专利名称：连接装置、紧固设备和工业机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型总体涉及一种连接装置，该连接装置特别(但不是唯一)地适用于保 护软管的连接，这些保护软管例如用于保护与工业机器人结合使用的缆线和软管。本实用新型还涉及一种包括所述连接装置的紧固设备，并且涉及一种包括这种紧 固设备的工业机器人。
背景技术：
工业机器人包括互连的机器人部件，例如机器人立柱、下部机器人臂、上部机器人 臂、臂壳体、手腕、转动盘以及安装在转动盘上的工具或其它附接设备。沿着机器人部件， 有时在机器人部件内部，布置所谓的工艺缆线。工艺缆线可包括驱动用于驱动机器人的转 动运动的马达的能量供应设备、用于去往工具的例如电能或加压空气的能量供应设备的缆 线、用于控制信号的控制缆线、用于流体和气体的导管、用于用户特定需要的备用管路等。通常，沿着机器人臂的缆线在彼此隔开的点处被附接到机器人臂上。缆线以不张 紧的方式配置在各点之间，使得机器人臂具有相当大范围的自由运动，而不受到缆线限制。 所述的这种缆线由于与机器人臂之间的摩擦易受磨损，并且根据机器人所在环境还暴露于 污物和污染物。为了保护缆线，通常将线缆、导管和软管一起收集在通常是柔性材料的保护软管 或壳体内，所述保护软管或壳体随后将称为保护软管。通过保护软管包围的这种缆线、导管 和软管的包装件通常称为工艺缆线包，或者更加简单地称为电缆包。在机器人操作过程中，主要由于电缆包的同时弯曲和转动，通常在反复循环过程 中，电缆包(即保护软管和其中的缆线和软管)受到载荷和应力，例如弯曲、弹性拉长和扭 转。电缆包及其单独部件的张力在电缆包通过附接到机器人臂或其它机器人部件而固定的 部位特别显著。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种改进的连接装置，该连接装置特别但不唯一地适 用于保护软管的连接，这些保护软管例如用于保护与工业机器人结合使用的缆线和软管。本实用新型的另一目的在于提供一种改进的紧固设备，该紧固设备特别但不唯一 地适用于电缆包并且包括连接装置，并且本实用新型还提供一种包括这种紧固设备的工业 机器人。因此限定一种连接装置，该连接装置包括安装在包围线缆和软管的第一保护软 管的一个端部处的第一环形元件；设置在配置于第一保护软管的所述端部处的第一环形元 件处的保持器元件，并且所述保持器元件设置有适用于将线缆和软管从第一保护软管引导 并经过保持器元件的通孔；中空覆盖元件，中空覆盖元件能够安装在第一环形元件和保持 器元件上，并由此连接所述第一环形元件和保持器元件，其中覆盖元件在轴向上分成两个 覆盖半件，并且其中覆盖元件具有第一端部和第二端部，覆盖元件的至少一个端部设置适用于以低摩擦的形式容纳第一环形元件的环形内部凹口，使得第一环形元件在覆盖元件内 自由转动。本实用新型的连接装置所实现的优点在于保护软管可在连接装置内通过环形元 件自由转动，并由此在机器人的与保护软管连接的不同部件相对彼此转动和弯曲时，保护 软管及其内部缆线受到较小的张力和载荷。因此，延长保护软管及其缆线的寿命，使得维护 之间的间隔较长，并且降低了成本。本实用新型的连接装置还具有的优点在于保护软管可 在任何需要时容易地从连接装置脱离。根据本实用新型，还限定紧固设备，该紧固设备包括如上所述限定的连接装置， 并且还包括适用于围绕连接装置的覆盖元件的中央部分夹持的紧固夹持装置，通过该紧固 夹持装置将紧固设备附接到物体上。紧固设备适用于将保护软管紧固到机器人，同时获得 以上描述的优点。根据紧固设备的实施例，连接装置具有覆盖元件的外部中央部分，该外部中央部 分具有外部环形凸起突出部，并且紧固夹持装置设置有适用于以低摩擦的形式围绕覆盖元 件的中央部分的环形凸起突出部夹持的内部环形凹入凹口，使得覆盖元件在紧固夹持装置 内转动。覆盖元件和紧固夹持装置由此用作球窝接头。这在不同的机器人部件的运动过程 中使得保护软管及其缆线具有另外的柔性以及较小的张力和载荷。不同部件的寿命得以延 长，从而节省成本并增加有效性。根据本实用新型还限定一种工业机器人，该工业机器人包括可转动地安装在底座 上的立柱；枢转地连接到立柱上并支承上部机器人臂的下部机器人臂，上部机器人臂在其 外端处支承手腕部分，所述手腕部分包括可转动倾斜部分和安装有例如机器人工具或其它 所需附接设备的端部执行器的可转动的转动盘，机器人还包括至少部分容纳在保护软管内 并形成电缆包的缆线和软管，以及至少一个如上限定的紧固设备，通过该紧固设备将电缆 包紧固到机器人。
