一种协作机器人内部走线装置及走线方法

摘要

本发明公开了一种协作机器人内部走线装置及走线方法，包括一号轴体、二号轴体、三号轴体、一号轴体连接筒以及一号中心管，一号轴体、二号轴体和三号轴体之间分别通过一号轴体连接筒和二号轴体连接筒互通式连接，二号轴体上方固定安装有大臂，三号轴体下方固定安装有小臂，一号轴体底端外壁上固定安装有底座，通过一号轴体、二号轴体和三号轴体可保证该协作机器人的正常手臂运作，保证其正常使用，同时通过设置的轴体连接筒可对三个轴体之间的固定连接，从而有效提高结构之间的整体性和统一性，最后通过在一号轴体、二号轴体和三号轴体之间穿设有若干中心管，中心管可对线缆进行外部保护，从而有效提高线缆的使用寿命，防止出现断线情况。

说明书

技术领域

本发明涉及机器人走线技术领域，具体为一种协作机器人内部走线装置及走线方法。

背景技术

协作机器人，顾名思义，就是在机器人与人可以在生产线上协同作战，充分发挥机器人的效率及人类的智能。这种机器人不仅性价比高，而且安全方便，能够极大地促进制造企业的发展，协作型机器人作为一种新型的工业机器人，扫除了人机协作的障碍，让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚，其开创性的产品性能和广泛的应用领域，为工业机器人的发展开启了新时代；

目前，人机协作概念的提出，极大地促进了智能工厂制造企业的发展，协作型机器人作为一种新型的工业机器人，在市场上的份额越来越多，广泛应用于3C、汽车零部件等行业，其模块化生产、灵活部署等特点，减少了组装、调试时间，降低了企业运营成本，机器人线缆从内部穿过，虽然优化了机器人外观，但增加了磨线风险，因此内部走线的装置对机器人整机性能稳定性极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种协作机器人内部走线装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种协作机器人内部走线装置，包括一号轴体、二号轴体、三号轴体、一号轴体连接筒以及一号中心管，所述一号轴体、二号轴体和三号轴体之间分别通过一号轴体连接筒和二号轴体连接筒互通式连接，所述二号轴体上方固定安装有大臂，所述三号轴体下方固定安装有小臂，所述一号轴体底端外壁上固定安装有底座，所述一号轴体、二号轴体和三号轴体内部分别穿插有一号中心管、二号中心管和三号中心管。

优选的，所述一号轴体包括J1一号线缆支架，所述J1一号线缆支架固定安装在一号轴体内部，所述J1一号线缆支架上方且位于一号中心管外壁固定安装有J1一号线缆压板。

优选的，所述一号轴体还包括J1二号线缆支架，所述J1二号线缆支架与J1一号线缆支架固定连接。

优选的，所述二号轴体包括J2一号线缆支架，所述J2一号线缆支架固定安装在一号轴体内部，所述J2一号线缆支架一侧且位于二号轴体内部固定安装有J2一号线缆压板，所述J2一号线缆压板外部固定安装有J2二号线缆支架。

优选的，所述三号轴体包括J3一号线缆支架和J3一号线缆压板，所述 J3一号线缆支架和J3一号线缆压板均固定安装在三号轴体内部。

优选的，所述J3一号线缆支架设置在J3一号线缆压板上方且与J3一号线缆压板固定连接。

优选的，所述一号轴体内部分别安装有J1电机和J2电机，所述二号轴体内部一侧固定安装有J3电机，所述三号轴体内部分别固定安装有J4电机、 J5电机和J6电机。

一种协作机器人内部走线方法，该方法包括以下步骤：

S1，将线缆从底座底端穿出并通过一号轴体内部的中心管，到达一号轴体的一号关节位置；

S2，将J1电机的线缆和机器人本体的线轴连接并通过J1一号线缆支架固定于一号轴体的一号关节上，并将线缆穿过J1一号线缆支架中部的中心孔；

S3，将J1二号线缆支架的一侧固定在J1一号线缆支架上，同时将J1二号线缆支架的另一侧固定在一号关节的侧壁上；

S4，将线缆绕过J1二号线缆支架，并通过一号轴体内部的一号中心管5，将线缆绕过J1二号线缆支架，并通过一号轴体内部的一号中心管，将J1一号线缆压板的固定位置包裹上胶皮，同时J1一号线缆压板固定在J1二号线缆支架上；

