CN206717852U - 工业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种线缆组件不会与其自身或者其***设备发生干涉的工业机器人，包括小臂，小臂具有沿轴向的第一端和第二端，小臂的第一端设有腕部单元，腕部单元包括作业工具和驱动作业工具转动的第一腕部电机，小臂内设有驱动腕部单元转动的第二腕部电机，以及向第一腕部电机和第二腕部电机输入电源信号与编码信号的线缆组件；小臂的第二端固定有中空旋转轴，中空旋转轴上套设肘部壳体，肘部壳体上固定有驱动小臂转动的肘部电机，中空旋转轴上设有线缆导入孔，肘部壳体上设有线缆导出孔；线缆组件包括缠绕在中空旋转轴外壁上的缠绕段，缠绕段的一端固定在线缆导入孔，缠绕段的另一端固定在线缆导出孔。

Description

工业机器人

技术领域

本实用新型涉及一种工业机器人。

背景技术

一般的工业机器人包括能相对自身轴向转动的小臂，与小臂的一端可转动连接的腕部单元，腕部单元上安装有作业工具。腕部单元和作业工具都由电机驱动，因此需要在腕部电机和电控柜之间设置线缆组件。但是小臂的转动会造成线缆组件与工业机器人本身或***设备等干涉，或者使得线缆组件因产生较大应力而导致破损或者寿命降低等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种线缆组件不会与其自身或者与其***设备发生干涉的工业机器人。

本实用新型提供的工业机器人包括小臂，小臂具有沿轴向的第一端和第二端，小臂的第一端设有腕部单元，腕部单元包括作业工具和驱动作业工具转动的第一腕部电机，小臂内设有驱动腕部单元转动的第二腕部电机，以及向第一腕部电机和第二腕部电机输入电源信号与编码信号的线缆组件；小臂的第二端固定有中空旋转轴，中空旋转轴上套设肘部壳体，肘部壳体上固定有驱动小臂转动的肘部电机，中空旋转轴上设有线缆导入孔，肘部壳体上设有线缆导出孔；线缆组件包括缠绕在中空旋转轴外壁上的缠绕段，缠绕段的一端固定在线缆导入孔，缠绕段的另一端固定在线缆导出孔。

进一步的，缠绕段呈涡旋式或者螺旋式缠绕在中空旋转轴的外壁上。

进一步的，线缆导入孔呈条状，线缆导入孔外设有与其宽度方向两端固定连接的半圆环形卡扣，线缆组件从半圆形卡扣中穿出。

进一步的，线缆导出孔内设有与之过盈配合连接的固紧螺母，固紧螺母的中央设有供线缆组件穿过的弹性通孔。

进一步的，小臂的第一端呈“U”型，包括膨大部和从膨大部的径向两端伸出的两个凸耳部，腕部单元夹设在两个凸耳部之间，第二腕部电机设置在膨大部内，凸耳部内设有连接第二腕部电机和腕部单元的带轮组。

进一步的，中空旋转轴呈一端开口另一端封闭的筒状，中空旋转轴的开口端设有沿径向向外伸出的法兰，法兰的端面设有第一螺孔，中空旋转轴由穿过第一螺孔的螺钉与小臂固定连接。

进一步的，肘部电机和中空旋转轴之间设置肘部减速器，中空旋转轴的封闭端端面设有第二螺孔，中空旋转轴由穿过所述第二螺孔的螺钉与肘部减速器固定连接。

进一步的，肘部壳体包括套设在中空旋转轴上的筒状部，和沿筒状部的径向伸出的圆盘部，筒状部和所述圆盘部一体成型。

进一步的，工业机器人还包括大臂和肩部，大臂的一端与所述圆盘部可转动连接，另一端与肩部可转动连接，肩部呈圆台状，能相对自身轴向转动连接。

进一步的，线缆组件从线缆导出孔引出后依次穿过大臂和肩部，与电控柜连接。

本实用新型提供的工业机器人，小臂的另一端设置了卷绕线缆组件缠绕段的中空旋转轴，在中空旋转轴上套设有容纳线缆组件缠绕段的肘部壳体，线缆组件缠绕段的两端分别固定在中空旋转轴和肘部壳体上，这样线缆组件在小臂的转动过程中的缠绕发生在一个预定的空间内，不会与工业机器人其它部件或者工业机器人的***设备发生干涉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1工业机器人立体图；

