专利名称：布线辅助机构和布线系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人领域，更具体地，涉及对机器人中的线缆进行布置的机构。
背景技术：
通常，在机器人的操作中，需要一定数量的线缆来连接机器人的手臂，从而为手臂的转动提供所需的电力和驱动力(例如通过气缸或者液压的方式)。随着机器人的复杂程度越来越高，例如手臂的活动自由度越来越来越大(例如能够达到6个甚至是7个自由度)，连接到这些手臂的线缆的布设也变得越来越重要。不恰当的线缆布设不但会影响到机器人手臂的自由度，而且在机器人手臂活动的时候使线缆上的张力过度，从而使线缆更容易磨损甚至是断裂。因此，需要一种新的布线方案来解决上述问题。
实用新型内容本实用新型的目的之一是提供一种能够使机器人手臂自由旋转，并且避免线缆磨损甚至是断裂的方案。根据本实用新型的一个方面，提供一种布线辅助机构，该机构可以包括第一臂； 通过关节与所述第一臂转动连接的第二臂；其中所述关节为中空的。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述第一臂和第二臂中的至少一个臂是扁平的。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述第一臂和第二臂中的至少一个臂具有90度的弯曲。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述关节为带有至少一个轴肩的短轴。根据本实用新型的一个实施方式，其中，该机构进一步包括至少一个弹性卡圈，所述至少一个弹性卡圈设置于所述关节的至少一端。根据本实用新型的一个实施方式，其中，该机构进一步包括隔离垫圈，所述隔离垫圈在所述关节处设置于所述第一臂和第二臂之间。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述第一臂和第二臂中的一个臂设置于回转运动机构的固定部分上，而所述第一臂和第二臂中的另一个臂相对于所述一个臂可转动，并且所述关节与所述回转运动机构的回转中心线同轴。根据本实用新型的另一方面，提供一种布线系统，包括线缆；以及，上述的布线辅助机构，其中所述线缆穿过所述中空的关节，并且分别于所述第一臂和第二臂固定连接。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述线缆包括电缆和气缆。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述线缆进一步包括弹性保护机构，设置为对所述电缆和气缆进行保护。根据本实用新型的一个实施方式，其中，所述弹性保护机构包括波纹管，其套接在所述电缆和气缆外部以对其进行保护。[0017]根据本实用新型的一个实施方式，该系统进一步包括线缆固定件，所述线缆固定件将所述线缆的一端固定在回转运动机构的转动部分上，并且，所述固定件与对应臂之间的线缆具有特定量的冗余。本实用新型实施例所提供的技术方案的有益效果在于，能够在机器人手臂旋转的时候减少或消除对线缆的磨损，降低线缆断裂的风险，而且，本实用新型实施方式提供的技术方案还具有安装简单，外观紧凑，成本低廉等优点。
通过结合附图来考虑对本实用新型多个实施方式的描述，本领域技术人员能够对本实用新型有更加清楚和透彻的理解，应当理解，这些实施方式是说明书性的，而并非限制性的，其中图1示出了本实用新型的技术方案所应用的一种示例性环境；图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的布线辅助机构以及包括该布线辅助机构的布线系统的示意图；图3示出了根据本实用新型的一个优选实施方式的布线辅助机构的局部细节示意图；图4示出了根据本实用新型的一个实施方式的布线辅助机构以及包括该布线辅助机构的布线系统的示意立体图；图5示出了根据本实用新型的技术方案所应用的一种示例性环境；以及图6示出了根据本实用新型的技术方案所应用的一种示例性环境。
具体实施方式
以下结合附图来描述本实用新型的具体实施方式
。需要理解的是，附图以及以下的描述仅仅是示例，其并不能限制本实用新型的保护范围。图1示出了本实用新型的技术方案所应用的一种示例性环境。图1所示为一种堆垛机器人的输出轴100，该输出轴的下部通过法兰(未示出)连接到夹具200。该工作过程中，该法兰可以带动下部的夹具200进行正反方向的转动，从而能够更加灵活地抓取和移动物体。如图1所示，该堆垛机器人上连接有线缆300，该线缆的一个端头(例如端头310) 连接到机器人，另一个端头(例如端头320)连接到该夹具200，从而使得机器人能够通过该线缆300来控制该夹具的开启和关闭等动作。这样的控制对于本领域技术人员而言是已知的，因此这里将不再详述。为了防止线缆300在夹具200转动的过程中发生过度张紧，磨损甚至断裂，本实用新型的实施方式提供了布线辅助机构400来对线缆进行布设，从而降低并且消除了线缆 300磨损甚至断裂的风险。