机器人及其防缠线旋转底座的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及机器人及其防缠线旋转底座。

背景技术：

机器人及自动化装备有着广阔的应用市场，以机器人为例，机器人技术作为先进制造技术的典型代表，是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。其中，机器人一般都具有旋转底座，旋转底座的作用是带动机器人的机械手进行轴向圆周运动。其中，旋转底座外一般连接有导线，而当旋转底座进行轴向圆周运动时容易因为缠绕导线而影响机械手进行轴向圆周运动；且当旋转底座轴向圆周运动速度较大，会拉扯导线两端连接的电子元件，甚至还可能会绞断导线，造成机器人及其部件损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防缠线旋转底座及具有该防缠线旋转底座的机器人，旨在解决现有技术的机器人进行轴向运动易造成缠线的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：防缠线旋转底座，用于安装具有主轴的电机并输出所述电机的动力，其特征在于：包括设有安装腔体的外壳、固定安装于所述安装腔体内的固定板以及设于所述安装腔体内并与所述电 机固定连接以随所述电机旋转以输出所述动力的旋转板，所述固定板设有第一过孔，所述旋转板设有与所述第一过孔相对应的第二过孔，所述主轴依次穿过所述第二过孔和所述第一过孔并与所述固定板固定连接；所述外壳内设有至少一个用于限制所述旋转板转动角度的限位装置。

优选地，所述限位装置包括旋转编码器，所述旋转编码器包括码盘和读头，所述读头安装于所述固定板上并与所述电机电性连接，所述码盘固定于所述电机的主轴的外围并与所述读头感应连接。

优选地，所述旋转板的内侧面固定连接有安装架，所述安装架开设有供所述电机的主轴穿设的第三过孔，所述安装架与所述旋转板和所述电机固定连接，所述码盘固定连接于所述安装架上。

优选地，所述安装架包括朝向所述固定板一侧凸出延伸且沿所述第三过孔径向设置的内环体，所述固定板的顶面开设有轴承槽，所述电机的主轴外套设有轴承，所述轴承嵌装于所述轴承槽与所述内环体之间。

优选地，所述安装架还包括朝向所述固定板一侧凸出延伸且沿所述第三过孔径向设置与所述内环体间隔的外环体；所述旋转板的底侧设有安装架槽，所述安装架嵌装于所述安装架槽与所述外环体之间并与所述旋转板固定连接。

优选地，所述旋转板于背离所述固定板的一侧设有限制所述电机沿其径向移动的电机安装槽，所述电机固定安装于所述电机安装槽内。

优选地，所述限位装置包括第一阻挡块、第二阻挡块和活动抵接块，所述活动抵接块固定安装于所述旋转板的内侧面，所述第一阻挡块和所述第二阻挡块分别设于所述旋转板运动方向的两侧并用于阻挡所述活动抵接块。

优选地，所述第一阻挡块与所述活动抵接块抵接的端面设有第一缓冲垫， 所述第二阻挡块与所述活动抵接块抵接的端面设有第二缓冲垫。

优选地，所述限位装置包括磁场传感器，所述磁场传感器包括霍尔传感器和磁铁块，所述霍尔传感器安装于所述固定板上并与所述电机电性连接，所述磁铁块安装于所述旋转板上。

优选地，所述固定板的底面与所述第一过孔对应的位置固定安装有联轴器，所述主轴与所述联轴器固定连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的防缠线旋转底座，工作时，电机的主轴转动，由于主轴固定在固定板上，电机相对于主轴转动，电机带动旋转板轴向圆周运动，旋转板即实现了轴向圆周运动的自由度，那么安装于旋转板上的其他部件也实现轴向圆周运动；由于外壳内设有限制旋转板转动角度的限位装置，通过该限位装置的设置可以避免旋转板转动的角度过大而导致电机外连接的导线缠绕在电机或者其他部件上，进而实现防缠线的功能，保证防缠线旋转底座的正常工作。

