CN107303674A - 机器人*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人***，特别是一种能够实现人机协作的机器人***。所述机器人***包括机械手及线缆。所述机械手用于执行操作任务，所述机械手具有管腔。所述线缆容置在所述管腔内且与所述机械手连接，以使得所述机械手能够执行操作任务。本发明机器人***的线缆内置在机械手内，在实现工作的同时，且能够避免受到外界环境的磨损以及避免发生线缆的缠绕。因而，所述机器人***具有较高的美观性、较强的整体性及较佳的运行性能。

Description

机器人***

技术领域

本发明涉及一种自动化设备，特别是一种机器人***。

背景技术

机器人，即是自动执行工作的机器装置。机器人既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工。而随着生产生活的日益增长便利需要及机器人技术的发展，协作机器人也将会慢慢渗入各个工业领域，与人共同工作，并逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作。机器人装置往往需要各种线缆才能实现工作。而现有技术中机器人的线缆往往外置在机械手上。线缆的外置、裸露不仅影响美观，而且极易发生缠绕、受到外界环境的磨损。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种线缆内置的机器人***。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种机器人***，其特征在于，所述机器人***包括：

机械手，所述机械手用于执行操作任务，所述机械手具有管腔；

线缆，所述线缆容置在所述管腔内且与所述机械手连接，以使得所述机械手能够执行操作任务。

优选地，所述线缆包括电源线、信号线或气管中的至少一种。

优选地，所述机械手具有关节，所述关节具有关节管腔；

所述线缆至少为两根，该至少两根线缆设置为彼此分离地通过所述机械手的关节管腔。

优选地，所述机械手包括防绕件，所述防绕件用于阻止所述线缆彼此缠绕；

所述防绕件设置在所述关节管腔内；

所述防绕件具有沿所述机械手的管腔的延伸方向贯穿开设的安装通孔；

每一个所述安装通孔仅通过一个所述线缆地设置。

优选地，所述安装通孔为圆孔。

优选地，所述机械手还包括线缆管，所述线缆管设置在所述机械手的管腔内；

所有线缆均容置在所述线缆管的管腔内。

优选地，所述线缆管具有管主体及基座；

所述基座具有与所述管主体连通的气体通道；

所述防绕件容置在所述基座的管腔内。

优选地，所述气体通道与所述防绕件的安装通孔间隔设置。

优选地，所述气体通道为多个，该多个气体通道环绕所述防绕件设置，且沿所述安装通孔的延伸方向呈放射状分布。

优选地，所述机器人***还包示教装置，所述示教装置设置在所述机械手上，以用于所述机械手的学习。

优选地，所述机械手具有握持部；

所述示教装置包括按压单元，所述按压单元用于控制所述机械手的学习过程，所述按压单元设置为与所述机械手的握持部重叠，使得外力能够同时作用在所述按压单元及所述握持部。

优选地，所述握持部设置在所述机械手的腕部。

优选地，所述机器人***还包括电路板；

所述电路板容置在所述机械手的管腔内；

所述示教装置与所述电路板连接。

优选地，所述机械手的腕部开设有连接通孔；所述连接通孔连通所述机械手的管腔与所述机械手的侧壁外侧；

所述示教装置通过布置在所述连接通孔内的连接件或导线与所述电路板连接。

与现有技术相比，本发明机器人***的线缆内置在机械手内，在实现工作的同时，且能够避免受到外界环境的磨损以及避免发生线缆的缠绕。因而，所述机器人***具有较高的美观性、较强的整体性及较佳的运行性能。