图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的布线辅助机构以及包括该布线辅助机构的布线系统的示意图。如图2所示，本实用新型提供的布线辅助机构400包括第一臂410 ；通过关节430 与所述第一臂410转动连接的第二臂420 ；其中，所述关节430为中空的。[0032]从图2中可以看出，可选地，根据本实用新型的所述第一臂410和第二臂420中的至少一个臂可以是扁平的。需要理解的是，上述扁平的第一臂410和第二臂420仅仅是本实用新型的一个实施方式，但并不限于此，例如，第一臂410和第二臂420可以是任何其他形状，例如圆柱形， 多面柱体，甚至是不规则的形状等等。扁平的第一臂410和第二臂420有利于减轻重量，便于安装。当然，如果再特定情况下需要更高强度的臂，则可以采用任何其他适当的形状。根据本实用新型的一个实施方式，所述第一臂410和第二臂420中的至少一个臂具有90度的弯曲(在图1中示出的是第一臂410具有90度的弯曲)。需要理解的是，图1 示出的仅仅是本实用新型的一个实施方式，本领域技术人员还可以根据实际所要应用的环境来设计臂的弯曲。例如，第一臂410可以是弧形过渡，而不必具有90度的直角弯曲，这样将使得线缆300可以很顺从地沿着该臂进行布设。或者，第一臂410和第二臂420均可以具有特定的角度，这取决于实际所要应用的环境。根据本实用新型的一个实施方式，如图3所示，所述关节430为带有至少一个轴肩 431的短轴。如图3所示，轴肩431可以将其中的一个臂卡住，防止其从关节430处脱离。尽管图3中仅示出了一个轴肩431，但本领域技术人员可以理解的是，可以在制造该关节430的时候，采用两个轴肩将第一臂体410和第二臂体420夹在中间，从而使得该第一和第二臂体 410和420能够绕着该轴相对转动。根据本实用新型的另一个实施方式，如图3所示，该关节430进一步包括至少一个弹性卡圈433，所述至少一个弹性卡圈设置于所述关节的至少一端。弹性卡圈433可以使得第一臂410和第二臂420之间的连接更加稳固，防止由于震动而出现松动等现象。需要理解的是，尽管图3中示出了采用轴肩431和弹性卡圈433相配置的方式，但也可以采用两个卡圈433在短轴的两端进行固定，这样使得拆卸和安装更加方便。根据本实用新型的另一个实施方式，如图3所示，该关节430进一步包括隔离垫圈 432，所述隔离垫圈432在所述关节430处设置于所述第一臂410和第二臂420之间。轴肩431、隔离垫圈432和弹性卡圈433中的至少一个优选地可以为耐磨和自润滑材料，这样的设置有助于防止第一臂410和第二臂420之间的摩擦引起零件的磨损，并改善第一臂410和第二臂420的转动效果。根据本实用新型的一个实施方式，所述第一臂410和第二臂420中的一个臂设置于回转运动机构的固定部分上，而所述第一臂410和第二臂中的另一个臂相对于所述一个臂可转动，并且所述关节430与所述回转运动机构的回转中心线同轴，这样可以减少线缆的冗余量。进一步参考图1，示出了第一臂410设置于回转运动机构的固定部分上，并且第二臂420可以相对于该第一臂相对转动。然而，需要理解的是，图1仅仅示出了本实用新型的一种示例，但并不限于此。例如，当回转运动机构具有其他形状时(例如该回转运动机构的固定部分位于活动部分的上方，则可以将第二臂420设置于该固定部分上，而使得第一臂 410可相对于第二臂420转动。在此情况下，如上文所述，臂(例如第一臂410)并不必须具有90度的弯曲。进一步需要理解的是，尽管在本实用新型的优选实施方式中关节430与回转运动机构的回转中心线同轴，但并不必须如此。例如，在上述二者不同轴的情况下，本实用新型依然可以很好的工作。此时，在关节430与例如第一臂410之间可以留有一定量的冗余。上文中仅仅针对布线辅助机构进行了描述，换言之，上文描述的布线辅助机构可以作为一个模块单独地在各种需要进行布线的应用中使用。图4示出了根据本实用新型的一个实施方式的布线辅助机构以及包括该布线辅助机构的布线系统的示意立体图。如图4所示，根据本实用新型的另一个方面，还提供一种布线系统，该系统包括 线缆300 ；以及上文中所描述的布线辅助机构400 ；其中，所述线缆300穿过所述中空的关节430，并且分别与所述第一臂410和第二臂420固定连接。需要理解的是，尽管图4所示的第一臂410和第二臂420均具有安装线缆的安装面，但这并不是必须的，本领域技术人员可以将线缆以任何合适的方式固定在第一臂410 和第二臂420上。如图4所示，根据本实用新型的一个实施方式，所述线缆300包括电缆和气缆，从而提供手臂活动所需的电力和驱动力。需要理解的是，线缆中可以包括任何其他所需的线路，例如数据传输线，数据反馈线路等等。根据本实用新型的一个实施方式，所述线缆进一步包括弹性保护机构，设置为对所述电缆和气缆进行保护。