本实用新型的另一技术方案是：机器人，包括上述的防缠线旋转底座和机械手，所述机械手安装于所述旋转板上。

优选地，所述机械手包括支撑架、机械臂和执行机构，所述支撑架固定于所述旋转板上，所述机械臂安装于所述支撑架上，所述执行机构与所述机械臂的末端连接。

本实用新型的机器人，由于使用了上述的防缠线旋转底座，从而能够避免机器人在进行轴向圆周运动时，造成连接于机器人的导线缠绕在机器人上，实现防缠线的功能，保证机器人的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的防缠线旋转底座的结构示意图。

图2为沿图1中A-A线的剖切视图。

图3为本实用新型实施例提供的防缠线旋转底座的结构分解示意图。

图4为本实用新型实施例提供的防缠线旋转底座的活动抵接块的结构示意图。

图5为图2中B处的局部放大示意图。

图6为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图。

附图标记包括：

1—防缠线旋转底座 2—机器人 3—机械手

4—支撑架 5—机械臂 6—执行机构

10—外壳 11—顶板 12—安装腔体

20—固定板 21—轴承槽 22—第一过孔

30—电机 31—主轴 40—旋转板

41—电机安装槽 42—安装架槽 43—第二过孔

50—限位装置 51—旋转编码器 52—第一阻挡块

53—第二阻挡块 54—活动抵接块 55—磁场传感器

60—安装架 61—第三过孔 62—内环体

63—外环体 70—联轴器 80—轴承

90—导线 511—码盘 512—读头

541—第一缓冲垫 542—第二缓冲垫 551—霍尔传感器

552—磁铁块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供的防缠线旋转底座1，主要应 用于机器人2上，防缠线旋转底座1用于安装具有主轴31的电机30并输出所述电机30的动力，其包括设有安装腔体12的外壳10、固定安装于所述安装腔体12内的固定板20以及设于所述安装腔体12内并与所述电机30固定连接以随所述电机30旋转以输出所述动力的旋转板40，所述固定板20设有第一过孔22，所述旋转板40设有与所述第一过孔22相对应的第二过孔43，所述主轴31依次穿过所述第二过孔43和所述第一过孔22并与所述固定板20固定连接；所述外壳10内设有至少一个用于限制所述旋转板40转动角度的限位装置50。具体的，本实用新型实施例的防缠线旋转底座1，工作时，电机30的主轴31转动，由于主轴31固定在固定板20上，电机30相对于主轴31转动，电机30带动旋转板40轴向圆周运动，旋转板40即实现了轴向圆周运动的自由度，那么安装于旋转板40上的其他部件也实现轴向圆周运动；由于外壳10内设有限制旋转板40转动角度的限位装置50，通过该限位装置50的设置可以避免旋转板40转动的角度过大而导致电机30外连接的导线90缠绕在电机30或者其他部件上，进而实现防缠线的功能，保证防缠线旋转底座1的正常工作。

更具体的，限位装置50能够在旋转板40转动到一定的角度后，限制住该旋转板40继续转动，那么即可防止例如旋转板40转动超过360°而将电机30外连接的导线90缠绕在电机30上，当然，在实际安装该限位装置50时，可以限制旋转板40转动的角度根据需要设定，例如可以设定电机30带动旋转板40向左或者向右转动135°时即限制住该旋转板40继续转动。

另外，限位装置50可以是通过信号输出控制电机30来进行限制；也可以是采用机械结构限定旋转板40转动的角度；还可以是既通过信号输出控制电机30来进行限制，再结合机械结构对旋转板40的转动角度进行限定。

另外，安装腔体12的上方设有顶板11，用于使得安装腔体12形成半封闭状态。

本实施例中，如图2～3所示，所述限位装置50包括旋转编码器51，所述旋转编码器51包括码盘511和读头512，所述读头512安装于所述固定板20上并与所述电机30电性连接，所述码盘511固定于所述电机30的主轴31的外围并与所述读头512感应连接。具体的，读头512固定安装在固定板20上作为不动件，而码盘511固定在电机30的主轴31的外围跟随着主轴31的转动而转动，那么码盘511在转动时是始终与读头512之间产生信号感应连接的，启动该旋转编码器51后，读头512首先读取码盘511上的零点，然后当电机30的主轴31转动一定角度后，该码盘511也跟随着电机30的主轴31转动一定的角度，直至读头512检测到码盘511转动到设定的限位角度，并将该检测到的信号传输给到电机30，从而控制电机30停止工作，电机30停止工作则旋转板40也停止工作，从而避免设置在电机30外的导线90缠绕在电机30上，实现防缠线的功能。

