一种机器人关节布线结构及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，进一步地涉及一种机器人关节布线结构及机器人。


背景技术：

2.目前，串联关节机器人一般由若干个机器人关节串联构成，机器人关节结构一般由固定端，输出轴和输出端三部分组成，输出轴在电机的驱动下往复转动，输出轴与输出端固定连接，随输出轴一起往复转动。每个机器人关节都设有输送动力电信号及控制信号的线缆，线缆也以串联的方式从一个关节连接到下一个关节。由于关节的运动，会带动线缆一起往复运动，线缆在固定处以及活动部分会出现反复弯折，从而导致线缆疲劳断裂。因此如何避免线缆出现疲劳断裂，提高布线可靠性成为了关节布线时需要解决的问题。
3.综上所述，需要一种机器人关节布线结构解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种机器人关节布线结构及机器人，通过这种结构能够防止线缆之间相互挤压，提高了线缆在运动过程中的疲劳寿命，从而也提高了布线的可靠性。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种机器人关节布线结构，包括：
6.固定端，所述固定端一侧固定在机器人关节；
7.输出端，所述输出端连接在所述固定端另一侧，且所述固定端与所述输出端之间通过输出轴固定；
8.所述输出轴的外侧设置有位于所述固定端和所述输出端之间的空腔；
9.隔挡架，所述隔挡架为环形，且套设在所述输出轴的外侧，所述隔挡架浮动设置于所述空腔，且所述隔挡架具有过线口，所述隔挡架的内壁与所述输出轴的外壁之间形成环形容纳腔；
10.其中，所述线缆一端连接所述固定端，所述线缆另一端绕着所述隔挡架的外壁布置，所述线缆穿过所述过线口后绕着所述环形容纳腔与所述输出端的预设连接点连接，使所述输出轴转动时，所述隔挡架能够随着所述线缆的移动而转动，使所述线缆的弯曲半径始终不小于所述线缆最小允许弯曲半径。
11.需要说明的是，所述隔挡架在所述线缆被所述输出轴带动转动时，能够起到良好的限制作用，避免了线缆会因为长期反复弯折而产生疲劳断裂，同时也有较优的导向性，使得线缆运动过程更加顺畅。
12.在一些实施方式中，所述固定端靠近所述输出端一侧的边缘设置有挡圈，所述隔挡架位于所述挡圈和所述输出轴之间。
13.其中，所述挡圈可以防止所述线缆在所述输出轴转动时被甩出所述空腔并且也避免了所述线缆与其他部件发生碰撞。
14.在一些实施方式中，所述隔挡架为圆环形，所述隔挡架外壁与所述挡圈之间形成第二环形容纳腔，所述第二环形容纳腔和所述环形容纳腔的宽度均大于所述线缆的直径。
15.所述环形容纳腔、所述第二环形容纳腔都是所述隔挡架与其他相应部件之间形成的供所述线缆活动的空间，其中所述线缆在移动的时候在所述环形容纳腔和所述第二环形容纳腔内活动，且活动范围被束缚在两者之间，使得布线更加可靠。
16.在一些实施方式中，所述线缆以预设的环绕周数绕着所述环形容纳腔固定连接在所述预设连接点。
17.需要说明的是，所述线缆根据机器人关节的运动范围和路程来设置线缆的长度，故此处的环绕周数也是根据具体的情况进行设定的，以确保所述输出轴经过一定的转动后所述线缆的长度依旧是足够的。
18.在一些实施方式中，所述线缆的环绕周数小于一周。
19.在一些实施方式中，所述过线口至少有一侧为半圆形，使所述线缆穿过所述过线口时能够贴合至所述半圆形。
20.其中所述隔挡架上设置的所述过线口能够设置为半圆形，使得所述线缆在穿过所述过线口的时候能够贴合在平滑的表面，同时半圆形的设置也可以防止所述线缆发生大幅度的弯折，避免导致所述线缆的弯曲半径超过允许的弯曲半径。
21.在一些实施方式中，所述半圆形半径不小于所述线缆最小允许弯曲半径。
22.通过对于所述半圆形半径的设置来达到了所述线缆的弯曲半径始终不小于所述线缆最小允许弯曲半径，起到了保护线缆的作用，提高了线缆在使用过程中的寿命。
23.在一些实施方式中，所述挡圈上设置有线夹，所述线缆一端通过所述线夹固定在所述固定端。
24.在一些实施方式中，所述输出轴包括有过线槽，所述过线槽与所述预设连接点相对应，所述线缆另一端通过所述过线槽并与所述输出端连接。
