机器人的线缆构造以及使用其的机器人的制作方法

机器人的线缆构造以及使用其的机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人的线缆构造以及使用其的机器人，特别涉及多关节机器人的线缆配置构造。
【背景技术】
[0002]随着机器人技术的发展，需要机器人所进行的处理越来越多，动作也越来越复杂。当前出现了多轴机器人，例如六轴机器人，在其进行动作的过程中，线缆的配置对机器人正常运转起着重要的作用。

【发明内容】

[0003]以往的机器人的线缆布置存在以下问题:当线缆在机器人外独立布置时，导致机器人工作时所占用空间较大，对邻近的其他机器人造成干扰，不利于联合作业。另外，也存在以下问题:当线缆布置于机器人臂内时，由于机器人的动作而产生的各种弯曲对线缆造成损伤。
[0004]本发明至少解决了上述问题中的至少一个。本发明涉及的一种机器人的线缆构造，所述机器人包括:基座，所述基座用于支撑所述机器人，并能够绕垂直于基座所在平面的第一轴旋转；大臂，所述大臂与基座连结，并能够绕平行于所述基座所在平面的第二轴旋转；小臂，所述小臂与所述大臂连结，并能够绕与所述第二轴平行的第三轴旋转，并且能够绕与所述第三轴垂直的第四轴旋转；腕部，所述腕部与所述小臂连接，并能够绕与所述第三轴平行的第五轴进行旋转，并能够绕与所述第五轴垂直的第六轴进行旋转，在所述机器人的线缆构造中，控制线缆以向下凹陷方式经由所述底座被引入到所述大臂，并被配置在与安装所述小臂的一侧相反的一侧，焊炬线缆被从靠近所述小臂的基端部引入，并与所述控制线缆一起通过导引管沿所述小臂的外侧引入到所述腕部，所述导线管划分有靠近小臂侧的控制线缆的区域以及靠外侧的焊炬线缆的区域。
[0005]根据上述，控制线缆以向下凹陷方式经由所述底座被引入到所述大臂，并被配置在与安装所述小臂的一侧相反的一侧，焊炬线缆被从靠近所述小臂的基端部引入，并与所述控制线缆一起通过导引管沿所述小臂的外侧引入到所述腕部，所述导线管划分有靠近小臂侧的控制线缆的区域以及靠外侧的焊炬线缆的区域。因此，能够使控制线缆具有足够的长度，以在底座旋转时不产生损伤。另外，基于上述的线缆构造，能够减少布线所占用的空间。另外基于上述的线缆构造，能够减少线缆间的干扰。
[0006]上述的机器人的线缆构造，其中，所述控制线缆经由所述第二轴的后侧沿所述大臂延伸。
[0007]根据上述，控制线缆发生弯曲时的曲率半径较大，能够减小由于大臂旋转而使控制线缆多次弯折带来的影响。
[0008]上述的机器人的线缆构造，其中，所述控制线缆经由所述第三轴的后侧延伸。
[0009]根据上述，控制线缆发生弯曲时的曲率半径较大，能够减小由于小臂旋转而使控制线缆多次弯折带来的影响。
[0010]上述的机器人的线缆构造，其中，所述控制线缆和所述焊炬线缆在所述导引管中沿所述小臂的、与所述大臂所在的一侧相同的一侧延伸。
[0011]根据上述，能够减少控制线缆和焊炬线缆在布线中所占据的空间。
[0012]上述的机器人的线缆构造，其中，所述焊炬线缆在所述小臂的末端以具有足够的应对所述腕部以及所述小臂旋转的富余量的方式经由腕部到达焊炬进给装置。
[0013]根据上述，即使腕部灵活地运动，也不会对焊炬线缆造成大的影响。
[0014]上述的机器人的线缆构造，其中，所述控制线缆在所述腕部的内部延伸。
[0015]根据上述，能够避免腕部附近的线缆干扰。
[0016]上述的机器人的线缆构造，其中，所述控制线缆在大臂外侧通过卡扣被固定于所述大臂上，所述导引管在所述小臂的外侧经由卡扣被固定于所述小臂上。
[0017]根据上述，避免线缆以及导线管对机器人运动造成干扰。
[0018]本发明涉及一种机器人，该机器人具有上述任一项所述的机器人的线缆构造。
