CN219649944U - 一种用于机械臂的线缆装置及机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于机械臂的线缆装置，其包括线缆、安置于关节结构一侧的导向座和限位件。线缆包括直通段和伸缩段，伸缩段在受拉力作用时伸长。导向座设有导向孔，线缆的直通段穿过导向孔并相对于导向座可移动。限位件位于直通段上且处于导向座的远离伸缩段和关节结构的一侧，限位件的尺寸大于导向孔的尺寸，其中，伸缩段的端部连接到关节结构的另一侧。本实用新型提供的线缆装置可以避免导线长期弯折导致内线损伤或者断裂。本实用新型还提供了一种具有该线缆装置的机械臂。

Description

一种用于机械臂的线缆装置及机械臂

技术领域

本实用新型涉及机械臂技术领域，尤其涉及一种用于机械臂的线缆装置及机械臂。

背景技术

机械臂是一种能按既定的程序或要求自动完成物件传送或操作作业的机械装置，它能部分地代替人的手工劳动。较高级形式的机械臂还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业。机械臂广泛应用于汽车制造业、电器生产工业等领域。

现有机械臂的关节连接处可以方便实现弯折，有些机械臂甚至可以模拟人手臂弯折角度。例如，专利文献CN107199553A公开了一种机器人臂，该机器人臂包括数据处理模块、机械臂主体、电源导线、电源线固定装置、支撑底座、锁紧螺栓、主臂旋转座、活动轴、工件吸盘、红外检测器等部件。其中机械臂主体包括了以关节形式连接的内臂、中臂和外臂，电源导线延伸跨越各个臂以为相关部件供电。为了配合机械臂弯折操作，两个机械臂之间的连接导线的长度需要大于机械臂弯折时的长度。但当两个机械臂成平行角度时，过长的导线会产生弯折和缠绕，导线长期弯折会造成内线损伤。

因此，如何避免机械臂导线在使用过程中出现长期弯折以减少内线损伤是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于机械臂的线缆装置以及相应的机械臂，以解决现有技术中存在的导线长期弯折导致内线损伤或者断裂的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提出一种用于机械臂的线缆装置，包括：

线缆，所述线缆包括直通段和伸缩段，所述伸缩段在受拉力作用时伸长；

安置于关节结构一侧的导向座，所述导向座设有导向孔，所述线缆的所述直通段穿过所述导向孔并相对于所述导向座可移动；

限位件，所述限位件位于所述直通段上且处于所述导向座的远离所述伸缩段和关节结构的一侧，所述限位件的尺寸大于所述导向孔的尺寸，

其中，所述伸缩段的端部连接到所述关节结构的另一侧。

根据本实用新型的一个实施例，所述线缆的所述伸缩段为螺旋形。

根据本实用新型的一个实施例，还包括滑盒和复位部件，其中所述滑盒设置于所述导向座和所述伸缩段之间且所述直通段穿过所述滑盒，所述复位部件设置在所述滑盒内并附接至所述直通段。

根据本实用新型的一个实施例，所述复位部件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套在所述线缆的直通段上，所述螺旋弹簧的一端抵靠在所述滑盒的内壁上且另一端与设置在所述线缆的直通段上的止挡件相抵靠。

根据本实用新型的一个实施例，所述止挡件为固定套设在所述线缆的直通段上的阻尼套。

根据本实用新型的一个实施例，所述滑盒上设有导向槽，所述线缆上设有导向件，所述导向槽设置在与线缆滑动方向平行的侧壁上，所述导向件插入所述导向槽中。

根据本实用新型的另一方面，提供一种机械臂，包括：

第一连接臂；

第二连接臂；

可转动地连接所述第一连接臂和所述第二连接臂的关节结构；

如上所述的线缆装置，其中所述导向座固定安装在所述第一连接臂和所述第二连接臂中的一个上，所述伸缩段的端部固定连接在所述第一连接臂和所述第二连接臂中的另一个上。

根据本实用新型的一个实施例，所述关节结构包括固定座和卡座，其中所述固定座的第一端与所述第一连接臂可转动地连接，与所述第一端相对的第二端与所述卡座可拆卸地连接，所述卡座还与所述第二连接臂连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述卡座具有朝向所述固定座凸出的卡头，所述固定座具有容纳所述卡头的中心槽，所述固定座还具有从中心槽延伸至外周壁的第一锁止槽，所述卡头设有与所述第一锁止槽对应的第二锁止槽，紧固件同时安装在所述第一锁止槽和所述第二锁止槽中。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定座的第一端设有沿轴向凸出的耳片，所述第一连接臂与所述固定座对接的一端设有活动槽，所述耳片插入所述活动槽中，所述第一连接臂和所述耳片经由转轴连接。