现在参考所附的表示只作为实例给出的本实用新型不同方面和实施例的附图，将 更加详细地描述本实用新型，附图中图1示意表示包括具有根据本实用新型的连接装置的紧固设备的工业机器人；图2表示根据本实用新型的连接装置的实施例；图3表示根据本实用新型的图2所示实施例的变型；图4表示根据本实用新型的紧固设备；以及图5示意表示根据本实用新型的紧固夹持装置的一个夹持半件。在附图中，不同变型中的相同或相应的元件被给以相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中，示意表示传统六轴线工业机器人。然而，明显的是本实用新型不局限于 这种机器人，而是也可用于具有更多或更少轴线的机器人。所示机器人具有可转动地安装 在底座2上的立柱1，使得立柱围绕第一竖直轴线转动。下部机器人臂3连接到立柱上，并 且围绕第二轴线枢转安装。下部机器人臂3支承机器人的上部机器人臂5。下部机器人臂
5和上部机器人臂围绕第三轴线枢转。上部机器人臂5可围绕与上部机器人臂的纵向轴线重 合的第四轴线转动。上部机器人臂在其外端处支承手腕部分7，所述手腕部分包括可围绕第 五轴线转动的倾斜部分8以及可围绕第六轴线转动的转动盘9。例如机器人工具或其它所 需连接设备的端部执行器可安装在可转动的转动盘9上。为了围绕各自轴线驱动连接部件 转动，提供马达和所需齿轮设备。如上所述的电缆包10沿着下部机器人臂3和上部机器人 臂5安装。电缆包在多个位置处通过根据本实用新型的紧固设备60、62附接到机器人。自 然地，同样可以使用其它的紧固设备。在图2中，表示根据本实用新型的连接装置12。连接装置包括安装在第一保护软 管16的端部上的第一环形元件14以及安装在第二保护软管沈的端部上的第二环形元件 24。在第一环形元件14和第二环形元件M之间配置保持器元件30。保持器元件30设置 有适用于如上所述将例如线缆和软管的缆线从第一保护软管引导到第二保护软管的通孔 32。保持器元件可以是具有大致环形形状并由橡胶材料制成的公知类型，并且通孔通常设 计成具有不同尺寸，使得不同尺寸的缆线固定在通孔内。连接装置还包括具有中空的大致圆柱形形状并在第一环形元件14、保持器元件 30和第二环形元件M之上和周围安装并由此连接所述第一环形元件14、保持器元件30、第 二环形元件M的覆盖元件40。在附图中只示出了覆盖元件40的一个半件，这是由于覆盖 元件40在轴向上优选地分成两个覆盖半件。在图4中表示了整个保持器元件，即被组装以 形成覆盖元件40的两个半件。覆盖元件40包括适用于安装在随后安装在第一保护软管16的端部上的第一环形 元件14之上的第一端部41、适用于安装在保持器元件30之上的中央部分42以及适用于 安装在随后安装在第二保护软管沈的端部上的第二环形元件M之上的第二端部43。覆 盖元件的每个第一端部41和第二端部43设置有适用于以低摩擦形式分别容纳和引导第一 环形元件14和第二环形元件M以使得各自第一和第二环形元件在覆盖元件内自由转动的 各自的第一环形内部凹口 44和第二环形内部凹口 45。这可以通过将第一环形内部凹口 44 和第二环形内部凹口 45的表面以及第一环形元件14和第二环形元件M的相应外表面配 置成具有低摩擦性能来实现。因此，环形元件用作滑动轴承。因此，两个保护软管16和第 二保护软管26将能够彼此独立地在覆盖元件内转动。