[0019]根据本发明至少能起到下面至少一种作用:避免线缆对自身机器人以及周围其他机器人的干扰；避免控制线缆和焊炬线缆之间的干扰；减少由于机器人动作对线缆带来的损耗。
【附图说明】
[0020]图1是机器人的示意图；
[0021]图2是示出机器人的线缆构造的部分示意图；
[0022]图3是示出导引管的示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面，参考附图，对本发明的【具体实施方式】进行说明。在本发明的说明中，为了使得本发明的宗旨更加清楚，对于相关公知功能以及与本发明没有直接关系的结构、功能，省略具体说明。
[0024]图1示出了本发明一个实施方式中的工业机器人。如图1所示，工业机器人的外部结构主要包括:基座10、大臂20、小臂30、手腕体40、平衡器50、以及多个马达60。当然，取决于工业机器人的具体应用环境，其还可以包括各种其他部件。
[0025]图1中，以基准面PO为参照基准定义了三维坐标系XYZ。为了便于说明，也将+X轴侧称为前侧，将-X轴侧称为后侧，将+Y轴方向称为外侧，将-Y轴方向称为里侧，将+Z轴方向称为上侧，将-Z轴方向称为下侧。其中，XY平面与基准面PO平行，Z轴垂直于基准面PO。图1中所示的工业机器人处于如下状态:基座10被固定于基准面PO ;大臂20相对于基座10能够进行相对旋转；小臂30相对于大臂20能够进行相对旋转，手腕体40相对于小臂30能够进行相对旋转。
[0026]下面，对工业机器人的各个组成部分进行具体说明。
[0027]基座10是工业机器人的底座，用于将机器人安装固定于工作场所，并支撑机器人的其他部件，基座包括底部和旋转部。通常情况下，基座10可以由金属、合金等坚固的材料制成，也可以由其他各种材料制成，只要其刚性、挠性等性能满足需求即可。基座可以通过铸造等制造工艺形成。图1中的基座10的内部是中空的，其中容纳有图中未示出的马达等其他部件。当然，马达等部件也可以根据需求设置在基座10的外部或者分开设置。基座10的旋转部与大臂20及平衡器50相连结。基座10的底部通过机械连结等方式被固定到基准面PO上。需要说明的是，尽管大多情况下基座10的底部被直接固定于地面(此时地面即为基准面PO)，但并不限于此，也可以被固定于工作台等其他平面。例如，当需要将工业机器人倒置进行悬挂设置时，基座10可被固定于天花板等的下表面上。基座10的旋转部能够绕垂直于基准面PO的第一轴Al进行旋转(第一旋转运动)。由图1可以看出，该第一旋转运动位于XY平面内。
[0028]大臂20能够传递动力，增加工业机器人的旋转自由度。大臂20的一端被支承于基座10。大臂20能够随着基座10的旋转部绕垂直于基准面PO的第一轴Al的旋转而旋转。此外，大臂20还能够绕平行于基准面的第二轴A2 (Y轴方向)进行旋转运动(第二旋转运动)。如图1所示，该第二旋转运动位于XZ平面内。大臂20的另一端与小臂30相连。
[0029]小臂30呈杆状，如图1所示，小臂30能够绕旋转轴A3进行旋转(第三旋转运动)。另外，小臂30能够在马达60的驱动下，绕其中心轴、即第四轴A4进行旋转(第四旋转运动)。如上所述，小臂30的一端与大臂20相连。此外，小臂30的另一端与手腕体40相连。
[0030]手腕体40的一端与小臂30连接，如图1所示，小臂30能够绕平行于基准面PO (即Y轴方向)的第五轴A5进行相对旋转(第五旋转运动)。
[0031 ] 除了上述第一至第五旋转运动，本实施例的工业机器人还包括第六旋转运动。所述第六旋转运动是手腕体40绕其轴心旋转的运动(图中未示出)。由此，本实施例的工业机器人的各个部件的旋转运动合计具有六个旋转轴，因此该工业机器人也被称为六轴机器人。
