专利名称：工业机器人线缆安装装置的制作方法
技术领域：
工业机器人线缆安装装置技术领域[0001]本实用新型涉及工业机器人技术领域，特别是涉及一种工业机器人线缆安装装置。
背景技术：
[0002]现有的工业机器人，特别是用于点焊的垂直多关节型工业机器人，其上臂的线缆 一般是利用安装在工业机器人四轴上臂上的线夹支架进行固定。当工业机器人的四、五、六 轴运动时，相应上臂区域的线缆起始端固定在线夹支架上，其余部分可随四、五、六轴的运 动而运动。这种线缆安装方式的缺点是由于线缆除起始端外的其余部分可随四、五、六轴 的运动而运动，因此工业机器人四轴上臂线缆需要留有较多余量，线缆整体上比较松弛，会 随工业机器人的运动而大幅度晃动，容易对周边的机器造成干涉，引起线缆与设备的损耗 加剧。但是，如果将上臂线缆的长度缩短，虽然能使得线缆不会十分松弛，但是由于线缆较 短，会对工业机器人的运动轴的运动发生影响。实用新型内容[0003]本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种工业机器人线缆安装装置，能够 防止工业机器人手臂上的线缆与周围环境发生干涉，降低线缆与设备的损耗，且不影响工 业机器人运动轴的运动。[0004]本实用新型采用的技术方案是[0005]一种工业机器人线缆安装装置所述线缆包括第一段；所述装置包括转接件，所述 转接件为曲轴形结构，转接件包括转接件第一法兰、转接件第二法兰、第一法兰连接件和第 二法兰连接件；转接件第一法兰与工业机器人的C轴运动部位上的机器人法兰固定连接， 转接件第二法兰与执行设备固定连接；转接件第一法兰和转接件第二法兰平行间隔设置， 转接件第一法兰和转接件第二法兰的两侧分别通过第一法兰连接件和第二法兰连接件固 定连接，线缆的第一段可扭动穿装于转接件中。[0006]优选地，所述线缆还包括第二段；所述装置还包括随动夹紧部；随动夹紧部固定 安装于所述工业机器人的A轴运动部位，所述线缆的第二段的一端与所述线缆的第一段相 邻，线缆的第二段固定穿装于随动夹紧部中。[0007]优选地，所述线缆还包括第三段，所述线缆的第二段的另一端与所述线缆的第三 段相邻；所述装置还包括导向部；导向部套装于所述工业机器人的A轴手臂上，所述线缆的 第三段穿过导向部，并且，所述线缆的第三段在导向部内部沿A轴手臂弯成U形。[0008]优选地，所述导向部为中空的圆筒形导向部、方筒形导向部或者多面体形筒导向 部，导向部的内径大于工业机器人的A轴手臂的外径，导向部套装于工业机器人的A轴手臂 上，导向部的内部形成一容置线缆的空间。[0009]优选地，所述装置还包括第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和第二夹紧 部固定安装于所述导向部的两端，所述线缆的第三段依次穿过第一夹紧部、导向部和第二夹紧部，线缆的第三段的一端固定穿装于第一夹紧部，线缆的第三段的另一端固定穿装于第二夹紧部。[0010]优选地，所述导向部包括导向部固定端和导向部活动端；所述导向部固定端与工业机器人固定连接，不随A轴运动部位的运动而运动；所述导向部活动端与随动夹紧部固定连接，随A轴运动部位的运动而运动；所述第一夹紧部固定安装于导向部固定端，所述第二夹紧部固定安装于导向部活动端。[0011]优选地，所述装置还包括限位件，所述限位件固定安装于工业机器人的B轴运动部位上，所述线缆的第三段穿过限位件后可扭动穿装于转接件中。[0012]优选地，所述限位件为一中空环状限位件，所述线缆的第三段穿过所述中空环状限位件后可扭动穿装于转接件中。[0013]优选地，所述工业机器人的A轴与B轴连接，所述C轴运动部位活动安装于工业机器人的B轴运动部位末端；所述A轴为四轴，B轴为五轴，C轴为六轴，A轴运动部位为四轴旋转部位，B轴运动部位为五轴摆动部位，C轴运动部位为六轴旋转部位；所述工业机器人为点焊机器人，所述执行设备为焊钳。[0014]本实用新型通过在工业机器人的C轴运动部位末端设置一转接件，转接件为曲轴形结构，线缆的 第一段可扭动穿装于转接件中，设计成这种曲轴形结构可以使线缆在转接件的预留空间内进行发生弯曲，但不会对周围环境发生干涉，降低了线缆与设备的损耗，且不影响工业机器人运动轴的运动。