25.需要说明的是其中的过线槽、且与过线槽相应的预设连接点能够使线缆同时与输出轴、输出端都具有固定点，令线缆更加不易脱落，不会影响到机器人关节的工作。
26.本实用新型的另一方面，也提供一种机器人，包括：上述的一种机器人关节布线结构。
27.其中的机器人通过设置上述的机器人关节布线结构能够提高关节处的线缆寿命，避免线缆在长期的反复弯折中断裂而导致机器人整体的正常运作，使得机器人更加可靠、效率高。
28.与现有技术相比，本实用新型所提供的一种机器人关节布线结构及机器人具有以下有益效果：
29.1、本实用新型所提供的一种机器人关节布线结构，通过设置隔挡架达到了限制线缆在转动过程中弯曲半径小于线缆的最小允许弯曲半径，防止线缆发生弯曲折断，提高了线缆的寿命。
30.2、本实用新型所提供的一种机器人关节布线结构，隔挡架的过线口为半圆形，能够为线缆的贴合和滑动提供平滑表面使线缆不易破损，且半圆形的半径大于线缆的最小允许弯曲半径，使得线缆不会因为反复弯曲而发生断裂。
31.3、本实用新型所提供的一种机器人，设置有上述的机器人关节布线结构，使得机
器人的工作效率很高，不易出现线缆的断裂而影响到正常的工作。
附图说明
32.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
33.图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；
34.图2是图1另一状态时的结构示意图；
35.图3是本实用新型一个实施例的整体示意图；
36.图4是本实用新型一个实施例中隔挡架的零件图。
37.附图标号说明：
38.1、固定端；2、输出端；3、输出轴；4、线缆；5、线夹；6、空腔；7、挡圈；8、过线槽；9、隔挡架；10、过线口。
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
40.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
41.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
42.在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.另外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在一个实施例中，参考说明书附图1，本实用新型所提供的一种机器人关节布线结构被阐述，本实用新型所提供的一种机器人关节布线结构能够防止线缆之间相互挤压，提高了线缆在运动过程中的疲劳寿命，从而也提高了布线的可靠性。
45.参考说明书附图1和图3，本实用新型所提供的一种机器人关节布线结构，包括固定端1、输出端2和隔挡架9，固定端1一侧固定在机器人关节；输出端2连接在固定端1另一侧，且固定端1与输出端2之间通过输出轴3固定；输出轴3的外侧设置有位于固定端1和输出端3之间的空腔6；隔挡架9为环形，且套设在输出轴3的外侧，隔挡架9浮动设置于空腔6，且隔挡架9具有过线口10，隔挡架9的内壁与输出轴3的外壁之间形成环形容纳腔，环形容纳腔
可容纳部分线缆4。
46.其中，线缆4一端连接固定端2，线缆4另一端绕着隔挡架9的外壁布置，让线缆4穿过过线口10后绕着环形容纳腔与输出端2的预设连接点连接，使输出轴3转动时，隔挡架9能够随着线缆4的移动而转动，使线缆4的弯曲半径始终不小于线缆4最小允许弯曲半径。
47.需要说明的是，隔挡架9在线缆4被输出轴3带动转动时，能够起到良好的限制作用，避免了线缆4会因为长期反复弯折而产生疲劳断裂，同时也有较优的导向性，使得线缆4运动过程更加顺畅。
48.后文中的“逆时针”及“顺时针”仅仅是针对附图进行解释说明，根据不同的情况，旋转方向也会有相应变化。
49.具体的如图2所示，输出轴3向逆时针方向转动，则线缆4会逐渐进入位于隔挡架9内侧的环形容纳腔内，同时隔挡架9侧壁在线缆4进入环形容纳腔内的过程中也会受力，由于隔挡架9浮动设置在空腔6，隔挡架9也会逐渐在逆时针方向转过一定的角度，隔挡架9转动的过程中，线缆4的同步穿梭也会更加省力，使得线缆4运动很顺畅；同理输出轴3向顺时针方向转动时，线缆4也会逐渐从环形容纳腔内转至环形容纳腔外，其中原理相似，不进行赘述。