由于采用以上技术方案，根据本实用新型的用于机械臂的线缆装置能够随机械臂的运动同步延展和收缩，进而可以防止发生缠绕的情况，也可以避免导线长期弯折导致内线损伤或者断裂。根据本实用新型的机械臂因采用了上述线缆装置而具有对应的有益效果。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一些实施例的连接于机械臂上的线缆装置的整体结构示意图；

图2是图1所示机械臂的剖视结构示意图；

图3是图1中A处的局部放大视图；

图4是图2中B处的局部放大视图；

图5是图2中C处的局部放大视图。

附图标记说明

1、第一连接臂；2、固定座；3、卡座；4、第二连接臂；5、导向座；6、安装座；7、直通段；8、伸缩段；9、滑盒；10、阻尼套；11、复位部件；12、导向槽；13、导向件；14、卡头；15、紧固件；16、第二锁止槽；17、耳片；18、活动槽；19、限位件。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1示出了根据本实用新型的一些实施例的连接于机械臂上的线缆装置的整体结构示意图。在本实用新型的一些实施例中，用于机械臂的线缆装置可以包括线缆、导向座5和限位件19。

线缆可以是供电线和/或信号传输线。线缆包括直通段7和伸缩段8。直通段7和伸缩段8可以是一体成型的单根线缆，也可以是分别制作，之后再连接到一起的多根单独的线缆。直通段7为总体线性延伸的线缆，其外形规则且基本不可伸缩。伸缩段8的长度可随外力增加而拉长，其可伸缩的长度大于为适应机械臂的两个臂部弯折时所需的补偿的长度。当外力消失时，伸缩段8缩回至长度较短的初始状态。

安置于关节结构一侧的导向座5设有导向孔，线缆的直通段7的外径小于导向孔的孔径，直通段7可以穿过导向孔并相对于导向座移动。也就是说，导向座5可以防止线缆的大范围径向移动且容许其轴向移动。在一些实施例中，导向座5可以采用可固定安装在机械臂上且具有一定强度的导向环，也可以根据直通段7的长度的增加而设置更多的导向座5。

限位件19位于直通段7上且与导向座5相比距离伸缩段8更远。也就是说，限位件19和伸缩段8/关节结构位于导向座5的两侧，或者说限位件19处于导向座5的远离伸缩段8和关节结构的一侧。限位件19可以设置在直通段7的端部附近且限位件19的尺寸大于导向孔的尺寸，由此，可以利用限位件19防止直通段7的端部从导向座5中脱落并限制直通段7的移动范围。限位件19可以是与直通段7一体成型的部件，也可以是与直通段7分开制成并固定连接到直通段7的单独的部件。在一些实施例中，限位件19可以采用限位圈，该限位圈的外径比导向孔的尺寸大。

与现有技术中的方案相比，在上述实施例中，通过设置直通段7和伸缩段8，当关节结构弯折时，处于一侧的限位件19会卡住导向座5，带动直通段7拉伸，直通段7拉伸时，其远离限位件19的一端会拉扯伸缩段8，伸缩段8受到拉扯后会同步延展，进而可以防止发生缠绕的情况，也可以避免直通段7长期弯折导致内线损伤或者断裂，从而影响机械手臂的正常使用。

在本实用新型的一些实施例中，线缆的伸缩段8为螺旋形，采用该结构的线缆成本较低且结构简单。但本实用新型并非仅限于此，也可以使用其他可伸缩结构。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-2和图4所示，该装置还可以包括滑盒9和复位部件11。其中滑盒9设置于导向座5和伸缩段8之间，直通段7穿过滑盒9且可相对于滑盒移动。复位部件11设置在滑盒9内并附接至直通段7，当拉力消失时，复位部件11的回复力促使线缆复位至初始状态。例如，滑盒9垂直于线缆延伸方向的两个相对的壁上可以设有通孔，直通段7经由这两个通孔进入并穿过滑盒9。设置滑盒9和复位部件11以便于在拉力消失时促使线缆复位并促进伸缩段8缩回至其缩短状态，使线缆随机械臂运动而同步收缩，延长线缆使用寿命。当与机械臂配合使用时，滑盒9可以固定安装在第一连接臂1或第二连接臂4上。