S5，将线缆通过第二段一号轴体内部的一号中心管后，将J2电机和本体线相连，并将外部线缆从大臂下方的出线口穿出，同时固定在顶部的J1一号线缆支架上，此时一号轴体1内部的走线工作完成；

S6，将出线口穿出的线缆，穿入到二号轴体内部；

S7，利用二号轴体内部的J2一号线缆支架、J2一号线缆压板和J2二号线缆支架重复步骤S1-S5，完成二号轴体的走线工作；

S8，将二号轴体穿出的视觉线缆和网线通过三号轴体的小臂下方出线口穿出，并固定在三号轴体的小臂上；

S9，将线缆通过三号轴体内部的三号中心管，与其余外部线缆一起放在 J3一号线缆支架上；

S10，将J3一号线缆支架固定在三号轴体的一号关节上，并将线缆固定位置包裹上胶皮，避免磨线，重复步骤S9将J5电机、J6电机的线缆和本体线固定在J5、J6关节内部，最终线缆收到J6关节内部，整体走线工作完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种协作机器人内部走线装置及走线方法，通过在走线装置设置有一号轴体、二号轴体和三号轴体，通过一号轴体、二号轴体和三号轴体可保证该协作机器人的正常手臂运作，保证其正常使用，同时通过设置的轴体连接筒可对三个轴体之间的固定连接，从而有效提高结构之间的整体性和统一性，最后通过在一号轴体、二号轴体和三号轴体之间穿设有中心管，通过设置的若干中心管可对线缆进行外部保护，且本发明不仅可以保护机器人的本体线缆，而且可以保护增设的外部线缆(包括视觉线缆、网线、电磁阀线缆等)，从而有效提高线缆的使用寿命，防止出现断线情况，且通过设置有若干线缆支架和线缆压板，通过设置的若干线缆支架和线缆压板可对内部线缆进行固定，从而提高内部走线时线缆的稳定性，防止机器人运作时候线缆扭转发生松脱、磨损等现象，提高固定性能和使用效果。

附图说明

图1为本发明的整体内部剖切结构示意图；

图2为本发明的一号轴体内部结构示意图；

图3为本发明的二号轴体内部结构示意图；

图4为本发明的三号轴体结构示意图；

图5为本发明的J1一号线缆支架结构示意图；

图6为本发明的J1一号线缆压板结构示意图；

图7为本发明的J1二号线缆支架结构示意图；

图8为本发明的J3一号线缆支架夹持机构结构示意图。

图中：1、一号轴体；101、J1一号线缆支架；102、J1一号线缆压板； 103、J1二号线缆支架；2、二号轴体；201、J2一号线缆支架；202、J2一号线缆压板；203、J2二号线缆支架；3、三号轴体；301、J3一号线缆支架； 302、J3一号线缆压板；4、一号轴体连接筒；5、一号中心管；6、底座；7、二号轴体连接筒；8、二号中心管；9、三号中心管；10、大臂；11、小臂； 12、J1电机；13、J2电机；14、J3电机；15、J4电机；16、J5电机；17、 J6电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种协作机器人内部走线装置，包括一号轴体1、二号轴体2、三号轴体3、一号轴体连接筒4以及一号中心管5，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体3之间分别通过一号轴体连接筒4 和二号轴体连接筒7互通式连接，二号轴体2上方固定安装有大臂10，三号轴体3下方固定安装有小臂11，一号轴体1底端外壁上固定安装有底座6，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体3内部分别穿插有一号中心管5、二号中心管8和三号中心管9；

其中，本发明在实际上使用时，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体 3内部分别安装有保证协作机器人正常使用的J1电机12、J2电机13、J3电机14、J4电机15、J5电机16和J6电机17。

作为本发明的一种优化技术方案，一号轴体1包括J1一号线缆支架101， J1一号线缆支架101固定安装在一号轴体1内部，J1一号线缆支架101上方且位于一号中心管5外壁固定安装有J1一号线缆压板102。