50.另外，输出端2的预设连接点也是根据机器人关节的转动范围与尺寸来计算选定的固定点，如果选定的位置不恰当，可能会造成机器人关节在转动的过程中，发生线缆4长度过剩或者过小的现象，如果长度过剩，那就比较浪费线缆而且线缆之间也会容易发生碰撞，如果长度过小，那线缆在机器人关节转动的过程中就很容易被拉扯发生断裂。
51.在一个实施例中，参考说明书附图1，固定端1靠近输出端2一侧的边缘设置有挡圈7，使隔挡架9位于挡圈7和输出轴3之间。
52.其中，挡圈7可以防止线缆4在输出轴3转动时被甩出空腔6，避免了线缆4与其他部件发生碰撞。
53.在一个实施例中，在上述实施例的基础上，隔挡架9为圆环形，隔挡架9外壁与挡圈7之间形成第二环形容纳腔，环形容纳腔和第二环形容纳腔的宽度均大于线缆4的直径。
54.此处的环形容纳腔、第二环形容纳腔都是隔挡架9与其他相应部件之间形成的供线缆4活动的空间，且环形容纳腔和第二环形容纳腔之间通过隔挡架9的过线口10相通，使得在输出轴3转动时线缆可以在环形容纳腔和第二环形容纳腔内活动，但活动范围被束缚在两者之间，不会在空腔6内随意甩动或活动，使得布线更加可靠。
55.另一实施例中，线缆4以预设的环绕周数绕着环形容纳腔固定连接在预设连接点。
56.需要说明的是，线缆4根据机器人关节的运动范围和路程来设置线缆4的长度，故此处的环绕周数也是根据具体的情况进行设定的，以确保输出轴3经过一定的转动后线缆4的长度依旧是足够的。
57.在上述实施例的基础上，参考说明书附图2，线缆4的环绕周数小于一周。
58.其中，在机器人关节的转动幅度不大的情况下可以设置线缆4的环绕周数小于一周，这样线缆4的长度不会太长，不会占据大量环形容纳腔内的空间。
59.与环绕周数小于一周相对的，也可能会有环绕周数大于一周的情况，如果是这种情况，那同样也是通过机器人关节的运动范围和路程来计算、预留出适合长度的线缆4，然后再完成相应的安装固定，另外空腔6应该设置为可以容纳线缆4的宽度和深度，避免线缆4
因为空腔6的空间不够而使得部分不能被空腔6容纳的线缆4相互之间发生挤压或者挤压到其他部件。
60.在一个实施例中，参考说明书附图4，过线口10至少有一侧为半圆形，使线缆4穿过过线口10时能够贴合至半圆形。
61.其中隔挡架9上设置的过线口10能够设置为半圆形，使得线缆4在穿过过线口10的时候能够贴合在平滑的表面，同时半圆形的设置也可以防止线缆4发生大幅度的弯折，避免导致线缆4的弯曲半径超过允许的弯曲半径，且过线口10两侧之间的间隙也是大于线缆4的半径的，能够确保线缆4顺畅通过。
62.在一个实施例中，半圆形半径不小于线缆4最小允许弯曲半径。
63.通过对于半圆形半径的设置来达到了线缆4的弯曲半径始终不小于线缆4最小允许弯曲半径，起到了保护线缆4的作用，提高了线缆4在使用过程中的寿命。
64.其中的线缆4最小允许弯曲半径越小，线缆4的弯曲性能越好，但是如果一旦线缆4在使用过程中的弯曲半径小于了极限值，就有可能使线缆4绝缘层以及线芯受到损伤从而降低寿命；同时我们在设置过程中也要考虑到线缆4需要穿过隔挡架9的过线口以及线缆4对应的机器人关节的活动，来选择相应的线缆4及线缆4的材质。
65.在一个实施例中，输出轴3包括有过线槽8，过线槽8与预设连接点相对应，线缆4另一端通过过线槽8并与输出端2连接。
66.需要说明的是其中的过线槽8、且与过线槽8相应的预设连接点能够使线缆4同时与输出轴3、输出端2都具有固定点，令线缆4更加不易脱落，不会影响到机器人关节的正常工作，而且过线槽8会使得线缆4从输出轴3连接至输出端2时的过渡段更加自然，不易使线缆4受到损伤。
67.在一个实施例中，挡圈7上设置有线夹5，线缆4一端通过线夹5固定在固定端1。
68.其中线夹5起到了很好的固定作用，且采购起来比较方便，如果有损坏也可以及时更换，不会对整体的结构造成不好的影响。