第一环形元件14和第二环形元件M可设计成整体安装在第一端部41和第二端 部43的第一环形内部凹口 44和第二环形内部凹口 45内，或者作为替代，第一环形元件14 和第二环形元件M可设计成具有与图2的实施例中所示的第一环形内部凹口 44和第二环 形内部凹口 45相对应和协作的环形外部突出部18、28。如图2所示，覆盖元件40的端部之一可具有成形为漏斗形的延伸端部46，该漏斗 形具有朝着覆盖元件的外端增加的半径。在保护软管受到运动、主要是弯曲运动时，这是由 于附接保护软管的机器人部件之间的相对运动，延伸端部用作保护软管26的保护和支承。 设计具有漏斗形状的延伸端部46能够提供进一步保护和支承，因为保护软管在弯曲运动 到与漏斗形状相对应的某个角度的过程中这使得保护软管得到支承。自然地，如果希望，覆盖元件40的两端可设置延伸的漏斗形状的端部。如上所述，覆盖元件40的中央部分42适用于安装在保持器元件30之上。中央部 分42还可设置有用于在覆盖元件内引导和保持该保持器元件的内部设备47。在所示实例中，这些内部设备47包括优选地位于中央部分42的各自端部处的突出部和/或凹槽。保 持器元件30设置相应的外部设备34，该外部设备34在所示实例中包括优选地配置在保持 器元件各自端部处并具有环形形状的外部凹槽和/或突出部。然而，覆盖元件以及保持器 元件上的这些凹槽/突出部可具有其它形状，并且不同地进行定位，例如在每个元件上只 具有一组协作的凹槽/突出部。在图3中表示根据本实用新型的连接装置的变型。在所示的连接装置22中，只具 有一个连接到连接装置上的保护软管16。通过与图2变型相同的方式，此保护软管设置第 一环形元件14。除了此第一环形元件14之外，连接装置22包括类似于图2所示的保持器 元件30以及同样类似于图2的覆盖元件40。与图2相同，缆线从保护软管16延伸经过保 持器元件30，但是在离开保持器元件30时，缆线不进入保护软管，而是自由下垂。这种变型 可以例如在缆线的需要单独访问的不同线缆、软管、导管等位置靠近机器人工具使用。在所 示实例中，覆盖元件40的漏斗形端部46位于覆盖元件的定位保护软管16的端部处。连接装置还包括可安装在覆盖元件40的第一端部41和第二端部43上的夹持设 备50、52，如图4所示。夹持设备的功能是在两个覆盖元件半件在第一环形元件14和第二 环形元件M和保持器元件30之上安装和组装时将两个覆盖元件半件锁定在一起。在图2 和4所示的实例中，设置两个夹持设备，即安装在覆盖元件40的第一端部41上并位于第一 环形元件14之上的第一夹持设备50以及安装在覆盖元件40的第二端部43上并位于第二 环形元件M之上的第二夹持设备52。为此，保持器元件40的第一端部41和第二端部43 可设置设计用来容纳和引导各自第一夹持设备50和第二夹持设备52的外部周向环形凹口 48。夹持设备可以是图4所示的类型，例如围绕两个组装的覆盖半件的金属带以及将金属 带围绕组装的覆盖元件40紧固的螺纹接头，通常称为软管夹，由此将两个覆盖半件夹持在 一起。对于图3所示的变型，可以只使用一个夹持设备52，但是通常在此变型中使用两 个夹持设备，以便保持该保持器元件30，并使得力相等。环形元件41、43可以在轴向上分成两个半件，以有助于安装在保护软管16和第二 保护软管26的各自端部上。半件通过安装在保护软管端部之上来保持，并且接着例如通过 卡扣装置锁定在一起。在图4中表示根据本实用新型的紧固设备60。紧固设备60用来将电缆包10固 定在机器人部件上，如图1所示。紧固设备60包括结合图3描述的连接装置12以及适用 于围绕连接装置12的覆盖元件40的中央部分42夹持的紧固夹持装置64。紧固夹持装置 64通过公知的适当设备附接到例如机器人手臂3、5、机器人手腕7或机器人转动盘9的物 体上。在图2和3中，覆盖元件40表示成具有其中央部分42，该中央部分具有截面是凸 起形状的外部环形突出部49。紧固夹持装置64设计有截面是凹入形状的相应的内部环形 凹口 66，见图5。