作为本发明的一种优化技术方案，一号轴体1还包括J1二号线缆支架 103，J1二号线缆支架103与J1一号线缆支架101固定连接。

作为本发明的一种优化技术方案，二号轴体2包括J2一号线缆支架201， J2一号线缆支架201固定安装在一号轴体1内部，J2一号线缆支架201一侧且位于二号轴体2内部固定安装有J2一号线缆压板202，J2一号线缆压板202 外部固定安装有J2二号线缆支架203。

作为本发明的一种优化技术方案，三号轴体3包括J3一号线缆支架301 和J3一号线缆压板302，J3一号线缆支架301和J3一号线缆压板302均固定安装在三号轴体3内部。

作为本发明的一种优化技术方案，J3一号线缆支架301设置在J3一号线缆压板302上方且与J3一号线缆压板302固定连接。

一种协作机器人内部走线方法，该方法包括以下步骤：

S1，将线缆从底座6底端穿出并通过一号轴体1内部的一号中心管5，到达一号轴体1的一号关节位置；

S2，将J1电机12的线缆和机器人本体的线轴连接并通过J1一号线缆支架101固定于一号轴体1的一号关节上，并将线缆穿过J1一号线缆支架101 中部的中心孔；

S3，将J1二号线缆支架103的一侧固定在J1一号线缆支架101上，同时将J1二号线缆支架103的另一侧固定在一号关节的侧壁上；

S4，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的中心管 5，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的一号中心管5，将J1一号线缆压板102的固定位置包裹上胶皮，同时J1一号线缆压板102 固定在J1二号线缆支架103上；

S5，将线缆通过第二段一号轴体1内部的一号中心管5后，将J2电机13 和本体线相连，并将外部线缆从大臂10下方的出线口穿出，同时固定在顶部的J1一号线缆支架101上，此时一号轴体1内部的走线工作完成；

S6，将出线口穿出的线缆，穿入到二号轴体2内部；

S7，利用二号轴体2内部的J2一号线缆支架201、J2一号线缆压板202 和J2二号线缆支架203重复步骤S1-S5，完成二号轴体2的走线工作；

S8，将二号轴体2穿出的视觉线缆和网线通过三号轴体3的小臂11下方出线口穿出，并固定在三号轴体3的小臂上；

S9，将线缆通过三号轴体3内部的中心管5，与其余外部线缆一起放在 J3一号线缆支架302上；

S10，将J3一号线缆支架301固定在三号轴体3的一号关节上，并将线缆固定位置包裹上胶皮，避免磨线，重复步骤S9将J5电机16、J6电机17 的线缆和本体线固定在J5、J6关节内部，最终线缆收到J6关节内部，整体走线工作完成。

实施例一：

一种协作机器人内部走线装置，包括一号轴体1、二号轴体2、三号轴体 3、一号轴体连接筒4以及一号中心管5，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体3之间分别通过一号轴体连接筒4和二号轴体连接筒7互通式连接，二号轴体2上方固定安装有大臂10，三号轴体3下方固定安装有小臂11，一号轴体1底端外壁上固定安装有底座6，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体3内部分别穿插有一号中心管5、二号中心管8和三号中心管9；

其中，本发明在实际上使用时，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体 3内部分别安装有保证协作机器人正常使用的J1电机12、J2电机13、J3电机14、J4电机15、J5电机16和J6电机17。

在本实施例中，一号轴体1包括J1一号线缆支架101，J1一号线缆支架 101固定安装在一号轴体1内部，J1一号线缆支架101上方且位于一号中心管5外壁固定安装有J1一号线缆压板102。

在本实施例中，一号轴体1还包括J1二号线缆支架103，J1二号线缆支架103与J1一号线缆支架101固定连接。

在本实施例中，二号轴体2包括J2一号线缆支架201，J2一号线缆支架 201固定安装在一号轴体1内部，J2一号线缆支架201一侧且位于二号轴体2 内部固定安装有J2一号线缆压板202，J2一号线缆压板202外部固定安装有 J2二号线缆支架203。

