CN113601547A - 一种工业机器人关节过线结构 - Google Patents
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Abstract
一种工业机器人关节过线结构，包括关节和过线组件；所述过线组件包括密封件和过线管；所述密封件固设在所述关节内；所述过线管插设在所述密封件上，所述密封件与所述过线管之间具有间隙以形成过线区；所述过线区沿所述过线管轴向延伸至所述关节外。与现有技术相比较，本发明的工业机器人关节过线结构能减少关节外线缆的磨损，调节线缆的长度余量方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，特别是涉及一种工业机器人关节过线结构。
背景技术
工业机器人因其动作灵活性而在现代社会的各行各业中日益普遍。为实现动作灵活，工业机器人设有多个关节，并通过控制带动关节运动的电机作不同方式的运转从而实现各种动作。相应地，对各个电机进行供电、控制的线缆遍布工业机器人的各个关节。
然而工业机器人大多数由金属铸件组装而成，线缆随着关节的运动容易与铸件发生摩擦而出现磨损。因此在现有技术中，也出现一些中空过线的结构来降低线缆磨损。请参照图1，公告号为CN212601926U的专利公开了一种带过线结构的协作机器人关节，包括设有中空腔体的关节本体1、设置在关节本体1内的防护线套2、第一固定架3、第二固定架4以及压线片5。所述第一固定架3和所述第二固定架4分别固定在所述关节本体1中空腔体的入口与出口，所述防护线套2的两端分别与所述第一固定架3、所述第二固定架4固定。所述关节本体1的出口处设有线槽(未标注)，所述防护线套2通过所述压线片5压在所述线槽内。线缆(图未示)设置在所述防护线套2内以进行走线。
上述线缆放置到所述防护线套2内并在所述关节本体1内走线的方式在一定程度上能固定线缆，减少其与关节本体内部的相互摩擦。然而，在实际使用时，线缆的长度往往是难以控制的。为保证顺利连线，线缆一般留有余量。同时防护线套内部空间狭小，因而线缆余量大部分只能设置在关节本体外侧，即关节与关节之间。而关节与关节之间经常发生相对运动，此时若关节外的线缆余量较大，则容易与关节外侧发生碰撞，从而导致关节外部线缆磨损加剧。此外使用上述过线结构安装线缆时，线缆需要放入空间狭小的防护线套后再连同防护线套固定到关节两端，安装方式复杂、不便。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种工业机器人关节过线结构，以减少关节本体外侧的线缆的余量，从而减少关节外线缆的磨损。
本发明采取的技术方案如下：
一种工业机器人关节过线结构，包括关节和过线组件；所述过线组件包括密封件和过线管；所述密封件固设在所述关节内；所述过线管插设在所述密封件上，所述密封件与所述过线管之间具有间隙以形成过线区；所述过线区沿所述过线管轴向延伸至所述关节外。
与现有技术相比较，本发明的工业机器人关节过线结构可根据需要将多余的线缆长度缠绕在关节内，减少关节外线缆的磨损。而且打开关节端盖后即能通过调节线缆缠绕的松紧度来调节线缆的长度余量，调节简单、方便。
进一步，所述密封块设有***孔和走线凹槽，所述走线凹槽位于所述***孔的一侧并与之连通，所述走线凹槽沿所述过线管轴线延伸；所述过线管插设在所述***孔内并与所述走线凹槽围成所述过线区，线缆在过线区中进行走线。
进一步，所述过线管设有大直径段、小直径段和配合凹槽；所述大直径段和所述小直径段沿所述过线管轴向连接，且所述小直径段位于所述***孔内，所述大直径段位于所述***孔外侧；所述配合凹槽开设在所述大直径段外圆周面上，并与所述小直径段连通；所述走线凹槽与所述配合凹槽正对并连通，从而扩大过线区的空间，进一步提高线缆的安装性。
进一步，还包括保护件；所述关节设有与其内部连通的侧开口，所述保护件盖设在所述侧开口上且位于所述关节外侧，线缆穿过所述保护件进入所述关节内，以防止线缆进入关节时与其外侧相接触，降低线缆的磨损。
进一步，所述保护件包括线圈支架和密封圈；所述线圈支架固设在所述关节外侧，且套设在所述密封圈外侧；所述密封圈与所述侧开口连通，以保护线缆。