覆盖元件40的环形凸起形状的突出部49以及紧固夹持设备的环形凹入 形状的内部凹口 66都设计成具有低摩擦，并相互协作，使得覆盖元件40可在紧固夹持装置 64内转动。覆盖元件40和紧固夹持装置64由此用作球窝接头。这使得在不同的机器人部 件的运动过程中电缆包、保护软管及其缆线上具有另外的柔性，并具有较小的张力和载荷。 不同部件的寿命因此得以延长。[0035]紧固夹持装置64可以是包括两个夹持半件的公知类型，两个夹持半件经由铰链 或类似的接头连接，并且可在组装时通过螺纹连接在一起。图5所示的紧固夹持装置只表 示一个夹持半件(从内侧看)。紧固夹持半件在其下端设置铰链设备67，并且在其上端设 置通孔68，以便螺钉或类似组装元件插入。夹持半件具有沿着其内周边延伸的凹口 66，凹 口 66具有凹入截面，如上所述。只表示成图1和4所示的组装的紧固夹持装置64的一部 分的第二夹持半件同样沿着其内周边设置相应的凹入凹槽，并且在两个夹持半件组装时， 这些凹口在组装的紧固夹持装置64中形成内部环形凹入凹口。两个夹持半件自然地设置 协作的铰链设备和用于螺钉或类似组装配置插入的孔。在图1中，所示的机器人设置包括结合图2描述和说明的连接装置12的第一紧固 设备60以及安装在转动盘9上并包括结合图3描述和说明的连接装置22的第二紧固设备 62。本实用新型不局限于所公开的实例，而是可以在权利要求的范围内以多种本领域 普通技术人员明白的形式变型。
权利要求1.一种连接装置(12 ;22)，所述连接装置包括安装在包围线缆和软管的第一保护软 管(16)的端部处的第一环形元件(14)；设置在配置于所述第一保护软管的所述端部处的 所述第一环形元件处的保持器元件(30)，并且所述保持器元件设置有能够将线缆和软管从 所述第一保护软管(16)引导并经过所述保持器元件(30)的通孔(32)；其特征在于，连接 装置(12 ；22)还包括中空覆盖元件(40)，所述中空覆盖元件能够安装在所述第一环形元件 (14)和所述保持器元件(30)上，并由此连接所述第一环形元件和所述保持器元件；其中所述覆盖元件GO)在轴向上分成两个覆盖半件，其中所述覆盖元件具有第一端 部Gl)和第二端部(43)，并且所述覆盖元件的至少一个端部Gl ；43)设置有能够以低摩 擦的形式容纳所述第一环形元件(14)的环形内部凹口 04;45)，使得所述第一环形元件 (14)在所述覆盖元件GO)内自由转动。
2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述覆盖元件GO)的所述至少一个端 部Gl ；43)具有成形为漏斗形状的延伸端部(46)，该漏斗形状具有朝着外端增加的半径。
3.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述覆盖元件的两个端部均具有成形 为漏斗形状的延伸端部(46)，该漏斗形状具有朝着外端增加的半径。
4.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述覆盖元件GO)的中央部分02)设 置有用于将所述保持器元件固定在所述覆盖元件GO)内的内部设备07)。
5.如权利要求4所述的连接装置，其特征在于，所述覆盖元件00)的用于将保持器元 件(30)固定在所述覆盖元件内的所述内部设备G7)包括用于与设置在所述保持器元件 (30)外部上的相应突出部和/或凹槽(34)协作的突出部和/或凹槽。
6.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括安装在围绕线缆和 软管的第二保护软管06)的端部处的第二环形元件(M)，并且其中所述保持器元件(30) 设置在配置于所述第一保护软管(16)的端部处的所述第一环形元件(14)和所述第二保护 软管06)的端部处的所述第二环形元件04)之间，其中所述保持器元件(30)能够配置 成将线缆和软管从所述第一保护软管(16)引导到所述第二保护软管(沈)，其中覆盖元件 (40)能够安装在所述第一环形元件(14)、保持器元件(30)以及第二环形元件04)之上， 由此将这些元件连接在一起，并且其中所述覆盖元件的所述第一端部Gl)和所述第二端 部^幻设置有环形内部凹口 G4 ；45)，所述环形内部凹口 04 ；45)能够以低摩擦方式分别 容纳所述第一环形元件和所述第二环形元件，使得各自的所述第一环形元件(14)和所述 第二环形元件04)在所述覆盖元件GO)内自由转动。