[0015]图1为设置有本实用新型一优选实施例的工业机器人线缆安装装置的工业机器人四轴上臂侧视图；[0016]图2为沿图1中A-A线的剖视图；[0017]图3为设置有本实用新型一优选实施例的工业机器人线缆安装装置的工业机器人四轴上臂俯视图；[0018]图4为转接件结构示意图；[0019]图5为沿图3中H-H线的剖视图。[0020]图标说明[0021]11四轴上臂，12四轴旋转部位，[0022]13五轴摆动部位，14六轴旋转部位，[0023]141机器人法兰，15焊钳，[0024]2线缆安装装置，21导向部，[0025]211导向部固定端，212导向部活动端，[0026]22随动夹紧部，23转接件，[0027]231转接件第一法兰，232转接件第二法兰，[0028]233第一法兰连接件，234第二法兰连接件，[0029]24第一夹紧部，25第二夹紧部，[0030]26限位件，27线缆固定件，[0031]3线缆，31线缆的第一段，[0032]32线缆的第二段，33线缆的第三段。
具体实施方式
[0033]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0034]本实用新型实施例提供了一种工业机器人线缆安装装置，[0035]本实用新型实施例通过在工业机器人的C轴运动部位末端设置一转接件，转接件为曲轴形结构，线缆的第一段可扭动穿装于转接件中，设计成这种曲轴形结构可以使线缆在转接件的预留空间内进行发生弯曲，但不会对周围环境发生干涉降低了线缆与设备的损耗，且不影响工业机器人运动轴的运动。[0036]下面以点焊机器人为例，说明本实用新型一优选实施例。点焊机器人中，执行设备为焊钳；当该工业机器人为其他类型的工业机器人时，该执行设备就是其他相应的执行设备。[0037]本实用新型实施例可应用于多种自由度的工业机器人上，例如三自由度工业机器人、四自由度工业机器人、五自由度工业机器人或者六自由度工业机器人。优选为六自由度工业机器人。本实施例中，我们以六自由度工业机器人为例进行说明，其中A轴为四轴、B 轴为五轴，C轴为六轴，A轴手臂为四轴上臂，A轴运动部位为四轴旋转部位，B轴运动部位为五轴摆动部位，C轴运动部位为六轴旋转部位。当然，本实用 新型的保护范围并不局限于实施例中的四轴、五轴和六轴，A轴、B轴和C轴可以是任何需要走线缆的运动轴。[0038]请参阅图1、图2和图3所示，图1为设置有本实用新型一优选实施例的工业机器人线缆安装装置的工业机器人四轴上臂侧视图，图2为沿图1中A-A线的剖视图，图3为设置有本实用新型一优选实施例的工业机器人线缆安装装置的工业机器人四轴上臂俯视图。 该工业机器人I的四轴上臂11前端连接四轴旋转部位12及五轴摆动部位13，四轴旋转方向与五轴摆动方向如图1、图2中所示。在四轴上臂11上缠绕安装有线缆3，该线缆3是一束电缆、水管或其它类型的线缆，其功能是为焊钳15等执行设备提供电源、冷却水和信号等。线缆3通过一线缆安装装置2缠绕安装于四轴上臂11上。[0039]该线缆安装装置2包括导向部21和随动夹紧部22。导向部21套装于工业机器人I的四轴上臂11上，线缆的第三段33穿过导向部21。导向部21为中空的圆筒形导向部、方筒形导向部或者多面体形筒导向部，只要不影响线缆3在其中移动的形状均可，本实施例中为圆筒形导向部。由于导向部21的内径大于工业机器人I的四轴上臂11的外径， 当导向部21套装于工业机器人的四轴上臂11上，会在导向部21的内部形成一容置线缆3 的空间。由于导向部21套装于工业机器人的四轴上臂11上，因此该容置线缆3的空间相对线缆3沿着四轴上臂11的走线来说是一环形空间。