进一步，还包括压线板件；所述压线板件固设在所述关节内侧，且位于侧开口旁；所述压线板件设有同时与所述密封圈轴向以及所述过线管轴向平行的过线面，且所述过线面背向所述过线管，防止线缆进入关节时与其内侧相接触，降低线缆的磨损。
进一步，所述过线面设有两个以上的***孔以通过绑带将所述线缆固定在所述过线面上，以防止关节运动过程中线缆相对于关节移动。
进一步，还包括导线件；所述导线件包括主体和导入口；所述主体固设在所述关节内并围绕着所述走线凹槽；所述导入口开设在所述主体上并位于所述走线凹槽旁，线缆在导线件的作用下导入走线凹槽。
进一步，所述导线件还包括两个以上的绑带孔；所述绑带孔开设在所述主体上，且在所述线缆的缠绕方向上，所述绑带孔位于所述导入口前方以通过绑带将所述线缆沿着缠绕方向固定在所述主体上，进一步固定线缆，防止关节运动过程中线缆相对与关节发生移动而造成磨损。
进一步，所述导线件还包括支撑板；所述支撑板沿所述导入口靠近所述绑带孔一侧边缘延伸；沿垂直于所述过线管轴向投影，所述支撑板向所述过线管方向弯曲，线缆沿着支撑板顺滑进入走线凹槽，防止线缆与导线件相摩擦而发生磨损。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为现有技术中一种带过线结构的协作机器人关节；
图2为本发明中工业机器人关节过线结构的整体结构示意图；
图3为本发明中关节的局部结构示意图；
图4为本发明中保护件的分解示意图；
图5为本发明中密封块的正视图；
图6为本发明中密封块和过线管组装时的结构示意图；
图7为本发明中过线管的结构示意图；
图8为本发明一个实施例中密封块和过线管组装时沿图6中A方向投影的剖视图；
图9为本发明中压线板件的结构示意图；
图10为本发明中密封块和导线件组装时的结构示意图；
图11为本发明中导线件的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，本发明的工业机器人关节过线结构包括关节10和过线组件20。所述关节10内部中空且设有与其内部连通的侧开口11，线缆100从所述侧开口11进入所述关节10内部。所述过线组件20设置在所述关节10内，所述线缆100缠绕所述过线组件20并走线，以连接到另外一个关节(图未示)。
其中，请参阅图3，在本实施例中，所述关节10为两端设有开口的圆筒型，所述侧开口11设置在其筒壁上。
所述过线组件20包括保护件21、密封块22、过线管23、压线板件24以及导线件25。所述保护件21盖设在所述侧开口11上并位于所述关节10外侧以防止所述线缆100与所述侧开口11外侧边缘相接触而发生磨损。所述密封块22与所述压线板件24固设在所述关节10内。在本实施例中，所述压线板件24与所述关节10固定连接，并靠近所述侧开口11，进入所述关节10内的线缆100通过所述压线板件24整理成排，且所述压线板件24将所述线缆100压离所述侧开口11内侧边缘。所述过线管23插设在所述密封块22并与其之间具有间隙以形成供所述线缆100通过的过线区(未标注)，所述过线区沿所述过线管23轴向延伸。所述线缆100缠绕所述过线管23后，进入所述过线区并沿所述过线管23轴线连接至所述关节10外。所述导线件25靠近所述过线区的入口以将所述线缆导入所述过线区。
请参阅图4，在本实施中，所述保护件21包括线圈支架211和密封圈212.所述线圈支架211设有圆形开口2111并卡合到所述密封圈212外侧。所述圆形开口2111与所述侧开口11连通。所述线圈支架211还设有安装板2112，所述安装板2112的板面与所述圆形开口2111的轴线相垂直，所述圆形开口2111开设在所述安装板2112上。所述安装板2112的一侧板面与所述关节10外侧面相接，并通过螺钉等将所述安装板2112与所述关节10固定。在本实施例中，所述线圈支架211分为两对称半环形件，两半环相对接围成所述圆形开口2111。所述密封圈212为圆形橡胶环，并与所述圆形开口2111过盈配合。所述线缆100从所述密封圈212穿过。
请参阅图5，所述密封块22为圆柱体，其外圆周面均与所述关节10的内侧面相接以固定以密封所述关节10。所述密封块22设有***孔221和走线凹槽222。所述***孔221沿其轴向延伸。所述走线凹槽222位于所述***孔221一侧并与之连通。