附图说明

图1为本发明提供的一种机器人***的结构示意图。

图2为图1的机器人***的各部件、功能模块之间的配合关系示意图。

图3为图1中的机器人***的示教装置设置在关节上的结构示意图。

图4为图3中的示教装置设置在关节上时沿B-B线的剖视图。

图5为图4示出的防绕件的结构示意图。

图6为图5的防绕件的另一个视角的结构示意图。

图7为图4示出的线缆管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

请参阅图1及图2，其为本发明提供的一种机器人***100。所述机器人***100包括机械手10及线缆(图中未示出)。所述线缆内置在所述机械手10内。

所述机械手10用于执行操作任务。所述机械手10可与操作人员实现人机协作配合。在本实施例中，所述机械手10为六轴机械手。具体地，所述机械手10包括六个关节12及两个连杆(图中未标示)。为了便于示例性说明，在本本实施例中，所述关节12为所述机械手10的自由端的关节的关节，也即是腕部处的关节。所述机械手10的自身重量及可承受的负载重量根据需要而选择。在本实施例中，所述机械手10可承受的负载为5千克。可以想到的是，所述机械手10还包括气动装置、电机装置等。所述关节12具有关节管腔18。所述线缆容置在所述关节管腔18内。

所述机械手10具有握持部(由于在本实施例中与所述示教装置20重叠，因为未示出)。所述握持部用于操作人员拖拽以使得所述机械手10实现学习功能。在本实施例中，所述握持部位于所述机械手10的自由端的腕部。所述握持部开设有卡槽(图中未标示)。所述卡槽用于安装所述示教装置20。当然，所述握持部也可以设置卡扣、插接配合结构等以实现安装配合。

所述机械手10包括动作执行机构15。所述动作执行机构15用于执行具体的操作。所述动作执行机构15包括电机或马达等动力装置。在本实施例中，所述动作执行机构15包括减速电机。根据不同需要，所述动作执行机构15可以采用握爪或螺旋连接结构与对应的打孔机、螺丝机等具体工具配合。

请继续参阅图2，所述示教装置20包括按压单元21。所述按压单元21用于所述机械手10的学习过程。所述按压单元21设置为与所述机械手10的握持部重叠，从而在通过外力拖拽实现所述机械手10的学习功能时，外力能够同时作用在所述按压单元21及所述握持部。因而，相较于传统操作过程，避免了操作人员一只手进行拖拽，另一只手进行学习过程的控制，也即是所述示教装置20的设置便利了操作。

所述按压单元21包括机械按钮或触摸按钮中的至少一种。所述按压单元21可以为使能按钮。所述按钮的数量根据需要而选择。在本实施例中，为了便于操控且提供操控的舒适感，所述按压单元21全部采用触摸按钮。也即是，所述触摸按钮在UI(User Interface,交互界面)***上显示。

为了进一步便于操作，所述示教装置20可拆卸地设置在所述机械手10上。在需要对所述机械手10进行控制、操作时，所述示教装置20安装在所述机械手10上。而在不需要对机械手10进行控制、操作时，所述示教装置20从所述机械手10上拆卸下来，从而便于进行维护、编辑等处理。

为了便于实现学习功能，所述示教装置20还包括定义模块23。所述定义模块23与所述按压单元21通信连接。所述定义模块23用于定义所握持部所经过的路径、停留点以及在停留点所要做的操作任务。经过一次拖拽学习，所述定义模块23能够学习、存储该执行流程，并且能够重复执行。所述示教装置20包括输入装置(图中未示出)及控制器(图中未示出)。所述输入装置可以为触摸屏或物理按钮。所述触摸屏用于显示指令输入按钮，并用于接受按压以向所述控制器输入指令。所述触摸屏沿所述机械手10圆周和/或长度方向设置。所述控制器为逻辑可编程控制器。

为了便于实现所述机械手10的动作执行机构15的控制，所述示教装置20还包括操控模块25。所述操控模块25可以采用单片机或微处理器实现控制功能。所述操控模块25还可以包括PIC(Programmable Interrupt Controller，可编程中断控制器)。所述操控模块25包括至少一个控制单元251。每一个控制单元251用于控制所述动作执行机构15执行一种操作任务。为了提高操作的便利，所述控制单元251的数量可以所要执行的操作任务的数量而增减。为了提高通用性能，每一个所述控制单元251用于控制对应所述动作执行机构15的参数可调节地设置，即可编程处理。在本实施例中，每一个所述控制单元251用于控制对应所述动作执行机构15的参数可以包括速度、位置及动作中的至少一种。也即是，所述控制单元251可以控制所述动作执行机构15执行具体操作的速度、位置及动作均可以调节。

