应通过L1和L2之间的第一连接器 8，第二连接器10和第三连接器9可拆卸连接，L2用于连接第二动力产生机构 001-2往上延伸，第二轴驱动板放置于L2中，用于驱动第二关节。

L2和L3中的电源线、信号线和气管分别对应通过L2和L3之间的第一连接器 14，第二连接器16和第三连接器15可拆卸连接，L3用于连接第三动力产生机构 01-2和第四动力产生机构01-2往上延伸，第三轴驱动机构01-1和第四轴驱动机构 01-1放置于L3中，用于驱动第三关节和第四关节。

L3和L4中的电源线、信号线和气管分别对应通过L3和L4之间的第一连接器 24，第二连接器23和第三连接器25可拆卸连接，L4用于连接第五动力产生机构 01-2和第六动力产生机构01-2往上延伸并与第七动力产生机构01-2连接，第五轴、第六轴驱动板放置于L4中，用于驱动第五、第六关节。

L4和L5中的电源线和信号线分别对应连接第七动力产生机构001-2的驱动机构，传感器和末端I/O接口，放置于L5中用于驱动第七关节。其中，第七轴驱动机构，视觉传感器、磁碰传感器、语音传感器、末端IO接口、触摸示教都置于L5中。

本申请实施例协作机器人本体采用EtherCAT通信将所有动力产生机构01-2 采用前级串后级方式连接起来。

从底座1开始，插线分出电源线，信号线和气管，分别与节点3，节点4和节点2连接。

L1中的第一分支电源线由节点3接到驱动机构MC1接口6，L1中的第二分支电源线往上延伸到对第一连接器8；L2中的第一分支电源线由第一连接器8接到驱动机构MC2接口12，L2中的第二分支电源线往上延伸到第一连接器14；L3中的第一分支电源线由第一连接器14开始接到驱动机构MC3接口19和驱动机构 MC4的20，L3中的第二分支电源线延伸到对第一连接器24。

L4中的第一分支电源线由第一连接器24开始接到驱动机构MC5接口28，驱动机构MC6接口29，驱动机构MC7接口33，语音控制机构和视觉控制机构C1接口35，磁碰控制机构C2接口38、末端IO C3接口44。

L1中的第一分支信号线由节点4接到驱动机构MC1接口5，L1中的第二分支信号线往上延伸到对第二连接器10；L2中的第一分支信号线由第二连接器10接到驱动机构MC2接口11，L2中的第二分支信号线往上延伸到第二连接器16；L3 中的第一分支信号线由第二连接器16开始接到驱动机构MC3接口17，驱动机构 MC3接口18接到驱动机构MC4接口22，由驱动机构MC4接口21延伸至第二连接器24，由第二连接器24开始，第一分支信号线接到L4中的驱动机构MC5的机构 26，驱动机构MC5接口27接到驱动机构MC6接口30，由驱动机构MC6接口31接到驱动机构MC7接口32，再分别接到语音控制机构和视觉控制机构C1接口36，磁碰控制机构C2接口40、末端IO C3接口42。

气管从L1中节点2开始接到对第三连接器8，由第三连接器8接到L2中第三连接器15，由第三连接器15接到L3中第三连接器325，由第三连接器15开始接到L5 末端43。

在关节L2的47、L3的46、L4与L5之间对线束加弹簧管进行保护。其中， MC1～MC7为驱动机构001-1；C1为语音控制机构和视觉控制机构、C2为磁碰控制机构、C3为末端IO。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，所述机器人本体包括多个动力产生单元，每个所述动力产生单元包括动力产生机构，驱动机构，电源线和信号线；

所述电源线包括第一分支电源线和第二分支电源线，每个所述第一分支电源线与每个所述第一分支电源线所在的所述动力产生单元中的驱动机构连接，每个所述第二分支电源线与相邻的动力产生单元中的第一分支电源线和第二分支电源线可拆卸连接；

所述信号线包括第一分支信号线和第二分支信号线，每个所述第一分支信号线与每个所述第一分支信号线所在的所述动力产生单元的驱动机构连接，每个所述第二分支信号线与相邻的动力产生单元中的第一分支信号线和第二分支信号线可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，相邻两个所述动力产生单元之间设置有第一连接器，第二连接器，相邻两个所述动力产生单元之间的电源线通过第一连接器连接，相邻两个所述动力产生单元之间的信号线通过第二连接器连接。

3.如权利要求2所述的一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，每个所述动力产生单元还包括气管；

相邻两个所述动力产生单元中的气管可拆卸连接。

4.如权利要求3所述的一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，相邻两个所述动力产生单元之间还设置有第三连接器；

相邻两个所述动力产生单元中的气管通过第三连接器连接。

5.如权利要求3所述的一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，每个所述动力产生单元中的第二分支电源线、第二分支信号线和气管分别穿过和/绕过其所在的动力产生单元中的动力产生机构。

6.如权利要求5所述的一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，绕过所述动力产生机构的所述第二分支电源线、第二分支信号线和气管外围分别设置有弹性管。

7.如权利要求1至6任一项所述的一种智能协作机器人本体内部管线排布结构，其特征在于，所述动力产生机构为电机。

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