CN219173962U - 一种机器人通讯光纤收放模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人通讯光纤收放模块，包括光纤收放架，在光纤收放架上设有光纤收放线轴、排线器和光纤引导装置，所述光纤收放线轴为工字轮线轴，在轴管一端的内部设有使线轴上光纤动端与机器人光纤静端连接的光纤滑环，在轴管另一端的内部设有驱动收放线轴在收线时旋转的内置式收线驱动装置，所述收线驱动装置包括驱动电机、离合器和控制离合器是否将驱动电机动力输出至光纤收放线轴的离合控制装置。该机器人通讯光纤收放模块可以方便快速地组装到通用机器人上形成具有无线、光纤双路通讯能力的机器人平台，该机器人通讯光纤收放模块具有结构紧凑、整体性好、占用空间小等优点，为机器人平台安装其它功能模块留出更多空间。

Description

一种机器人通讯光纤收放模块

技术领域

本实用新型涉及一种通讯光纤的收卷、放线装置，尤其是一种可以快速组装到机器人上的通讯光纤收放模块。

背景技术

机器人在复杂电磁环境下作业时，普通无线电通讯会受到电磁干扰，无法使机器人与后方控制端安全通讯，需要使用有线光纤连接机器人和后方控制端，作为无线电通讯的平行替代通讯手段，实现机器人远程操纵和数据安全传输，因此，需要在机器人上安装通讯光纤收放装置。但是，现有技术中用于机器人的光纤收放装置不能形成整体模块化，使用时需要将收放架、光纤收放线轴、线轴驱动电机、排线器等分散、独立安装在机器人平台上，存在结构松散、占用空间大、安装过程复杂，安装后需要调试才能投入工作。此外，主流机器人正在向以通用机器人平台为基础，用户根据使用需要有选择地装配不同功能模块，从而实现机器人多功能、个性化配置，前述采用分散布置的机器人通讯光纤收放装置，难于与通用机器人快速组配成具有无线、光纤双路通讯能力的机器人平台。

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题是：提供一种机器人通讯光纤收放模块，该机器人通讯光纤收放模块可以方便快速地组装到通用机器人上形成具有无线、光纤双路通讯能力的机器人平台，该机器人通讯光纤收放模块具有结构紧凑、整体性好、占用空间小等优点，为机器人平台安装其它功能模块留出更多空间。

解决技术问题所采取的技术方案：一种机器人通讯光纤收放模块，包括固定安装在机器人上的光纤收放架，在光纤收放架上设有可以在光纤收放架上正反向旋转的光纤收放线轴，在光纤收放线轴上方的光纤收放架上还装有排线器和光纤引导装置，所述光纤收放线轴为由轴管和固定在轴管两端的环形端片构成的工字轮线轴，在轴管一端的内部设有使线轴上光纤动端与机器人光纤静端连接的光纤滑环，在轴管另一端的内部设有驱动收放线轴在收线时旋转的内置式收线驱动装置，所述收线驱动装置包括驱动电机、离合器和控制离合器是否将驱动电机动力输出至光纤收放线轴的离合控制装置。

作为本实用新型的进一步改进方案：在收线驱动装置一侧的光纤收放架上装有空心的固定短轴，在固定短轴内侧端设有突出于固定短轴端面的轴向滑轨，在滑轨上设有可以沿滑轨移动的滑块，滑块上设有与滑轨直向垂直的拨板，所述驱动电机固定在滑块上；

所述离合器为牙嵌式离合器，在驱动电机的输出轴端装有主动半离合器，在轴管中部固定有与轴管同步旋转的轴心板，在轴心板的中心位置固定有与主动半离合器相配合的从动半离合器；

所述离合控制装置包括与滑轨平行设置的电动推杆，电动推杆套筒的尾端固定在光纤收放架上，在推杆的前端设有限位螺母和限位挡片，在推杆上还套装有将拨板推向推杆前端限位挡片的离合器接入弹簧。

作为本实用新型的进一步改进方案：在限位挡片与弹簧之间的推杆上套装有可以在推杆上滑动的推杆滑块，在拨板上开有弹簧通过豁口，推杆滑块通过螺钉在弹簧通过豁口处与拨板连接。