在本实施例中，三号轴体3包括J3一号线缆支架301和J3一号线缆压板302，J3一号线缆支架301和J3一号线缆压板302均固定安装在三号轴体 3内部。

在本实施例中，J3一号线缆支架301设置在J3一号线缆压板302上方且与J3一号线缆压板302固定连接。

一种协作机器人内部走线方法，该方法包括以下步骤：

S1，将线缆从底座6底端穿出并通过一号轴体1内部的一号中心管5，到达一号轴体1的一号关节位置；

S2，将J1电机12的线缆和机器人本体的线轴连接并通过J1一号线缆支架101固定于一号轴体1的一号关节上，并将线缆穿过J1一号线缆支架101 中部的中心孔；

S3，将J1二号线缆支架103的一侧固定在J1一号线缆支架101上，同时将J1二号线缆支架103的另一侧固定在一号关节的侧壁上；

S4，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的中心管 5，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的一号中心管5，将J1一号线缆压板102的固定位置包裹上胶皮，同时J1一号线缆压板102 固定在J1二号线缆支架103上；

S5，将线缆通过第二段一号轴体1内部的一号中心管5后，将J2电机13 和本体线相连，并将外部线缆从大臂10下方的出线口穿出，同时固定在顶部的J1一号线缆支架101上，此时一号轴体1内部的走线工作完成；

S6，将出线口穿出的线缆，穿入到二号轴体2内部；

S7，利用二号轴体2内部的J2一号线缆支架201、J2一号线缆压板202 和J2二号线缆支架203重复步骤S1-S5，完成二号轴体2的走线工作；

S8，将二号轴体2穿出的视觉线缆和网线通过三号轴体3的小臂11下方出线口穿出，并固定在三号轴体3的小臂上；

S9，将线缆通过三号轴体3内部的中心管5，与其余外部线缆一起放在 J3一号线缆支架302上；

S10，将J3一号线缆支架301固定在三号轴体3的一号关节上，并将线缆固定位置包裹上胶皮，避免磨线，重复步骤S9将J5电机16、J6电机17 的线缆和本体线固定在J5、J6关节内部，最终线缆收到J6关节内部，整体走线工作完成。

实施例二：

一种协作机器人内部走线装置，包括一号轴体1、二号轴体2、三号轴体 3、一号轴体连接筒4以及一号中心管5，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体3之间分别通过一号轴体连接筒4和二号轴体连接筒7互通式连接，二号轴体2上方固定安装有大臂10，三号轴体3下方固定安装有小臂11，一号轴体1底端外壁上固定安装有底座6，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体3内部分别穿插有一号中心管5、二号中心管8和三号中心管9；

其中，本发明在实际上使用时，一号轴体1、二号轴体2和三号轴体 3内部分别安装有保证协作机器人正常使用的J1电机12、J2电机13、J3电机14、J4电机15、J5电机16和J6电机17。

在本实施例中，一号轴体1包括J1一号线缆支架101，J1一号线缆支架 101固定安装在一号轴体1内部，J1一号线缆支架101上方且位于一号中心管5外壁固定安装有J1一号线缆压板102。

在本实施例中，一号轴体1还包括J1二号线缆支架103，J1二号线缆支架103与J1一号线缆支架101固定连接。

在本实施例中，二号轴体2包括J2一号线缆支架201，J2一号线缆支架 201固定安装在一号轴体1内部，J2一号线缆支架201一侧且位于二号轴体2 内部固定安装有J2一号线缆压板202，J2一号线缆压板202外部固定安装有 J2二号线缆支架203。

在本实施例中，三号轴体3包括J3一号线缆支架301和J3一号线缆压板302，J3一号线缆支架301和J3一号线缆压板302均固定安装在三号轴体 3内部。

在本实施例中，J3一号线缆支架301设置在J3一号线缆压板302上方且与J3一号线缆压板302固定连接。

一种协作机器人内部走线方法，该方法包括以下步骤：

S1，将线缆从底座6底端穿出并通过一号轴体1内部的一号中心管5，到达一号轴体1的一号关节位置；

S2，将J1电机12的线缆和机器人本体的线轴连接并通过J1一号线缆支架101固定于一号轴体1的一号关节上，并将线缆穿过J1一号线缆支架101 中部的中心孔；

S3，将J1二号线缆支架103的一侧固定在J1一号线缆支架101上，同时将J1二号线缆支架103的另一侧固定在一号关节的侧壁上；

S4，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的中心管5，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的一号中心管5，将J1一号线缆压板102的固定位置包裹上胶皮，同时J1一号线缆压板102 固定在J1二号线缆支架103上；

