机器人及其机器人线束接头组件、机器人线束接头

摘要

本实用新型提供了机器人及其机器人线束接头组件、机器人线束接头，包括：管体；连接件，设有接口，管体穿设于接口内并与接口相连；接头部，设有用于与待固定结构相连的连接结构，接头部和连接件中的一个限定有容纳腔，容纳腔的至少部分表面为凹弧面，另一个限定有嵌入部，嵌入部的至少部分表面为凸弧面，其中，嵌入部的至少一部分伸入容纳腔内，且嵌入部的凸弧面与容纳腔的凹弧面接触或抵靠，使连接件相对于接头部可转动。本实用新型的连接件能够相对于接头部自由旋转，从而减少管体自身要承受的弯曲变形，降低管体的应力集中程度，有效的提高管体、线束的寿命。

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种机器人线束接头组件、一种机器人线束接头及一种机器人。

背景技术

机器人作为自动化行业中不可或缺的重要部分，越来越起着关键作用。作为机器人中关键零部件之一的线束而言，其可靠性的好坏直接决定整个机器人的使用寿命。而目前对机器人而言，越来越向着低空间、轻量、高速、高可靠性的方向发展，就线束而言，为了达到上述内容，需要在有限的结构空间下，既要满足各种功能，又要满足结构上的地空间，同时要满足高可靠性寿命要求，因此对线束的结构设计提出了更大的要求。

目前关于线束的设计方案主要分为内部走线和外部走线两种，前者顾名思义是线束通过机器人本体内部，这对结构相对紧凑的机器人而言相对较难实现，因此大部分产品采用外部走线的方式进行设计。

在机器人实际运动过程中，由于机器人运动空间相对较大，运动过程中线缆存在弯曲的情形，现有产品多依靠线缆自身的弯曲，对应到线束而言，主要依靠外套的管体自身的弯曲，这种设计对结构相对较大的机器人而言相对合理，单对于结构相对较小的机器人而言，对管体而言相对不够友好，容易出现应力集中导致的管体断裂的情况。

实用新型内容

本申请的一个目的在于提出一种机器人线束接头组件、一种机器人线束接头及一种机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的技术方案提出了一种机器人线束接头组件，包括：

管体；

连接件，设有接口，所述管体穿设于所述接口内并与所述接口相连；

接头部，设有用于与待固定结构相连的连接结构，所述接头部和所述连接件中的一个限定有容纳腔，所述容纳腔的至少部分表面为凹弧面，另一个限定有嵌入部，所述嵌入部的至少部分表面为凸弧面，其中，所述嵌入部的至少一部分伸入所述容纳腔内，且所述嵌入部的所述凸弧面与所述容纳腔的所述凹弧面接触或抵靠，使所述连接件相对于所述接头部可转动。

根据本实用新型的一些技术方案，所述容纳腔和所述嵌入部形成球面副。

根据本实用新型的一些技术方案，所述嵌入部形成为中空的部分球体，所述部分球体的表面形成球形的所述凸弧面，所述容纳腔形成球形的所述凹弧面。

根据本实用新型的一些技术方案，所述接头部包括至少两个接头，至少两个所述接头之间可拆卸连接并拼合限定出所述容纳腔，所述凹弧面分布在至少两个所述接头上。

根据本实用新型的一些技术方案，所述接头部包括均为中空状的第一接头和第二接头，所述第一接头和所述第二接头轴向位置相对并相互嵌套设置，其中，所述第一接头的部分内周面形成为第一子弧面，所述第二接头的部分内周面形成为第二子弧面，当一部分所述第二接头嵌套于所述第一接头内，所述第一子弧面和所述第二子弧面过渡衔接，使所述第一子弧面和所述第二子弧面拼合出所述凹弧面。

根据本实用新型的一些技术方案，所述第一接头内设有台阶槽，所述台阶槽包括内径依次减小的第一槽、第二槽和第三槽，并且所述第二槽在其一端与所述第一槽之间形成有第一过渡台阶面、在其另一端与所述第二槽之间形成有第二过渡台阶面；

其中，所述第二槽的内周面形成为所述第一子弧面，所述第一过渡台阶面适于与所述连接件配合，当所述连接件相对于所述第一子弧面转动至接触或抵靠所述第一过渡台阶面的位置，所述第一过渡台阶面限制所述连接件继续转动；

所述第二接头与所述第三槽嵌插配合，且所述第二接头的端部接触或抵靠所述第二过渡台阶面。

根据本实用新型的一些技术方案，所述第一槽的内周面和所述管体之间具有间距；

所述第三槽的内周面设有第一螺纹结构，所述第二接头的外周面设有第二螺纹结构，所述第一螺纹结构与所述第二螺纹结构螺纹连接以锁定所述第一接头与所述第二接头。

根据本实用新型的一些技术方案，所述第二接头包括：

所述第二接头的内周面包括所述第二子弧形面和衔接面，所述衔接面的一端与所述第二子弧形面过渡衔接，另一端与所述连接结构相连，所述管体的端口自所述连接件穿出并伸入至所述衔接面所围出的空间内。