在本实用新型的一些实施例中，复位部件11可以采用螺旋弹簧，螺旋弹簧套在线缆的直通段7上。在一些实施例中，螺旋弹簧靠近导向座5的一端抵靠在滑盒9的内壁上且远离导向座5的一端与设置在线缆的直通段7上的止挡件相抵靠。当线缆被拉长时，止挡件随线缆移动而朝向导向座5移动，从而压缩螺旋弹簧，当拉力消失时，螺旋弹簧对止挡件施加朝向远离导向座5移动的力，止挡件带动线缆缩回至其初始状态。在另一些实施例中，螺旋弹簧靠近伸缩段8的一端抵靠在滑盒9的内壁上且靠近导向座5的一端固定连接至直通段7的止挡件上。当线缆被拉长时，止挡件随线缆移动而朝向导向座5移动，从而拉伸螺旋弹簧，当拉力消失时，螺旋弹簧对止挡件施加朝向远离导向座5移动的力，止挡件带动线缆缩回至其初始状态。螺旋弹簧具有结构简单、成本较低等优点。但本实用新型并非仅限于此，也可以使用其他复位结构。

在本实用新型的一些实施例中，止挡件为固定套设在线缆的直通段7上的阻尼套10，阻尼套10与直通段7固定连接。通过设置阻尼套10，在阻尼套10复位时，阻尼套10会沿着滑盒9的内壁滑动，这样可以起到缓冲的目的，以便于适配第一连接臂1和第二连接臂4复位的速度。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图3所示，滑盒9上设有导向槽12，线缆上设有导向件13。导向槽12设置在滑盒9与线缆滑动方向平行的侧壁上且为贯穿槽。导向件13插入导向槽12中并可沿导向槽12滑动。当直通段7上设有阻尼套10时，导向件13可以设置在阻尼套10上。在一些实施例中，导向槽12设置在滑盒9的两个相对的侧壁上，导向件13设置在与导向槽12对应的两侧。导向件13可以是导向条。通过设置导向槽12和导向件13，当线缆前后滑动时，其带动导向件13沿着导向槽12内部同步滑动，这样直通段7移动时，不会发生周角旋转的情况。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，该装置还可以包括安装座6，安装座6设置在伸缩段8端部附近并用于将伸缩段8固定安装至机械臂上。

本实用新型同时还提供了一种机械臂。该机械臂总体包括第一连接臂1、第二连接臂4、连接第一连接臂1和第二连接臂4的关节结构和如上所述的线缆装置。其中线缆装置的导向座5固定安装在第一连接臂1和第二连接臂4中的一个上，伸缩段8的端部固定连接在第一连接臂1和第二连接臂4中的另一个上。也就是说，线缆装置的线缆延伸跨越了第一连接臂1和第二连接臂4以及两者之间的关节结构。在图1和图2所示的实施例中，导向座5固定安装在第一连接臂1的顶端上，第二连接臂4远离第一连接臂1的一侧顶端固定安装有安装座6，伸缩段8的端部经由安装座6固定连接在第二连接臂4上，导向座5与安装座6处于同一水平线上。

在上述实施例中，通过采用包括直通段7和伸缩段8的线缆装置，当第一连接臂1和第二连接臂4弯折时，第一连接臂1一端的限位件19会卡住导向座5，带动直通段7拉伸，直通段7拉伸时，其远离限位件19的一端会拉扯伸缩段8，伸缩段8受到拉扯后会同步延展，进而可以防止线缆发生缠绕的情况，也可以避免直通段7长期弯折导致内线损伤或者断裂，从而影响机械手臂的正常使用。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图5所示，关节结构包括固定座2和卡座3，固定座2的第一端与第一连接臂1采用转轴可转动地连接，与第一端相对的第二端与卡座3可拆卸地连接。卡座3的另一端与第二连接臂4连接。该关节结构容许第一连接臂1绕转轴转动以相对于第二连接臂4弯折。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图5所示，卡座3在中心区域设有朝向固定座2凸出的卡头14，固定座2具有容纳卡头14的中心槽。固定座2还具有从中心槽延伸至外周壁的第一锁止槽，卡头14在与第一锁止槽对应的位置设有第二锁止槽16，例如紧固螺栓的紧固件15同时安装在第一锁止槽和第二锁止槽16中以将固定座2和卡座3可拆卸地安装到一起。可选地，可以沿固定座2和卡座3的周向设置多个紧固件15和相应的锁止槽。另外可选地，卡头14可以是与卡座3集成为一体的部件，也可以是单独安装的部件。通过设置该连接结构，当第一连接臂1或者第二连接臂4需要拆卸维修时，可以使用工具扭动紧固件15，将紧固件15从固定座2外侧拆卸，这样紧固件15的端头会从第二锁止槽16中滑出，此时固定座2和卡座3处于可拆卸状态，而后将第一连接臂1和第二连接臂4分离即可，这样的拆卸方式更加便捷和迅速，从而可以提高维修效率。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，固定座2的第一端固定连接有沿轴向凸出的耳片17，耳片17上设有贯通轴孔，耳片17靠近第一连接臂1的部分采用圆角结构。第一连接臂1与固定座2对接的一端设有活动槽18，活动槽18朝向固定座2的一侧为开放结构。耳片17插入活动槽18中，转轴穿过第一连接臂1位于活动槽18两侧的部分和耳片17的轴孔，以将第一连接臂1可转动地连接至固定座2及第二连接臂4。通过设置耳片17和活动槽18，第一连接臂1和第二连接臂4弯折时，耳片17会沿着活动槽18内部活动，活动槽18用于提供耳片17活动的空间，从而起到让位的目的。