本实施例中，如图2～3所示，所述旋转板40的内侧面固定连接有安装架60，所述安装架60开设有供所述电机30的主轴31穿设的第三过孔61，所述安装架60与所述旋转板40和所述电机30固定连接，所述码盘511固定连接于所述安装架60上。具体的，安装架60、旋转板40和电机30的机身三者可以通过紧固件锁紧在一起成为一个整体，也即是说，电机30的主轴31转动时，电机30带动旋转板40转动，旋转板40带动安装架60和电机30转动，将码盘511直接固定在安装架60上，那么相当于消除了码盘511与电机30的主轴31之间连接存在的回程间隙，也就是说电机30的主轴31转动多少角度，同时 带动码盘511转动多少角度，这样能够提高读头512检测码盘511转动角度的精度，减少限位的误差，确保读头512输出至电机30的信号准确无误，确保不会因为出现缠线等导致部件损坏的情况发生。

结合图2和图5所示，本实施例中，所述安装架60包括朝向所述固定板20一侧凸出延伸且沿所述第三过孔61径向设置的内环体62，所述固定板20的顶面开设有轴承槽21，所述电机的主轴31外套设有轴承80，所述轴承80嵌装于所述轴承槽21与所述内环体62之间。具体的，通过该种结构设计可以通过安装架60来对轴承80进行定位安装，还可以起到防止主轴31轴向抖动的作用。且轴承80起到支撑旋转板40转动和降低旋转板40运动过程中的摩擦系数，这样可以确保旋转板40的转动更加顺畅。

结合图2和图5所示，本实施例中，所述安装架60还包括朝向所述固定板一侧凸出延伸且沿所述第三过孔61径向设置与所述内环体62间隔的外环体63；所述旋转板40的底侧设有安装架槽42，所述安装架60嵌装于所述安装架槽42与所述外环体63之间并与所述旋转板40固定连接。具体的，通过该种结构设计，确保安装架600与旋转板40的连接稳定，防止安装架600在运动时出现脱落的现象。

结合图2和图5所示，本实施例中，所述旋转板40于背离所述固定板20的一侧设有限制所述电机30沿其径向移动的电机安装槽41，所述电机30固定安装于所述电机安装槽内41。电机安装槽内41的设计可以提升电机30安装在旋转板40上的稳定性。

本实施例中，如图2～3所示，所述限位装置50包括第一阻挡块52、第二阻挡块53和活动抵接块54，所述活动抵接块54固定安装于所述旋转板40的 内侧面，所述第一阻挡块52和所述第二阻挡块53分别设于所述旋转板40运动方向的两侧并用于阻挡所述活动抵接块54。具体的，由于电机30带动旋转板40进行两个方向的转动，即向左转或者向右转，因此在旋转板40向左和向右转动的两个方向的位置分别设定第一阻挡块52和第二阻挡块53，这样，当旋转板40向左或者向右转动一定的角度后，固定安装在旋转板40内侧面的活动抵接块54会分别抵接到第一阻挡块52和第二阻挡块53上而停止继续运动，从而实现了防止旋转板40转动的角度过大而造成设置在电机30外的导线90出现缠线。

其中，第一阻挡块52和第二阻挡块53可以分别固定在外壳10的内侧，也可以外壳10内底部向上延伸设置支撑住来固定，也可以固定在外壳10其设置的其他固定件上，其位置只要可以限定在旋转板40转动一定角度(该角度是根据实际情况设定)后，第一阻挡块52和第二阻挡块53能够分别与活动抵接块54抵接，从而对旋转的转动板40的角度进行阻挡限定。

本实施例的该第一阻挡块52、第二阻挡块53和活动抵接块54组成实现对旋转板40的限位可以单独使用；也可以与上述的旋转编码器51结合使用，对旋转板40实现双重保护的作用。