作为本实用新型的进一步改进方案：所述推杆滑块为弓形推杆滑块，弓形推杆滑块的两端固定在拨板上，弓形推杆滑块的中部向限位挡片侧弯曲突出。

作为本实用新型的进一步改进方案：所述驱动电机为行星齿轮电机。

作为本实用新型的进一步改进方案：所述排线器为丝杠排线器，在丝杠的端部设有排线皮带轮，在光纤收放线轴靠近光纤滑环侧的端部装有与光纤收放线轴同步旋转的主动皮带轮，在排线皮带轮与主动皮带轮之间设有排线皮带。

作为本实用新型的进一步改进方案：所述光纤引导装置包括水平引导组件、换向线轮和垂直引导组件，所述水平引导组件包括水平引导框架，在水平引导框架上设有由两个竖直导辊和一个水平导辊构成的“凵”形导向辊组，所述垂直引导组件包括垂直引导框架，在垂直引导框架上设有由两个横向水平导辊和两个纵向水平导辊构成的“井”字形导辊组。

作为本实用新型的进一步改进方案：所述水平引导框架通过水平弹簧板安装在换向线轮框架上。

有益效果：本实用新型的机器人通讯光纤收放模块，由于采用了所述机器人通讯光纤收放模块包括固定安装在机器人上的光纤收放架，在光纤收放架上设有光纤收放线轴、排线器和光纤引导装置，在光纤收放线轴的轴管内部设有使线轴上光纤动端与机器人光纤静端连接的光纤滑环和收线驱动装置的技术特征，使本实用新型的机器人通讯光纤收放模块使用时可以快速组装到机器人上形成具有无线、光纤双路通讯能力的机器人平台，该机器人通讯光纤收放模块具有结构紧凑、整体性好、占用空间小等优点，为机器人平台安装其它功能模块留出更多空间，当机器人在无电磁干扰环境下工作时，可以将机器人通讯光纤收放模块快速拆除，使机器人成为通用机器人平台，再根据需要选择安装其它功能模块。由于采用了在光纤收放架上装有空心的固定短轴，在固定短轴上设置轴向滑轨，在滑轨上设有滑块，滑块上设有拨板和驱动电机；通过电动推杆来控制离合器的接合或分离使本实用新型的机器人通讯光纤收放模块可以将驱动装置隐藏在光纤收放线轴的轴管内部，克服现有技术中将驱动装置设置在光纤收放架外侧，占用机器人平台空间，不利于其它功能模块组装的弊端，并且，驱动机构设置在轴管内部，工作过程中轴管内部的驱动机构造不易受到外力的冲击、破坏，使得机器人的光纤收放作业可靠性更高，此外，采用了在推杆上还套装有将拨板推向推杆前端的离合器接入弹簧的技术特征，利用弹簧弹性产生的推力来使离合器软接合，克服了电动推杆直接使离合器硬接合时会导致牙嵌式离合器打齿或无法接合的致命缺陷，从而实现了用电动推杆这种简单易于控制的直线驱动器来方便地控制离合器的接合或分离。由于采用了在限位挡片与弹簧之间的推杆上套装有可以在推杆上滑动的推杆滑块，在拨板上开有弹簧通过豁口，推杆滑块通过螺钉在弹簧通过豁口处与拨板连接，所述推杆滑块为弓形推杆滑块，弓形推杆滑块的两端固定在拨板上，弓形推杆滑块的中部向限位挡片侧弯曲突出的技术特征，保证了弹簧在有限的空间内具有足够的行程，使弹簧对离合器接合过程的缓冲效果更好，离合器接合更平稳。由于采用了所述驱动电机为行星齿轮电机的技术特征，将减速器与电机结合成一体，不但结构更紧凑，而且使得驱动装置所提供的扭矩更大，实现了用小功率电机就可以满足机器人通讯光纤的收线要求。由于采用了所述排线器为丝杠排线器，通过光纤收放轴来驱动排线器动作，使得排线器与光纤收放轴的同步性更好，且光纤收线阻力瞬时变化也不会导致排线器失控，光纤在轴管上缠绕的松紧一致，且更整齐。由于采用了所述光纤引导装置包括水平引导组件、换向线轮和垂直引导组件，所述水平引导组件包括水平引导框架，在水平引导框架上设有由两个竖直导辊和一个水平导辊构成的“凵”形导向辊组，所述垂直引导组件包括垂直引导框架，在垂直引导框架上设有由两个横向水平导辊和两个纵向水平导辊构成的“井”字形导辊组的技术特征，可以最大限度地防止光纤大曲率进入排线器而导致折断，且可以有效减少收放线过程中对光纤护套的磨损，延长了光纤的使用寿命。由于采用了所述水平引导框架通过水平弹簧板安装在换向线轮框架上的技术特征，当光纤收线阻力瞬时增加时可以起到缓冲、补偿作用，防止光纤收线阻力瞬时增加时导致光纤被拉断，进一步提高了收线作业的安全可靠性，使本实用新型的机器人通讯光纤收放模块能够满足机器人在复杂电磁环境下、无导航、起伏路况进行作业的要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的机器人通讯光纤收放模块作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块的总体结构图；