在一些实施例中，根据本实用新型的机械臂可以包括更多的臂部和关节结构，其同样可以使用根据本实用新型的线缆装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于机械臂的线缆装置，其特征在于，包括：

线缆，所述线缆包括直通段(7)和伸缩段(8)，所述伸缩段(8)在受拉力作用时伸长；

安置于关节结构一侧的导向座(5)，所述导向座(5)设有导向孔，所述线缆的所述直通段(7)穿过所述导向孔并相对于所述导向座(5)可移动；

限位件(19)，所述限位件(19)位于所述直通段(7)上且处于所述导向座(5)的远离所述伸缩段(8)和关节结构的一侧，所述限位件(19)的尺寸大于所述导向孔的尺寸，

其中，所述伸缩段(8)的端部连接到所述关节结构的另一侧。

2.根据权利要求1所述的线缆装置，其特征在于，所述线缆的所述伸缩段(8)为螺旋形。

3.根据权利要求1所述的线缆装置，其特征在于，还包括滑盒(9)和复位部件(11)，其中所述滑盒(9)设置于所述导向座(5)和所述伸缩段(8)之间且所述直通段(7)穿过所述滑盒(9)，所述复位部件(11)设置在所述滑盒(9)内并附接至所述直通段(7)。

4.根据权利要求3所述的线缆装置，其特征在于，所述复位部件(11)为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套在所述线缆的直通段(7)上，所述螺旋弹簧的一端抵靠在所述滑盒(9)的内壁上且另一端与设置在所述线缆的直通段(7)上的止挡件相抵靠。

5.根据权利要求4所述的线缆装置，其特征在于，所述止挡件为固定套设在所述线缆的直通段(7)上的阻尼套(10)。

6.根据权利要求3所述的线缆装置，其特征在于，所述滑盒(9)上设有导向槽(12)，所述线缆上设有导向件(13)，所述导向槽(12)设置在与线缆滑动方向平行的侧壁上，所述导向件(13)插入所述导向槽(12)中。

7.一种机械臂，其特征在于，包括：

第一连接臂(1)；

第二连接臂(4)；

可转动地连接所述第一连接臂和所述第二连接臂(4)的关节结构；

如权利要求1-6中任一项所述的线缆装置，其中所述导向座(5)固定安装在所述第一连接臂(1)和所述第二连接臂(4)中的一个上，所述伸缩段(8)的端部固定连接在所述第一连接臂(1)和所述第二连接臂(4)中的另一个上。

8.根据权利要求7所述的机械臂，其特征在于，所述关节结构包括固定座(2)和卡座(3)，其中所述固定座(2)的第一端与所述第一连接臂(1)可转动地连接，与所述第一端相对的第二端与所述卡座(3)可拆卸地连接，所述卡座(3)还与所述第二连接臂(4)连接。

9.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述卡座(3)具有朝向所述固定座(2)凸出的卡头(14)，所述固定座(2)具有容纳所述卡头(14)的中心槽，所述固定座(2)还具有从中心槽延伸至外周壁的第一锁止槽，所述卡头(14)设有与所述第一锁止槽对应的第二锁止槽(16)，紧固件(15)同时安装在所述第一锁止槽和所述第二锁止槽(16)中。

10.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述固定座(2)的第一端设有沿轴向凸出的耳片(17)，所述第一连接臂(1)与所述固定座(2)对接的一端设有活动槽(18)，所述耳片(17)插入所述活动槽(18)中，所述第一连接臂(1)和所述耳片(17)经由转轴连接。