[0032]为上述第一旋转运动提供动力的马达被设置于基座10 的内部(图中未示出)。为上述第二旋转运动提供动力的马达被设置于第二轴A2附近(图中未示出)。为上述第三和第四旋转运动提供动力的马达被设置于第三轴A3附近(图中未示出)。为上述第五和第六旋转运动提供动力的马达被设置于小臂30中，其动力通过减速器等动力传递装置向手腕体传递。作为提供上述驱动力的马达，例如可以是电动马达。但马达的种类不限于此，只要能满足提供驱动力的条件即可，除了电动马达之外，也可以是液压马达或气动马达等。
[0033]平衡器50被支承在基座10上。平衡器50与大臂20相连。平衡器50能够与大臂20进行相对旋转。图1所示的状态下，平衡器6处于初始位置，不对大臂20施加作用力。随着大臂20绕第二轴A2进行旋转，平衡器50与大臂20之间的相对距离发生变化。伴随着该变化，平衡器50向大臂20施加拉力或推力。通过提供这样的作用力，有助于大臂20更加容易地返回到平衡位置。即，平衡器50具有协助大臂20恢复平衡的功能。
[0034]这里所称的“垂直”、“平行”等，并不要求其所成的角度是90度或O度，而是允许一定的公差或误差。
[0035]除上述部分之外，工业机器人至少还包括:动力传递系统、能源供应系统、以及动作控制系统。所述动力传递系统能够将各个马达产生的驱动力传递至各运动部件，例如大臂、小臂、手腕体等。所述能源供应系统能够向各个马达提供其工作所需的能源。当采用电动马达时，所述能够供应系统即为电力供应系统。通过科学地规划布置电力输送线路，来满足各个电动马达的用电需求。此外，所述动作控制系统能够对各个运动部件的动作进行控制。所述动作控制系统能够按照用户预先设定的程序，控制各个运动部件的动作。
[0036]以上述的机器人为例，下面对机器人的线缆构造进行详细说明。
[0037]图2示出机器人的线缆构造的部分示意图。
[0038]机器人控制部70对机器人进行控制，例如提供驱动、进行信息采集等。机器人控制部70位于底座10的-X轴侧，通过该位置设定，能够保证大臂20、小臂30、手腕体部40等在旋转时不受到干扰。实际上，机器人控制部70只要设置在不影响机器人工作的位置即可。在底座10的-X轴侧的下方具有开口，机器人控制部70的控制线缆71从该开口引入到底座10的内部，并经由底座10引入至大臂20。控制线缆71在底座10中呈向下凹陷的方式布置，控制线缆71在长度上具有足够的富余量，以保证在底座10旋转时控制线缆71不会受到损伤。
[0039]控制线缆71经由底座10沿大臂20的一侧向上延伸。控制线缆71沿大臂20延伸时所在的一侧与大臂10的安装小臂20的一侧相反。并且控制线缆71在旋转轴A2的-X轴方向侧经过，通过卡扣(未示出)而固定于大臂20上，并且在大臂20和小臂30连结的旋转轴A3处，控制线缆71以从旋转轴A3的-X轴方向侧经过的方式进行配置，由此，能够容易地对向位于小臂30的马达提供动力的线缆进行引出配置，并且由于控制线缆71位于旋转轴A2的-X轴方向侧，控制线缆的曲率半径大，因此即使大臂进行旋转，在大臂20旋转时对控制线缆71的产生的影响也较小。另外，由于控制线缆71位于旋转轴A3的-X方向侦U，因此控制线缆的曲率半径大，尽管线缆71会随着小臂30的旋转而旋转，但是大的曲率半径能够避免控制线缆反复弯曲时所造成的损伤。
[0040]另一方面，焊炬线缆81从焊丝盘(未图示)送出，并沿小臂30的与大臂20所在的一侧相同的一侧延伸。控制线缆71与焊炬线缆81被分别捆包，并在小臂一侧经由相同的导引管90向前引出。图3是示出导引管的示意图。如图3所示，导引管90中具有分隔部91，分隔部91将导引管90分隔为两部分，一部分用于引导控制线缆70，另一部分用于引导焊炬线缆81。控制线缆71与焊炬线缆81相比位更与小臂30接近。另外，焊炬线缆81所处的部分被设置为比控制线缆71所处的部分大。