请继续参阅图1至图3，所述示教装置20的具体形状根据安装及操控需要而选择。譬如，所述示教装置20的具体形状可以为圆环状或平板状等。在本实施例中，所述示教装置20为弧片状，也即是开放的一段环状结构。所述示教装置20卡设在所述卡槽内。

为了显示工作状体以便于进行后续操作处理，所述编校模块20还包括显示单元27。所述显示单元27具有多种显示模式271。每一种所述显示模式271均用于显示所述机械手10的一种工作状态。在本实施例中，所述显示模式271包括用于显示停机故障的红色模式，用于显示待机的黄色模式及用于显示正常运行的绿色模式。当然，根据功能不同，所述显示模式271的数量及类型都可以调整。

请一并参阅图4，为了便于提高元器件的集成度且提高电连接、通信连接的稳定，所述机器人***100还包括电路板29。所述电路板29容置在所述机械手10的管腔18内。所述电路板29与所述示教装置20连接。在本实施例中，为了便于操控及便于实现拖拽学习，所述示教装置20设置在所述机械手10的腕部，即最终与握爪、夹具等动作执行机构连接并带动握爪、夹具运转的部分。为了避免连接稳定性能受到影响、避免影响占用过大空间及简洁性，在本实施例中，所述机械手10的腕部开设有连接通孔131。所述连接通孔131连接所述机械手10的管腔与所述机械手10的侧壁外侧，也即是所述连接通孔131沿所述机械手10的径向贯穿开设。相应地，所述机械手10的管腔沿该机械手10的轴向延伸设置。所述示教装置20通过布置在所述连接通孔131内的连接件(图中未示出)或导线(图中未示出)与所述电路板29连接。所述连接通孔131为四个，且沿沿圆环均匀分布呈一周。

为了使得扩展性能、通用性能更强，所述协作机器人100还包括示教器30。所述示教器(teach pendant)30与所述示教装置20通信连接。可以想到的是，示教器30又叫示教编程器，用来注册和存储机械运动或处理记忆的设备，该设备是由电子***或计算机***执行的。

所述线缆可以包括电源线、信号线或气管中的至少一种。根据所机械手10所要实现功能的不同，所述线缆的数量及种类都可以根据需要而选择。在本实施例中，所述线缆至少为四根，该至少四根线缆设置为彼此分离地通过所述机械手10的关节管腔18。

为了进一步避免所述线缆的缠绕，特别是在所述机械手10的关节发生转动时容易发生的缠绕，不同的所述线缆之间彼此分离地通过所述机械手10的关节管腔。

请一并参阅图5及图6，在本实施例中，所述机械手10包括防绕件19。所述防绕件19用于防止所述线缆彼此缠绕。所述防绕件19设置在所述关节管腔18内。所述防绕件19具有沿所述机械手10的管腔的延伸方向贯穿开设地安装通孔191。每一个所述安装通孔191仅通过一个所述线缆地设置。所述防绕件19在跟随所述关节转动或者不发生转动的情况下，每一个所述线缆均不会与另外一个所述线缆发生缠绕。所述防绕件19的整体外部形状可以根据容置在所述关节管腔18内的安装需要而选择。所述防绕件19可以为块状、圆板状、四边形板状或不规则板状等。并且，每一个所述防绕件19的具体形状及机构可以根据不同的关节的安装配合结构、容置空间的不同而不同。所述安装通孔191的数量、具体分布、形状及孔径大小根据对应穿设的线缆的不同而选择。为了尽可能减小转动时对线缆可能产生的摩擦力，每一个所述安装通孔191均设置为圆形通孔。当然，每一个所述安装通孔共191的孔径大小可以不同。