导向部21的设置使线缆3的运动在该环形空间内，不对周围环境产生干涉。随动夹紧部22固定安装于工业机器人I的四轴旋转部位12，线缆的第二段32的一端与线缆的第三段33相邻，线缆的第二段32固定穿装于随动夹紧部22中，随动夹紧部22可随四轴的转动而转动。随动夹紧部22的设置使得线缆 3的运动限制在随动夹紧部22内，且跟随四轴旋转部位12的转动而作往复运动，使线缆3 不对周围环境发生干涉。[0040]工业机器人的六轴旋转部位14活动安装于工业机器人的五轴摆动部位13末端。 该线缆安装装置2还包括转接件23，转接件23的一端与六轴旋转部位14上的机器人法兰 141固定连接，转接件23的另一端与焊钳15固定连接，线缆的第二段32的另一端与线缆的 第一段31相邻，线缆的第一段31可扭动穿装于转接件23中。焊钳15相当于通过转接件 23固定于机器人手臂末端。[0041]下面具体描述转接件23的结构。请再结合图4和图5所示，图4为转接件结构示 意图，图5为沿图3中H-H线的剖视图。转接件23的结构主要包括四个部分转接件第一 法兰231、转接件第二法兰232、第一法兰连接件233和第二法兰连接件234。转接件第一 法兰231与工业机器人的机器人法兰141固定连接，转接件第二法兰232与焊钳15固定连 接，机器人法兰141安装于六轴旋转部位14末端。转接件第一法兰231和转接件第二法兰 232平行间隔设置，二者之间间隔有一定空间，转接件第一法兰231和转接件第二法兰232 的两侧分别通过第一法兰连接件233和第二法兰连接件234固定连接，且第一法兰连接件 233和第二法兰连接件234呈左右对称分布。转接件23的结构相对于四轴上臂11的轴线 是偏向一侧的曲轴形结构，也即第一法兰连接件233和第二法兰连接件234在线缆3的穿 过方向上相比转接件第一法兰231和转接件第二法兰232的长度都要短，设计成这种曲轴 形结构的优点是可以保证在转接件23随机器人法兰141进行转动时第一法兰连接件233 与第二法兰连接件234可避免与线缆3发生干涉，保证机器人法兰141的运动范围。穿过 转接件23内预留空间后线缆3可直接固定于转接件23上或在转接件23上加装线缆固定 件27进行固定。如图五所示，当转接件23随机器人法兰141转动时，线缆3在转接件23 的预留空间内进行发生弯曲，但不会对周围环境发生干涉。[0042]优选地，该线缆安装装置2还包括第一夹紧部24和第二夹紧部25，第一夹紧部24 和第二夹紧部25固定安装于导向部21的两端，线缆的第三段33依次穿过第一夹紧部24、 导向部21和第二夹紧部25，线缆的第三段33的一端固定穿装于第一夹紧部24，线缆的第 三段33的另一端固定穿装于第二夹紧部25。第一夹紧部24和第二夹紧部25的设置使线 缆3的移动按照预定的路径进行，使线缆3不对周围环境发生干涉。[0043]优选地，导向部21包括导向部固定端211和导向部活动端212 ;导向部固定端211 与工业机器人固定连接，不随四轴旋转部位12的运动而运动；导向部活动端212与随动夹 紧部22固定连接，随四轴旋转部位14的运动而运动；第一夹紧部24固定安装于导向部固 定端211，第二夹紧部25固定安装于导向部活动端212。这样的设计，使线缆3在导向部21 中位于导向部21内的部分呈“U”形跟随四轴旋转部位14的运动进行往复运动。[0044]请参阅图1、图2和图3所示，线缆3由第一夹紧部24进行固定后，在与四轴上臂 11同心的圆筒形导向部21内部环形空间中沿四轴上臂11弯曲成“U”形，随后电缆经由第 二夹紧部25延伸至随动夹紧部22。随动夹紧部22安装在四轴旋转部位12上，当四轴进行 旋转时，随动夹紧部22、第二夹紧部25和导向部活动端212可带动线缆3的一部分同时运 动，线缆3可在四轴上臂11与导向部21构成的环形空间内进行曲形移动，在导向部21内， 以“U”形弯曲的底端处为分界点，线缆3位于导向部活动端212内的部分变长，位于导向部 固定端211内的部分变短。