导引管90延伸至小臂30末端，焊炬线缆81在小臂30末端通过手腕体40的内部进行延伸，并在手腕体40末端进入到焊丝进给装置，以向焊接用焊炬进给焊丝。控制线缆71独立地沿手腕体40在手腕中延伸。从小臂30末端向手腕体40弯曲的焊炬线缆81和控制线缆71以较大的弯曲曲率进行弯曲，以使安装于手腕体40的焊炬绕轴旋转时能够具有足够的富余量，从而能够容许焊丝发生适量的变形。由于导引管90位于与大臂20相同的一侧，因此减小了由于布线所涉及的空间。另夕卜，由于控制线缆71与焊炬线缆81被分隔开配置，因此能够减小由于焊炬线缆81的进给或者各个部件的旋转而导致的控制线缆71与焊炬线缆81的摩擦，避免了控制线缆与焊炬线缆之间的相互干扰和磨损。
[0041]以上，参考附图对本发明的【具体实施方式】进行了说明，但这些附图以及说明书中公开的内容以及所适用的特定的术语仅仅是用于说明本发明的，而并非用于限定含义或限制权利要求书中记载的本发明范围的。因此，本领域技术人员能够在不脱离本发明宗旨的范围内依照本发明的思想作出各种变形以及其它等同实施方式，而且能够理解这些变形以及其它等同实施方式也被包含在本申请权利要求书中限定的本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种机器人的线缆构造，所述机器人包括: 基座，所述基座用于支撑所述机器人，并能够绕垂直于基座所在平面的第一轴旋转； 大臂，所述大臂与基座连结，并能够绕平行于所述基座所在平面的第二轴旋转； 小臂，所述小臂与所述大臂连结，并能够绕与所述第二轴平行的第三轴旋转，并且能够绕与所述第三轴垂直的第四轴旋转； 腕部，所述腕部与所述小臂连接，并能够绕与所述第三轴平行的第五轴进行旋转，并能够绕与所述第五轴垂直的第六轴进行旋转， 在所述机器人的线缆构造中，控制线缆以向下凹陷方式经由所述底座被引入到所述大臂，并被配置在与安装所述小臂的一侧相反的一侧， 焊炬线缆被从靠近所述小臂的基端部引入，并与所述控制线缆一起通过导引管沿所述小臂的外侧引入到所述腕部， 所述导线管划分有靠近小臂侧的控制线缆的区域以及靠外侧的焊炬线缆的区域。2.如权利要求1所述的机器人的线缆构造，其特征在于， 所述控制线缆经由所述第二轴的后侧沿所述大臂延伸。3.如权要求2所述的机器人的线缆构造，其特征在于， 所述控制线缆经由所述第三轴的后侧延伸。4.如权利要求1所述的机器人的线缆构造，其特征在于， 所述控制线缆和所述焊炬线缆在所述导引管中沿所述小臂的、与所述大臂所在的一侧相同的一侧延伸。5.如权利要求1所述的机器人的线缆构造，其特征在于， 所述焊炬线缆在所述小臂的末端以具有足够的应对所述腕部以及所述小臂旋转的富余量的方式经由腕部到达焊炬进给装置。6.如权利要求1所述的机器人的线缆构造，其特征在于， 所述控制线缆在所述腕部的内部延伸。7.如权利要求1所述的机器人的线缆构造，其特征在于， 所述控制线缆在大臂外侧通过卡扣被固定于所述大臂上，所述导引管在所述小臂的外侧经由卡扣被固定于所述小臂上。8.—种机器人，其特征在于， 包括权利要求1至7中任一项所述的机器人的线缆构造。
【专利摘要】本发明涉及一种器人的线缆构造以及使用其的机器人。一种机器人的线缆构造，其中，控制线缆以向下凹陷方式经由底座被引入到大臂，并被配置在与安装小臂的一侧相反的一侧，焊炬线缆被从靠近小臂的基端部引入，并与控制线缆一起通过导引管沿小臂的外侧引入到腕部，导线管划分有靠近小臂侧的控制线缆的区域以及靠外侧的焊炬线缆的区域。
【IPC分类】B23K37/02, B25J9/00
【公开号】CN104889974
【申请号】CN201510245658
【发明人】赵双庆
【申请人】湖北骐通智能科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日