图2工业机器人正视图；

图3沿图2所述剖面线所做的剖面图；

图4工业机器人肘部的***图；

图5中空旋转轴立体图。

图6螺旋式布线；

图7涡旋式布线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至5所述，本实施例提供的工业机器人包括小臂1，小臂1具有沿轴向的第一端和第二端。小臂1的第一端设有腕部单元2，腕部单元2包括作业工具(图中未示出)、驱动作业工具转动的第一腕部电机21，和连接第一腕部电机21和作业工具的腕部减速器24。小臂1内设有驱动腕部单元2转动的第二腕部电机22，以及向第一腕部电机21和第二腕部电机22输入电源信号与编码信号的线缆组件3。小臂1的第二端固定有中空旋转轴4，中空旋转轴4上套设肘部壳体5，肘部壳体5上固定有驱动小臂1转动的肘部电机6。中空旋转轴4上设有线缆导入孔41，肘部壳体5上设有线缆导出孔51。线缆组件3包括缠绕在中空旋转轴4外壁上的缠绕段31，缠绕段31的一端固定在线缆导入孔41，缠绕段31的另一端固定在线缆导出孔51。

线缆导入孔41呈条状，线缆导入孔41外设有与其宽度方向两端固定连接的半圆环形卡扣，线缆组件3从半圆形卡扣中穿出。即线缆组件的一端用半圆环形卡扣固定在线缆导入孔中。

线缆导出孔51内设有与之过盈配合连接的固紧螺母52，固紧螺母52的中央设有供线缆组件3穿过的弹性通孔。固紧螺母在与线缆导出孔固定连接的同时会对线缆组件施加夹紧力，从而将线缆组件的另一端固定在线缆导出孔内。

小臂1的第一端呈“U”型，包括膨大部11和从膨大部11的径向两端伸出的两个凸耳部12。腕部单元2夹设在两个凸耳部12之间，第二腕部电机22 设置在膨大部11内。凸耳部12内设有连接第二腕部电机22和腕部单元2的带轮组23。

中空旋转轴4呈一端开口另一端封闭的筒状，中空旋转轴4的开口端设有沿径向向外伸出的法兰42，法兰42的端面设有第一螺孔，中空旋转轴4由穿过第一螺孔的螺钉与小臂1固定连接。

肘部电机6和中空旋转轴4之间设有肘部减速器7，中空旋转轴4的封闭端端面设有第二螺孔，中空旋转轴4由穿过第二螺孔的螺钉与肘部减速器7 固定连接。

肘部壳体5包括套设在中空旋转轴4上的筒状部53，和沿筒状部的径向伸出的圆盘部54，筒状部53和圆盘部54一体成型。

该工业机器人还包括大臂8和肩部9，大臂8的一端与圆盘部54可转动连接，另一端与肩部9可转动连接，肩部9呈圆台状，能相对自身轴向转动。线缆组件3从线缆导出孔51引出后依次穿过大臂8和肩部9，与电控柜连接。

如图4和图6所示，本实施例中缠绕段31是以螺旋式布线缠绕在中空旋转轴 4的外壁上，当然还能如图7所示以涡旋式布线缠绕在中空旋转轴4的外壁上。但是螺旋式布线相对于涡旋式布线具有巨大的优势。

小臂旋转角度范围为±180°，单根线缆组件的直径为6.7mm，线缆组件的允许弯曲半径为50mm。如果采用涡旋式布线，在小臂旋转+180°的拧紧状态下，线缆组件需要缠绕5层，在小臂旋转-180°的松弛状态下，线缆组件3的缠绕段31需要缠绕4层。线缆组件3的缠绕段31所需要的总长度为2089mm，肘部壳体的内径不小于239mm。如果采用螺旋式布线，在小臂旋转+180°的拧紧状态下，线缆组件3的缠绕段31需要缠绕3层，在小臂旋转-180°的松弛状态下，线缆组件3的缠绕段31需要缠绕2层。线缆组件3的缠绕段31所需要的总长度为943mm，肘部壳体的内径不小于170mm。