请结合参阅图6与图7，所述过线管23插设在所述***孔221内，且与所述走线凹槽222围成所述过线区。所述过线管23为圆柱体，设有大直径段231、小直径段232和配合凹槽233。所述大直径段231与所述小直径段232沿所述过线管23轴向同轴连接。所述配合凹槽233开设在所述大直径段231的外周面上并沿轴向延伸，设有朝向所述小直径段232侧的开口(未标注)，所述配合凹槽233与所述小直径段232连通。所述小直径段232的外径小于所述***孔221的孔径，所述大直径段231的外径大于所述***孔221的孔径。所述过线管23插设在所述***孔221时，所述小直径段232穿过所述***孔221，所述大直径段231位于所述***孔221外。所述配合凹槽233与所述走线凹槽222正对并连通，以便于所述线缆100的进入。进一步，所述过线管23还设有轴向通孔234，所述轴向通孔244位于其中线处并沿其轴向延伸，以便于外接焊接机等其他设备时，线粗较大的线缆通过。在一个实施例中，所述大直径段231与所述密封块22的侧面固定连接，所述过线管23与所述密封块22之间不可相对绕轴转动。在另外一个实施例中，请参阅图8，所述***孔221与所述小直径段232之间具有间隙；所述***孔221的侧壁上沿周向设有开槽224，所述开槽224内轴接3个以上的滚轮225，所述滚轮225的转轴与所述过线管23的轴线平行，且沿所述***孔221的周向均匀分布；所述滚轮224外圆周面均与所述小直径段232外圆周面相切，使得所述过线管23可相对于所述***孔221同轴转动，转动所述过线管23可微调所述线缆100在所述过线区中位置，并调节所述线缆100缠绕的松紧度，进一步减少磨损。优选地，所述小直径段232延伸至所述关节10外侧。
请参阅图9，所述压线板件24固设在所述密封块22上并位于所述侧开口11旁，设有均与所述密封圈212轴向以及所述过线管23轴向平行的过线面241，优选地，所述过线面241背向所述过线管23。所述线缆100经过所述过线面241以将所述线缆100压离所述侧开口11内侧边缘。进一步，所述过线面241设有两个以上的***孔242，所述***孔242与所述线缆100经过所述过线面241方向相垂直的方向并排排列，以便于用绑带将所述线缆100固定在所述压线板件24上。
请结合参阅图10和图11，所述导线件25为板件且通过螺钉等固设在所述密封块22上，其围绕着所述走线凹槽222延伸并将所述线缆100导入所述走线凹槽222内。所述导线件25包括主体251、导入口252、支撑板253和绑带孔254。所述主体251的板面与所述导线件25所在的密封块22侧面相垂直。所述导入口252开设在所述主体251上并位于所述走线凹槽222旁。所述绑带孔254数量为两个以上且开设在所述主体251上。沿所述线缆100的绕向，所述绑带孔254位于所述导入口252的前方，且两绑带孔254的中心连线垂直于所述密封块22侧面。优选地，所述绑带孔254数量为四个，每两个绑带孔254为一组，两组绑带孔254沿所述线缆100的绕向前后排列以前后绑扎两条绑带。所述支撑板253沿所述导入口252靠近所述绑带孔254一侧的边缘延伸。沿垂直于所述过线管23轴向投影，所述支撑板253向所述过线管23方向弯曲并呈U字型，所述线缆100顺着所述支撑板253弯入所述过线管23与所述导线件25之间并弯折，然后***所述走线凹槽222内。
基于上述的结构，通过本实施例对所述线缆100的走线方式进行说明，其中在本实施例中，所述线缆100的缠绕方向为顺时针。
首先，所述线缆100穿过所述保护件21的密封圈212进入到所述关节10内，所述压线板件24将所述线缆100压离所述侧开口11的边缘。然后根据所述线缆100的长度以及所需长度余量计算放置在所述关节10内的走线长度和缠绕圈数。将按所需圈数将所述线缆100缠绕到所述过线管23的大直径段231上，且所述线缆100缠绕所形成的线圈直径依次递减，以逐渐靠向所述导线件25。接着所述线缆100沿所述导线件25的主体251进入所述过线管23与所述导线件25之间。下一步，弯折所述线缆100以将其***所述走线凹槽222内，并沿所述延伸至小直径段232。最后顺着所述小直径段232延伸至所述关节10外侧。若出现所述线缆100在所述关节10外长度余量过多或过少时，打开所述关节10的端盖(图未示)即可调节缠绕的松紧度，使得更多的线缆100位于关节10内，或更多的线缆100连到所述关节10外，调节方便。进一步，所述线缆100在所述走线凹槽222内位于一侧时，可适当地转动所述过线管23，使得所述线缆100在所述走线凹槽222内尽量居中，减少磨损。进一步，绑上绑带，可防止线缆100在运行过程中发生移位，保证长度余量不变。此外，在所述线缆100的表面上添加适量的润滑油可进一步减少线缆之间的磨损。