图2是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块中轴管部分的轴向剖面图；

图3是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块中收线驱动装置部分的放大图；

图4是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块中“凵”形导向辊组的放大图；

图5是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块中“井”字形导辊组的放大图；

图6是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块中固定短轴的放大图；

图7是本实用新型的机器人通讯光纤收放模块中推杆滑块的放大图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的机器人通讯光纤收放模块，包括固定安装在机器人上的光纤收放架4，在光纤收放架上设有可以在光纤收放架上正反向旋转的光纤收放线轴3，在光纤收放线轴上方的光纤收放架上还装有排线器2和将地面光纤引导进入排线器的光纤引导装置1。

所述光纤收放线轴由轴管15和固定在轴管两端的环形端片14构成的工字轮线轴。

所述光纤收放架包括一块水平底座板16，在水平底座板上固定有两块平行的竖直立板17，所述光纤收放线轴两端分别安装在两块竖直立板上，竖直立板对应轴管处设有开孔。

所述排线器为丝杠排线器，在丝杠13的端部设有排线皮带轮8，在光纤收放线轴靠近光纤滑环侧的端部装有与光纤收放线轴同步旋转的主动皮带轮18，主动皮带轮套装在光纤滑环的定子33端部，在排线皮带轮与主动皮带轮之间设有排线皮带9。

所述光纤引导装置包括水平引导组件5、换向线轮7和垂直引导组件11，所述水平引导组件包括水平引导框架6，所述垂直引导组件包括垂直引导框架12，所述水平引导框架通过水平弹簧板10安装在换向线轮框架上。采用水平弹簧板作为光纤拉力的缓冲装置，利用了弹簧板只会在竖直方向上下弯曲变形，而不会象螺旋弹簧那样在任意方向上弯曲变形的特点，可以有效防止缓冲时导致机器人失稳。

如图2所示，在轴管一端的内部设有使线轴上光纤动端与机器人光纤静端连接的光纤滑环23，在轴管另一端的内部设有驱动收放线轴在收线时旋转的内置式收线驱动装置，所述收线驱动装置包括驱动电机27、离合器和控制离合器是否将驱动电机动力输出至光纤收放线轴的离合控制装置。

如图3所示，在收线驱动装置一侧的放线轴光纤收放架上装有空心的固定短轴29，固定短轴的外侧环形端面上设有固定螺孔34，固定短轴外侧端通过螺钉固定在光纤收放架立板开孔的边缘，所述轴管一端通过滑动轴承30套装在固定短轴外，在固定短轴内侧端设有突出于固定短轴端面、沿轴向延伸的轴向滑轨32，在滑轨上设有可以沿滑轨移动的滑块31，滑块上设有与滑轨直向垂直的拨板24，所述驱动电机固定在滑块上，所述驱动电机为行星齿轮电机；所述离合器为牙嵌式离合器，在驱动电机的输出轴端装有主动半离合器20，在轴管中部固定有与轴管同步旋转的轴心板22，轴心板的外圆周通过螺钉固定在轴管内壁，在轴心板的中心位置固定有与主动半离合器相配合的从动半离合器21；所述离合控制装置包括与滑轨平行设置的电动推杆28，电动推杆套筒的尾端固定在光纤收放架上，在推杆26的前端设有限位螺母和限位挡片19，在推杆上还套装有将拨板推向推杆前端限位挡片的离合器接入弹簧25。图6为固定短轴的放大立体图。