线缆3穿过随动夹紧部22后，继续穿过转接件23中的预留空 间，连接至焊钳15。[0045]优选地，该线缆安装装置2还包括限位件26，限位件26固定安装于工业机器人的五轴摆动部位13上，本实施例中，限位件26安装在工业机器人的五轴摆动部位13的前方， 其整体不随机器人法兰141转动而转动，但限位件26自身可进行360°自由旋转，其旋转 方向与五轴摆动部位13的摆动方向相同。限位件26线缆的第一段31穿过限位件26后可 扭动穿装于转接件23中。该限位件26为一中空环状限位件，可以为圆环状，也可以为方环 状。限位件的设置可以进一步限制线缆3的移动范围，使线缆3不对周围环境发生干涉。[0046]本实施例中，线缆3还可以在任意位置处分为两部分或者多个部分，各部分之间 通过连接器相连接。例如在随动夹紧部22处将线缆3 —分为二并通过连接器连接。这样 设计的好处是其中任一部分线缆3发生故障时，可以只更换发生故障的这部分线缆3，而 其余部分线缆3仍可继续正常使用，这样可节省维护的成本。[0047]综上所述，整个线缆3的穿装路线为[0048]1、线缆的第三段33依次穿过第一夹紧部24、导向部21和第二夹紧部25 ；[0049]2、伸出第二夹紧部25后，为线缆的第二段32，线缆的第二段32穿过随动夹紧部 22 ；[0050]3、穿过随动夹紧部22后，为线缆的第一段31，线缆的第一段31依次穿过限位件 26和转接件23，通过线缆固定件27进行固定。[0051]本线缆安装装置2的工作原理[0052]在工业机器人的四轴旋转部位安装一可随四轴进行转动的随动夹紧部，四轴上臂 处设计一圆筒形导向部，该导向部与四轴上臂之间构成一环形空间，导向部又分成导向部 固定端和导向部活动端，在导向部固定端和导向部活动端上分别设有第一夹紧部和第二夹 紧部，线缆一端通过第一夹紧部固定并伸入导向部，依次穿过导向部固定端和导向部活动 端，另一端通过第二夹紧部固定并伸出导向部，线缆在导向部的环形空间内呈“U”形。导向 部固定端固定于工业机器人上，不随四、五、六轴的运动而运动，导向部活动端与随动夹紧 部固定，随四轴旋转部位的转动而转动。伸出导向部的线缆与随动夹紧部相连接，当四轴旋 转部位转动时，线缆位于导向部内的部分将跟随导向部活动端、随动夹紧部和四轴旋转部 位的转动而作往复运动，线缆穿过随动夹紧部的部分也将跟随随动夹紧部和四轴旋转部位 的转动而转动，线缆与周围环境不会发生干涉。在导向部内，线缆以“U”形弯曲的底端处为 分界点，线缆位于导向部活动端内的部分变长，位于导向部固定端内的部分变短。工业机器 人的执行设备通过转接件与机器人末端法兰相连接，且该转接件为一曲轴形结构，当转接 件随机器人法兰转动时，线缆与转接件不会发生干涉。在工业机器人工作工程中，线缆与周 围环境也不会发生干涉。[0053]本实施例通过在工业机器人的四轴上臂与机器人末端设计相应的机械结构与部 件，使得为执行设备(如焊钳)提供能源或冷却水的线缆以紧凑的“U”形结构缠绕在工业 机器人的四轴上臂相应圆筒形导向部内，防止线缆与周围环境发生干涉。当五轴摆动部位 摆动以及机器人法兰转动时，线缆在随动夹紧部与转接件上的线缆固定件之间进行弯曲扭 动，但此时线缆与工业机器人手臂基本在同一平面上弯曲扭动，并不会与周围环境发生接 触与干涉，有效降低了危险性。