由上可知，螺旋式布线相对于涡旋式布线具有线缆组件长度更短，肘部壳体径向尺寸更小的优点。尽管螺旋式布线相对于涡旋式布线具有肘部壳体轴向尺寸更大的缺点，但是可以通过缩短小臂长度来抵消，对工业机器人整体尺寸影响不大。除此之外，采用涡旋式布线时，需要将电缆组件制成扁平状，而且还要对线缆组件做进一步的特殊处理，常见的两种特殊处理方法是定制扁平线缆和粘接护套。若采用定制扁平线缆的方法，需要进行可靠性试验等一系列的测试，会增加时间成本。若采用粘接护套的方法，粘接力较大时会造成线缆组件弯曲过程中内应力增加，粘接力较小时会在长时间的拧紧松弛循环下破坏，降低可靠性。涡旋式布线和螺旋式布线的具体对比入下表所示。

本实施例的工业机器人，小臂的另一端设置了缠绕线缆组件缠绕段的中空旋转轴，在中空旋转轴上套设有容纳线缆组件缠绕段的肘部壳体，线缆组件缠绕段的两端分别固定在中空旋转轴和肘部壳体上，这样线缆组件在小臂的转动过程中的缠绕发生在一个预定的空间内，不会与工业机器人其它部件或者工业机器人的***设备发生干涉。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种工业机器人，包括小臂，所述小臂具有沿轴向的第一端和第二端，其特征在于；

所述小臂的第一端设有腕部单元，所述腕部单元包括作业工具和驱动所述作业工具转动的第一腕部电机，所述小臂内设有驱动所述腕部单元转动的第二腕部电机，以及向所述第一腕部电机和第二腕部电机输入电源信号与编码信号的线缆组件；

所述小臂的第二端固定有中空旋转轴，所述中空旋转轴上套设肘部壳体，所述肘部壳体上固定有驱动所述小臂转动的肘部电机，所述中空旋转轴上设有线缆导入孔，所述肘部壳体上设有线缆导出孔；

所述线缆组件包括缠绕在所述中空旋转轴外壁上的缠绕段，所述缠绕段的一端固定在所述线缆导入孔，所述缠绕段的另一端固定在所述线缆导出孔。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述缠绕段呈涡旋式或者螺旋式缠绕在所述中空旋转轴外壁上。

3.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述线缆导入孔呈条状，所述线缆导入孔外设有与其宽度方向两端固定连接的半圆环形卡扣，所述线缆组件从半圆形卡扣中穿出。

4.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述线缆导出孔内设有与之过盈配合连接的固紧螺母，所述固紧螺母的中央设有供所述线缆组件穿过的弹性通孔。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的工业机器人，其特征在于，所述小臂的第一端呈“U”型，包括膨大部和从膨大部的径向两端伸出的两个凸耳部，所述腕部单元夹设在所述两个凸耳部之间，所述第二腕部电机设置在所述膨大部内，所述凸耳部内设有连接第二腕部电机和腕部单元的带轮组。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的工业机器人，其特征在于，所述中空旋转轴呈一端开口另一端封闭的筒状，所述中空旋转轴的开口端设有沿径向向外伸出的法兰，所述法兰的端面设有第一螺孔，所述中空旋转轴由穿过所述第一螺孔的螺钉与小臂固定连接。

7.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述肘部电机和所述中空旋转轴之间设置肘部减速器，所述中空旋转轴的封闭端端面设有第二螺孔，所述中空旋转轴由穿过所述第二螺孔的螺钉与肘部减速器固定连接。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的工业机器人，其特征在于，所述肘部壳体包括套设在所述中空旋转轴上的筒状部，和沿所述筒状部的径向伸出的圆盘部，所述筒状部和所述圆盘部一体成型。

9.根据权利要求8所述的工业机器人，其特征在于，还包括大臂和肩部，所述大臂的一端与所述圆盘部可转动连接，另一端与所述肩部可转动连接，所述肩部呈圆台状，能相对自身轴向转动连接。

10.根据权利要求9所述的工业机器人，其特征在于，所述线缆组件从线缆导出孔引出后依次穿过大臂和肩部，与电控柜连接。