优选地，在限位挡片与弹簧之间的推杆上套装有可以在推杆上滑动的推杆滑块40，在拨板上开有弹簧通过豁口35，推杆滑块通过螺钉在弹簧通过豁口处与拨板连接。如图7所示，所述推杆滑块为弓形推杆滑块，弓形推杆滑块的两端固定在拨板上，弓形推杆滑块的中部向限位挡片侧弯曲突出并开有推杆滑孔41，弹簧通过弓形推杆滑块将拨板和驱动电机推向推杆前端，较弹簧直接作用在拨板上可以在有限的空间内增加弹簧的行程。

如图4所示，在水平引导框架上设有由两个竖直导辊36和一个水平导辊37构成的“凵”形导向辊组。

如图5所示，在垂直引导框架上设有由两个横向水平导辊38和两个纵向水平导辊39构成的“井”字形导辊组。

本实用新型的机器人通讯光纤收放模块使用时通过光纤收放架固定在机器人上。放线时，缠绕在光纤收放线轴上的光纤经排线器、穿过“井”字形导辊组、绕过换向线轮、穿过“凵”形导辊组铺设到地表，机器人在前进的过程中牵拉光纤使光纤收放线轴转动；收线时，电动推杆伸长，离合器接入弹簧推动推杆滑块向推杆前端移动，推杆滑块带动拨板、驱动电机、主动半离合器前移，并使主动半离合器与被动半离合器啮合，驱动电机驱动光纤收放线轴向与放线时相反向旋转，地表的光线经过“凵”形导辊组、换向线轮、“井”字形导辊组、排线器，最后缠绕在光纤收放线轴上。

Claims (8)

1.一种机器人通讯光纤收放模块，包括固定安装在机器人上的光纤收放架，在光纤收放架上设有可以在光纤收放架上正反向旋转的光纤收放线轴，在光纤收放线轴上方的光纤收放架上还装有排线器和光纤引导装置，其特征是：所述光纤收放线轴为由轴管和固定在轴管两端的环形端片构成的工字轮线轴，在轴管一端的内部设有使线轴上光纤动端与机器人光纤静端连接的光纤滑环，在轴管另一端的内部设有驱动收放线轴在收线时旋转的内置式收线驱动装置，所述收线驱动装置包括驱动电机、离合器和控制离合器是否将驱动电机动力输出至光纤收放线轴的离合控制装置。

2.根据权利要求1所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：在收线驱动装置一侧的光纤收放架上装有空心的固定短轴，在固定短轴内侧端设有突出于固定短轴端面的轴向滑轨，在滑轨上设有可以沿滑轨移动的滑块，滑块上设有与滑轨直向垂直的拨板，所述驱动电机固定在滑块上；

所述离合器为牙嵌式离合器，在驱动电机的输出轴端装有主动半离合器，在轴管中部固定有与轴管同步旋转的轴心板，在轴心板的中心位置固定有与主动半离合器相配合的从动半离合器；

所述离合控制装置包括与滑轨平行设置的电动推杆，电动推杆套筒的尾端固定在光纤收放架上，在推杆的前端设有限位螺母和限位挡片，在推杆上还套装有将拨板推向推杆前端限位挡片的离合器接入弹簧。

3.根据权利要求2所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：在限位挡片与弹簧之间的推杆上套装有可以在推杆上滑动的推杆滑块，在拨板上开有弹簧通过豁口，推杆滑块通过螺钉在弹簧通过豁口处与拨板连接。

4.根据权利要求3所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：所述推杆滑块为弓形推杆滑块，弓形推杆滑块的两端固定在拨板上，弓形推杆滑块的中部向限位挡片侧弯曲突出。

5.根据权利要求1至4任一项所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：所述驱动电机为行星齿轮电机。

6.根据权利要求5所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：所述排线器为丝杠排线器，在丝杠的端部设有排线皮带轮，在光纤收放线轴靠近光纤滑环侧的端部装有与光纤收放线轴同步旋转的主动皮带轮，在排线皮带轮与主动皮带轮之间设有排线皮带。

7.根据权利要求5所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：所述光纤引导装置包括水平引导组件、换向线轮和垂直引导组件，所述水平引导组件包括水平引导框架，在水平引导框架上设有由两个竖直导辊和一个水平导辊构成的“凵”形导向辊组，所述垂直引导组件包括垂直引导框架，在垂直引导框架上设有由两个横向水平导辊和两个纵向水平导辊构成的“井”字形导辊组。

8.根据权利要求7所述的机器人通讯光纤收放模块，其特征是：所述水平引导框架通过水平弹簧板安装在换向线轮框架上。

Images