S5，将线缆通过第二段一号轴体1内部的一号中心管5后，将J2电机13 和本体线相连，并将外部线缆从大臂10下方的出线口穿出，同时固定在顶部的J1一号线缆支架101上，此时一号轴体1内部的走线工作完成；

S6，将出线口穿出的线缆，穿入到二号轴体2内部；

S7，利用二号轴体2内部的J2一号线缆支架201、J2一号线缆压板202 和J2二号线缆支架203重复步骤S1-S5，完成二号轴体2的走线工作；

S8，将二号轴体2穿出的视觉线缆和网线通过三号轴体3的小臂11下方出线口穿出，并固定在三号轴体3的小臂上；

S9，将线缆通过三号轴体3内部的中心管5，与其余外部线缆一起放在 J3一号线缆支架302上；

S10，将J3一号线缆支架301固定在三号轴体3的一号关节上，并将线缆固定位置包裹上胶皮，避免磨线，重复步骤S9将J5电机16、J6电机17 的线缆和本体线固定在J5、J6关节内部，最终线缆收到J6关节内部，整体走线工作完成。

具体的，使用时，将线缆(线缆包括但不限于本体线、动力线、编码线、视觉和网线)从底座6底端穿出并通过一号轴体1内部的一号中心管5，到达一号轴体1的一号关节位置，将J1电机的线缆和机器人本体的线轴连接并通过J1一号线缆支架101固定于一号轴体1的一号关节上，并将线缆穿过J1 一号线缆支架101中部的中心孔，将J1二号线缆支架103的一侧固定在J1 一号线缆支架101上，同时将J1二号线缆支架103的另一侧固定在一号关节的侧壁上，将线缆绕过J1二号线缆支架103，并通过一号轴体1内部的中心管5，将J1一号线缆压板102的固定位置包裹上胶皮，同时J1一号线缆压板 102固定在J1二号线缆支架103上，线缆通过第二段一号轴体1内部的一号中心管5后，将J2电机13和本体线相连(固定方式与一号轴体1内部的线缆固定方式相同)，并将外部线缆从大臂10下方的出线口穿出，同时固定在顶部的J1一号线缆支架101上，此时一号轴体1内部的走线工作完成，将出线口穿出的线缆(包括各轴的本体线、视觉线缆以及网线)，穿入到二号轴体2内部，利用二号轴体2内部的一号线缆支架、J2一号线缆压板202和J2 二号线缆支架203重复上述步骤完成二号轴体2的走线工作，将二号轴体2 穿出的视觉线缆和网线通过三号轴体3小臂11下方的出线口穿出，并固定在三号轴体3的小臂上，将线缆通过三号轴体3内部的中心管5，与其余外部线缆(包括本体线和J4电机15线缆)一起放在J3一号线缆支架301上，将J3 一号线缆支架301固定在三号轴体3的一号关节上，并将线缆固定位置包裹上胶皮，避免磨线，重复上述步骤分别将J5、J6电机的线缆和本体线固定在J5、J6关节内部，最终线缆收到J6关节内部(即三号轴体3的2、3号关节内)，整体走线工作完成。

综上所述，本发明的一种协作机器人内部走线装置及走线方法，通过在走线装置设置有一号轴体、二号轴体和三号轴体，通过一号轴体、二号轴体和三号轴体可保证该协作机器人的正常手臂运作，保证其正常使用，同时通过设置的轴体连接筒可对三个轴体之间的固定连接，从而有效提高结构之间的整体性和统一性，最后通过在一号轴体、二号轴体和三号轴体之间穿设有中心管，通过设置的若干中心管可对线缆进行外部保护，且本发明不仅可以保护机器人的本体线缆，而且可以保护增设的外部线缆(包括视觉线缆、网线、电磁阀线缆等)，从而有效提高线缆的使用寿命，防止出现断线情况，且通过设置有若干线缆支架和线缆压板，通过设置的若干线缆支架和线缆压板可对内部线缆进行固定，从而提高内部走线时线缆的稳定性，防止机器人运作时候线缆扭转发生松脱、磨损等现象，提高固定性能和使用效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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，除非另有明确的限定，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发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。