69.在一个实施例中，参考说明书附图2，根据本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供一种机器人，机器人包括有以上实施例中的一种机器人关节布线结构。
70.上述的机器人关节布线结构可以避免设置在机器人关节处的线缆出现疲劳断裂，避免了线缆4在往复运动中的大量弯折而带来的线芯损伤、影响信号传递等风险。
71.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种机器人关节布线结构，其特征在于，包括：固定端，所述固定端一侧固定在机器人关节；输出端，所述输出端连接在所述固定端另一侧，且所述固定端与所述输出端之间通过输出轴固定；所述输出轴的外侧设置有位于所述固定端和所述输出端之间的空腔；隔挡架，所述隔挡架为环形，且套设在所述输出轴的外侧，所述隔挡架浮动设置于所述空腔，且所述隔挡架具有过线口，所述隔挡架的内壁与所述输出轴的外壁之间形成环形容纳腔；其中，线缆一端连接所述固定端，另一端绕着所述隔挡架的外壁布置，所述线缆穿过所述过线口后绕着所述环形容纳腔与所述输出端的预设连接点连接，使所述输出轴转动时，所述隔挡架能够随着所述线缆的移动而转动，使所述线缆的弯曲半径始终不小于所述线缆最小允许弯曲半径。2.根据权利要求1所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述固定端靠近所述输出端一侧的边缘设置有挡圈，所述隔挡架位于所述挡圈和所述输出轴之间。3.根据权利要求2所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述隔挡架为圆环形，所述隔挡架外壁与所述挡圈之间形成第二环形容纳腔，所述第二环形容纳腔和所述环形容纳腔的宽度均大于所述线缆的直径。4.根据权利要求1所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述线缆以预设的环绕周数绕着所述环形容纳腔固定连接在所述预设连接点。5.根据权利要求4所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述线缆的环绕周数小于一周。6.根据权利要求1所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述过线口至少有一侧为半圆形，使所述线缆穿过所述过线口时能够贴合至所述半圆形。7.根据权利要求6所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述半圆形半径不小于所述线缆最小允许弯曲半径。8.根据权利要求2所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述挡圈上设置有线夹，所述线缆一端通过所述线夹固定在所述固定端。9.根据权利要求1所述的一种机器人关节布线结构，其特征在于，所述输出轴包括有过线槽，所述过线槽与所述预设连接点相对应，所述线缆另一端通过所述过线槽并与所述输出端连接。10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种机器人关节布线结构。

技术总结
本申请公开了一种机器人关节布线结构及机器人，所述布线结构包括固定端、输出端、隔挡架，固定端一侧固定在机器人关节；输出端连接在固定端另一侧，且固定端与输出端之间通过输出轴固定；输出轴的外侧设置有位于固定端和输出端之间的空腔；隔挡架为环形，且套设在输出轴的外侧，隔挡架浮动设置于所述空腔，且隔挡架具有过线口，隔挡架的内壁与输出轴的外壁之间环形容纳腔；其中，线缆一端连接固定端，另一端绕着隔挡架的外壁布置，并穿过过线口后绕着环形容纳腔与输出端的预设连接点连接，使输出轴转动时，隔挡架能够随着线缆的移动而转动，使线缆的弯曲半径始终不小于线缆最小允许弯曲半径，避免线缆出现疲劳断裂，提高了布线的可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员：胡爱军
受保护的技术使用者：上海岭先机器人科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/28