弹性保护机构可以是任何能够对例如电缆和气缆进行保护的机构，例如弹性套管、弹性绳索等等。根据本实用新型的一个实施方式，所述弹性保护机构包括波纹管，其套接在所述电缆和气缆外部以对其进行保护。波纹管的重量较轻，而且能够对其中的电缆和气缆进行很好的保护。根据本实用新型的一个实施方式，如图4所示，该布线系统进一步包括线缆固定件500，所述线缆固定件500将所述线缆的一端固定在回转运动机构的转动部分上，并且， 所述固定件500与对应臂之间的线缆具有特定量的冗余。需要理解的是，固定件500并不是必须的，因为可以直接将线缆(例如电缆和气缆)插接到转动部分上。采用固定件可以防止线缆的摆动过大，并且有效地保护线缆。还需要理解的是，这里所说的“对应臂”是指与回转运动机构的转动部分相对应的臂，即根据实际情况，可以是第一臂410，也可以是第二臂420。本领域技术人员可以根据实际情况进行很好的确定并进行安装。此外，冗余量的大小也可以根据实际的转动情况来由操作或安装人员进行调节， 这里将不再详述。本实用新型所提供的技术方案的布线辅助机构和布线系统能够在机器人手臂旋转的时候减少或消除对线缆的磨损，降低线缆断裂的风险，而且，本实用新型提供的技术方案还具有安装简单，外观紧凑，成本低廉等优点。需要理解的是，尽管上文中仅描述了本实用新型的技术方案应用于堆垛机器人， 但其可很容易地应用于真空吸附式抓具(如图5所示)、夹板式抓具(如图6所示)等等。 如图5和图6所示，图1所示的机器人的输出轴100可以连接到上述夹具上部的连接孔而对这些家具进行驱动。本领域技术人员可以很容易地将本实用新型的技术方案扩展到任何合适的应用中。 本领域技术人员应当理解的是，上述给出的实施方式只是为了解释本实用新型， 而不是限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员在所附权利要求书的范围内在没有背离本实用新型保护范围的情况下可以基于本实用新型的教导对各个实施方式进行各种修改和变型。因此，本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。
权利要求1.一种布线辅助机构，其特征在于包括第一臂；以及通过关节与所述第一臂转动连接的第二臂，其中所述关节为中空的。
2.根据权利要求1所述的布线辅助机构，其特征在于，所述第一臂和第二臂中的至少一个臂是扁平的。
3.根据权利要求1所述的布线辅助机构，其特征在于，所述第一臂和第二臂中的至少一个臂具有90度的弯曲。
4.根据权利要求1所述的布线辅助机构，其特征在于，所述关节为带有至少一个轴肩的短轴。
5.根据权利要求1所述的布线辅助机构，其特征在于，所述关节进一步包括至少一个弹性卡圈，所述至少一个弹性卡圈设置于所述关节的至少一端。
6.根据权利要求1所述的布线辅助机构，其特征在于，所述关节进一步包括隔离垫圈， 所述隔离垫圈在所述关节处设置于所述第一臂和第二臂之间。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的布线辅助机构，其特征在于，所述第一臂和第二臂中的一个臂设置于回转运动机构的固定部分上，而所述第一臂和第二臂中的另一个臂相对于所述一个臂可转动，并且所述关节与所述回转运动机构的回转中心线同轴。
8.一种布线系统，其特征在于包括线缆；以及根据权利要求1-7中任意一项所述的布线辅助机构；其中所述线缆穿过所述中空的关节，并且分别与所述第一臂和第二臂固定连接。
9.根据权利要求8所述的布线系统，其特征在于，所述线缆包括电缆和气缆。
10.根据权利要求9所述的布线系统，其特征在于，所述线缆进一步包括弹性保护机构，设置为对所述电缆和气缆进行保护。
11.根据权利要求10所述的布线系统，其特征在于，所述弹性保护机构包括波纹管，其套接在所述电缆和气缆外部以对其进行保护。
12.根据权利要求8所述的布线系统，其特征在于，进一步包括线缆固定件，所述线缆固定件将所述线缆的一端固定在回转运动机构的转动部分上，并且，所述固定件与对应臂之间的线缆具有特定量的冗余。
专利摘要本实用新型提供一种布线辅助机构和布线系统，该布线辅助机构包括第一臂；通过关节与所述第一臂转动连接的第二臂；其特征在于，所述关节为中空的。该布线系统包括线缆；以及所述布线辅助机构；其特征在于，所述线缆穿过所述中空的关节，并且分别与所述第一臂和第二臂固定连接。本实用新型所提供的技术方案的有益效果在于，能够在机器人手臂旋转的时候减少或消除对线缆的磨损，降低线缆断裂的风险，而且，本实用新型提供的技术方案还具有安装简单，外观紧凑，成本低廉等优点。
文档编号B25J19/00GK202029135SQ20112006750
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者吴彦来, 宁冬秀, 张千护, 贾超 申请人:Abb技术公司