7.如权利要求6所述的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括能够分别安装在所 述覆盖元件GO)的所述第一端部Gl)和第二端部上的两个夹持设备(50 ；52)，所述 端部位于各自所述第一环形元件(14)和所述第二环形元件04)之上，并通过夹持设备将 所述覆盖元件的所述两个覆盖半件夹持在一起。
8.如权利要求1-7中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述覆盖元件00)的所述 中央部分0 具有外部环形凸起突出部G9)。
9.一种紧固设备(60 ；62)，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的连接装 置(12 ；22)，并还包括能够围绕所述连接装置的所述覆盖元件00)的中央部分0 夹持 的紧固夹持装置(64)，通过所述紧固夹持装置(64)将所述紧固设备附接到物体上。
10.如权利要求9所述的紧固设备，其特征在于，所述连接装置(12；22)具有所述覆盖元件GO)的中央部分(42)，所述中央部分具有外部环形凸起突出部(49)，并且其中所述紧 固夹持装置(64)设置有能够以低摩擦的方式围绕所述覆盖元件的所述中央部分的所述环 形凸起突出部G9)夹持的内部环形凹入凹口(66)，使得所述覆盖元件00)在所述紧固夹 持装置(64)内转动。
11.一种工业机器人，包括能够围绕底座( 转动地安装的立柱(1)；枢转连接到所 述立柱并支承上部机器人臂(5)的下部机器人臂(3)，所述上部机器人臂在其外端处支承 手腕部分(7)，所述手腕部分包括能够转动的倾斜部分(8)和安装有例如机器人工具或其 它所需附接设备的端部执行器的能够转动的转动盘(9)，所述机器人还包括至少部分容纳 在保护软管内并且形成电缆包(10)的缆线和软管，其特征在于，所述工业机器人还包括根 据权利要求10所述的至少一个紧固设备(60 ；62)，通过所述紧固设备将所述电缆包紧固到 所述机器人上。
12.如权利要求11所述的工业机器人，其特征在于，所述连接装置(12;22)具有覆盖 元件GO)的中央部分(42)，所述中央部分具有外部环形凸起突出部(49)，其中所述紧固夹 持装置(64)具有能够以低摩擦的形式围绕所述覆盖元件GO)的所述中央部分0 的所 述环形凸起突出部G9)夹持的内部环形凹入凹口(66)，使得所述覆盖元件00)在所述紧 固夹持装置(64)内转动。
专利摘要本实用新型涉及连接装置、紧固设备和包括具有连接装置的紧固设备的工业机器人。连接装置包括安装在包围线缆和软管的第一保护软管的端部处的第一环形元件；设置在配置在第一保护软管的端部处的第一环形元件处的保持器元件，保持器元件设置将线缆和软管从第一保护软管引导并经过保持器元件的通孔；中空覆盖元件，适于安装在第一环形元件和保持器元件上，并由此连接第一环形元件和保持器元件。覆盖元件在轴向上分成两个覆盖半件，具有第一和第二端部，且至少一个端部设置以低摩擦的形式容纳第一环形元件的环形内部凹口，使得第一环形元件在覆盖元件内自由转动。本实用新型还包括具有这种连接装置和紧固夹持装置的紧固设备，并涉及一种工业机器人。
文档编号B25J19/00GK201881385SQ201020119779
公开日2011年6月29日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者J·利琼克维斯特 申请人:Abb技术公司