[0054]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种工业机器人线缆安装装置，其特征在于，所述线缆包括第一段；所述装置包括转接件，所述转接件为曲轴形结构，转接件包括转接件第一法兰、转接件第二法兰、第一法兰连接件和第二法兰连接件；转接件第一法兰与工业机器人的C轴运动部位上的机器人法兰固定连接，转接件第二法兰与执行设备固定连接；转接件第一法兰和转接件第二法兰平行间隔设置，转接件第一法兰和转接件第二法兰的两侧分别通过第一法兰连接件和第二法兰连接件固定连接，所述第一法兰连接件和所述第二法兰连接件呈左右对称分布，线缆的第一段可扭动穿装于转接件中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线缆还包括第二段；所述装置还包括随动夹紧部；随动夹紧部固定安装于所述工业机器人的A轴运动部位，所述线缆的第二段的一端与所述线缆的第一段相邻，线缆的第二段固定穿装于随动夹紧部中。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述线缆还包括第三段，所述线缆的第二段的另一端与所述线缆的第三段相邻；所述装置还包括导向部；导向部套装于所述工业机器人的A轴手臂上，所述线缆的第三段穿过导向部，并且，所述线缆的第三段在导向部内部沿A轴手臂弯成U形。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述导向部为中空的圆筒形导向部、方筒形导向部或者多面体形筒导向部，导向部的内径大于工业机器人的A轴手臂的外径，导向部套装于工业机器人的A轴手臂上，导向部的内部形成一容置线缆的空间。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和第二夹紧部固定安装于所述导向部的两端，所述线缆的第三段依次穿过第一夹紧部、导向部和第二夹紧部，线缆的第三段的一端固定穿装于第一夹紧部，线缆的第三段的另一端固定穿装于第二夹紧部。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导向部包括导向部固定端和导向部活动端；所述导向部固定端与工业机器人固定连接，不随A轴运动部位的运动而运动；所述导向部活动端与随动夹紧部固定连接，随A轴运动部位的运动而运动；所述第一夹紧部固定安装于导向部固定端，所述第二夹紧部固定安装于导向部活动端。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括限位件，所述限位件固定安装于工业机器人的B轴运动部位上，所述线缆的第三段穿过限位件后可扭动穿装于转接件中。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述限位件为一中空环状限位件，所述线缆的第三段穿过所述中空环状限位件后可扭动穿装于转接件中。
9.根据权利要求1 8任一项所述的装置，其特征在于，所述工业机器人的A轴与B轴连接，所述C轴运动部位活动安装于工业机器人的B轴运动部位末端；所述A轴为四轴，B 轴为五轴，C轴为六轴，A轴运动部位为四轴旋转部位，B轴运动部位为五轴摆动部位，C轴运动部位为六轴旋转部位；所述工业机器人为点焊机器人，所述执行设备为焊钳。
专利摘要本实用新型涉及工业机器人技术领域，提供了一种工业机器人线缆安装装置，包括转接件，转接件为曲轴形结构，转接件包括转接件第一法兰、转接件第二法兰、第一法兰连接件和第二法兰连接件；转接件第一法兰与工业机器人的C轴运动部位上的机器人法兰固定连接，转接件第二法兰与执行设备固定连接；转接件第一法兰和转接件第二法兰平行间隔设置，转接件第一法兰和转接件第二法兰的两侧分别通过第一法兰连接件和第二法兰连接件固定连接，线缆的第一段可扭动穿装于转接件中。本实用新型中，线缆与周围环境不会发生干涉，降低了线缆与设备的损耗，且不影响工业机器人运动轴的运动。
文档编号B23K37/02GK202825824SQ20122048070
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者张一博, 冯亚磊, 李学威, 徐方 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司