请一并参阅图7，为了避免线缆与机械手10的其他部件相互干扰以保护线缆，所述机械手10还包括线缆管44。所述线缆管44设置在所述机械手10的管腔18内。所述线缆管44用于容置所有线缆，从而使得所有线缆规律、整体性强且受到保护。所述线缆管44可以为圆管。在本实施例中，所述线缆管44包括管主体441及基座445。所述管主体441为圆管状。所述管主体441设置在所述基座445上，且与所述基座445同轴设置。所述基座445设置为圆环状。所述基座445上开设有气体通孔446。所述气体通道446与所述管主体441的管腔相连通。所述气体通道446可以自己传输用作动力的压缩气体，也可以通过管道(譬如软管)布置在该气体通道446内进行压缩气体的传输。在本实施例中，所述气体通道446为多个。该多个所述气体通道446沿所述防绕件19的安装通孔191的延伸方向呈放射状分布。

为了充分利用空间且提升气体、电力及信号对接的精准度，所述防绕件19容置在所述线缆管44的基座445的管腔内。所述多个气体通道446环绕所述防绕件19设置，也即是包裹所述防绕件19设置。所述气体通道446与所述防绕件19的安装通孔19之间间隔设置，从而实现了气电分离，进一步提升了安全性能。

仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (14)

1.一种机器人***，其特征在于，所述机器人***包括：

机械手，所述机械手用于执行操作任务，所述机械手具有管腔；

线缆，所述线缆容置在所述管腔内且与所述机械手连接，以使得所述机械手能够执行操作任务。

2.根据权利要求1所述的机器人***，其特征在于：

所述线缆包括电源线、信号线或气管中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的机器人***，其特征在于：

所述机械手具有关节，所述关节具有关节管腔；

所述线缆至少为两根，该至少两根线缆设置为彼此分离地通过所述机械手的关节管腔。

4.根据权利要求3所述的机器人***，其特征在于：

所述机械手包括防绕件，所述防绕件用于阻止所述线缆彼此缠绕；

所述防绕件设置在所述关节管腔内；

所述防绕件具有沿所述机械手的管腔的延伸方向贯穿开设的安装通孔；

每一个所述安装通孔仅通过一个所述线缆地设置。

5.根据权利要求4所述的机器人***，其特征在于：

所述安装通孔为圆孔。

6.根据权利要求3所述的机器人***，其特征在于：

所述机械手还包括线缆管，所述线缆管设置在所述机械手的管腔内；

所有线缆均容置在所述线缆管的管腔内。

7.根据权利要求6所述的机器人***，其特征在于：

所述线缆管具有管主体及基座；

所述基座具有与所述管主体连通的气体通道；

所述防绕件容置在所述基座的管腔内。

8.根据权利要求7所述的机器人***，其特征在于：

所述气体通道与所述防绕件的安装通孔间隔设置。

9.根据权利要求7所述的机器人***，其特征在于：

所述气体通道为多个，该多个气体通道环绕所述防绕件设置，且沿所述安装通孔的延伸方向呈放射状分布。

10.根据权利要求1所述的机器人***，其特征在于：

所述机器人***还包示教装置，所述示教装置设置在所述机械手上，以用于所述机械手的学习。

11.根据权利要求10所述的机器人***，其特征在于：

所述机械手具有握持部；

所述示教装置包括按压单元，所述按压单元用于控制所述机械手的学习过程，所述按压单元设置为与所述机械手的握持部重叠，使得外力能够同时作用在所述按压单元及所述握持部。

12.根据权利要求11所述的机器人***，其特征在于：

所述握持部设置在所述机械手的腕部。

13.根据权利要求10所述的机器人***，其特征在于：

所述机器人***还包括电路板；

所述电路板容置在所述机械手的管腔内；

所述示教装置与所述电路板连接。

14.根据权利要求13所述的机器人***，其特征在于：

所述机械手的腕部开设有连接通孔；所述连接通孔连通所述机械手的管腔与所述机械手的侧壁外侧；

所述示教装置通过布置在所述连接通孔内的连接件或导线与所述电路板连接。