与现有技术相比较，本发明的工业机器人关节过线结构在保护线缆在关节中过线的同时，能简单便捷调节其长度余量，减少关节外的线缆磨损。而且线缆进出关节时得到很好的固定与保护，线缆在关节内不易发生移动，进一步降低线缆的磨损。此外，在线缆之间添加润滑油，能进一步减少线缆的磨损，机器人使用寿命长、安全性高、结构紧凑。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种工业机器人关节过线结构，包括关节和过线组件；其特征在于：所述过线组件包括密封件和过线管；所述密封件固设在所述关节内；所述过线管插设在所述密封件上，所述密封件与所述过线管之间具有间隙以形成过线区；所述过线区沿所述过线管轴向延伸至所述关节外。
2.根据权利要求1所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：所述密封块设有***孔和走线凹槽，所述走线凹槽位于所述***孔的一侧并与之连通，所述走线凹槽沿所述过线管轴线延伸；所述过线管插设在所述***孔内并与所述走线凹槽围成所述过线区。
3.根据权利要求2所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：所述过线管设有大直径段、小直径段和配合凹槽；所述大直径段和所述小直径段沿所述过线管轴向连接，且所述小直径段位于所述***孔内，所述大直径段位于所述***孔外侧；所述配合凹槽开设在所述大直径段外圆周面上，并与所述小直径段连通；所述走线凹槽与所述配合凹槽正对并连通。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：还包括保护件；所述关节设有与其内部连通的侧开口，所述保护件盖设在所述侧开口上且位于所述关节外侧，线缆穿过所述保护件进入所述关节内。
5.根据权利要求4所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：所述保护件包括线圈支架和密封圈；所述线圈支架固设在所述关节外侧，且套设在所述密封圈外侧；所述密封圈与所述侧开口连通。
6.根据权利要求5所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：还包括压线板件；所述压线板件固设在所述关节内侧，且位于侧开口旁；所述压线板件设有同时与所述密封圈轴向以及所述过线管轴向平行的过线面，且所述过线面背向所述过线管。
7.根据权利要求6所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：所述过线面设有两个以上的***孔以通过绑带将所述线缆固定在所述过线面上。
8.根据权利要求6所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：还包括导线件；所述导线件包括主体和导入口；所述主体固设在所述关节内并围绕着所述走线凹槽；所述导入口开设在所述主体上并位于所述走线凹槽旁。
9.根据权利要求8所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：所述导线件还包括两个以上的绑带孔；所述绑带孔开设在所述主体上，且在所述线缆的缠绕方向上，所述绑带孔位于所述导入口前方以通过绑带将所述线缆沿着缠绕方向固定在所述主体上。
10.根据权利要求9所述的工业机器人关节过线结构，其特征在于：所述导线件还包括支撑板；所述支撑板沿所述导入口靠近所述绑带孔一侧边缘延伸；沿垂直于所述过线管轴向投影，所述支撑板向所述过线管方向弯曲。
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