如图2～4所示，更具体的，为了防止旋转板40带动活动抵接块54与第一阻挡块52和第二阻挡块53实现抵接限位时出现硬性接触，而造成活动抵接块54、第一阻挡块52和第二阻挡块53损坏；在本实施例中，通过于所述第一阻挡块52与所述活动抵接块54抵接的端面设置一第一缓冲垫541，于所述第二阻挡块53与所述活动抵接块54抵接的端面设置一第二缓冲垫542。这样，当活动抵接块54与第一阻挡块52和第二阻挡块53抵接接触时，实现柔性接触， 不会因为转动时的冲击力过大而造成活动抵接块54、第一阻挡块52和第二阻挡块53损坏。

其中，如图4所示，第一缓冲垫541和第二缓冲垫542可以采用硅胶、橡胶或者塑胶等材料制成。

本实施例中，如图2～3所示，所述限位装置50包括磁场传感器55，所述磁场传感器55包括霍尔传感器551和磁铁块552，所述霍尔传感器551安装于所述固定板20上并与所述电机30电性连接，所述磁铁块552安装于所述旋转板40上。具体的，磁铁块552跟随着旋转板40转动，当旋转板40转动一定的角度后，固定安装在固定板20上霍尔传感器551能够感应到磁铁块552，从而将该感应的信号传输给电机30，控制电机30停止工作，电机30停止工作则旋转板40也停止工作，从而避免设置在电机30外的导线90缠绕在电机30上，实现防缠线的功能。

本实施例中，磁场传感器55实现的限位可以单独应用在本实施例防缠线旋转底座1上，也可以结合上述的旋转编码器51以及第一阻挡块52、第二阻挡块53和活动抵接块54形成的限位结构，也就是说三者中可以是任意一种或者两种以上均可应用在本实施例的防缠线旋转底座1上，若三者限位结合使用，可以达到三重保护的作用，实现绝对避免电机30缠线，防缠线旋转底座1工作时的安全系数大大提高。

本实施例中，如图3所示，所述旋转板40的中部设有电机安装槽41，所述电机30固定安装于所述电机安装槽41内。具体的，通过在旋转板40上开设有电机安装槽41，然后将电机30的端部容置在该电机安装槽41内，再增加紧固件将电机30的端部锁紧在旋转板40上，这样即可将电机30固定安装在 旋转板40上，电机30的主轴31转动时，电机30带动旋转板40转动，通过电机30带动旋转板40转动，形成一个轴向的旋转结构，即当旋转板40上安装有其他部件(例如机械臂)时，即可带动该部件进行轴向运动，即形成一个轴向的自由度。

本实施例中，如图2～3所示，所述固定板20的底面与所述第一过孔22对应的位置固定安装有联轴器70，所述主轴31与所述联轴器70固定连接。具体的，联轴器70固定在固定板20上，电机30的主轴与联轴器70配合连接，这样电机30的主轴31被联轴器70抱死，那么电机30可相对于的主轴31实现转动，这样，与电机30连接的旋转板40就跟随着电机30运动，实现轴向的旋转，形成轴向的自由度。

如图1～6所示，本实用新型实施例还提供了一种机器人2，该机器人2包括上述的防缠线旋转底座1和机械手3，所述机械手3安装于所述旋转板40上。

本实用新型实施例的机器人2，由于使用了上述的防缠线旋转底座1，从而能够避免机器人2在进行轴向圆周运动时，造成连接于机器人2的导线90缠绕在机器人2上，实现防缠线的功能，保证机器人2的正常工作。

本实施例中，所述机械手3包括支撑架4、机械臂5和执行机构6，所述支撑架4固定于所述旋转板40上，所述机械臂5安装于所述支撑架4上，所述执行机构6与所述机械臂5的末端连接。具体的，旋转底座1的旋转板40转动带动支撑架4转动，支撑架4带动机械臂5转动，机械臂5再带动执行机构6转动，从而实现轴向的运动。

综上所述可知本实用新型乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用 上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

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，凡在本实用新型的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。