根据本实用新型的一些技术方案，机器人线束接头组件还包括：防护结构，穿套于所述管体的端口外。

根据本实用新型的一些技术方案，所述防护结构包括环形结构，所述环形结构的周向未封闭，所述环形结构的内周面和所述管体的外周面中的一个设有第一卡凸，另一个设有卡槽，所述第一卡凸与所述卡槽卡接；

所述防护结构还包括自所述环形结构沿轴线凸伸的多个凸爪，多个所述凸爪周向间隔地设置，所述凸爪与所述衔接面滑动接触且所述衔接面平滑过渡。

根据本实用新型的一些技术方案，所述连接件构造为周向未封闭的环形，所述连接件的外周面形成为所述凸弧面；

所述连接件的内周面和所述管体的外周面中的一个设有第二卡凸，另一个设有卡槽，所述第二卡凸与所述卡槽卡接。

本实用新型的技术方案还提出了一种机器人线束接头，包括：

连接件，设有用于与管体相连的接口；

接头部，设有用于与待固定结构相连的连接结构，所述接头部和所述连接件中的一个限定有容纳腔，所述容纳腔的至少部分表面为凹弧面，另一个限定有嵌入部，所述嵌入部的至少部分表面为凸弧面，其中，所述嵌入部的至少一部分伸入所述容纳腔内，且所述嵌入部的所述凸弧面与所述容纳腔的所述凹弧面接触或抵靠，使所述连接件相对于所述接头部可转动。

本实用新型的技术方案还提出了一种机器人，包括：

机械臂；

线束；

如前述任一项技术方案中的机器人线束接头组件，所述机器人线束接头组件的连接结构与所述机械臂相连，所述线束穿设于所述机器人线束接头组件的管体内并经所述机器人线束接头组件的接头部与所述机械臂相连。

本实用新型提供机器人线束接头组件，连接件能够相对于接头部自由旋转，详细地，连接件能够相对于接头部沿轴向自由转动，也能够相对于接头部的轴向摆动，从而减少管体自身要承受的弯曲变形，降低管体的应力集中程度，有效的提高管体、线束的寿命。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本实用新型的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是本实用新型一实施方式示出的机器人线束接头组件的主视结构示意图。

图2是图1中示出的A-A的剖视结构示意图。

图3是图2中所示B部的放大结构示意图。

图4是本实用新型一实施方式示出的机器人线束接头组件的分解结构示意图。

图5是本实用新型一实施方式示出的接头部的剖视结构示意图。

图6是本实用新型一实施方式示出的第一接头的立体结构示意图。

图7是本实用新型一实施方式示出的第一接头的主视结构示意图。

图8是图7中示出的C-C的剖视结构示意图。

图9是本实用新型一实施方式示出的第二接头的立体结构示意图。

图10是本实用新型一实施方式示出的第二接头的主视结构示意图。

图11是图10中示出的D-D的剖视结构示意图。

图12是本实用新型一实施方式示出的连接件的立体结构示意图。

图13是本实用新型一实施方式示出的防护结构的立体结构示意图。

图14是本实用新型一实施方式示出的管体的立体结构示意图。

附图标记说明如下：

10、机器人线束接头组件；

100、管体；110、凸起部；120、卡槽；

200、连接件；201、接口；210、嵌入部；211、凸弧面；212、第二卡凸；

300、接头部；301、容纳腔；302、凹弧面；310、第一接头；311、台阶槽；3111、第一槽；3112、第二槽；31121、第一子弧面；3113、第三槽；3114、第一过渡台阶面；3115、第二过渡台阶面；

320、第二接头；321、第二子弧面；322、衔接面；323、连接结构；

400、防护结构；410、环形结构；412、第一卡凸；420、凸爪。

具体实施方式

尽管本实用新型可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本实用新型原理的示范性说明，而并非旨在将本实用新型限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、内、外、左、右、前、后等)用于解释本实用新型的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本实用新型的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本实用新型的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本实用新型的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

如图1、图2和图4所示，本实用新型一个方面的实施例提出了一种机器人线束接头组件10，包括管体100、连接件200和接头部300。

举例地，管体100包括软管，进一步举例地，管体100包括波纹管。管体100用于供线束穿过以对线束形成防护。

连接件200设有接口201，管体100穿设于接口201内并与接口201相连。接头部300设有连接结构323，连接结构323用于与待固定结构相连，举例地，待固定结构为机械臂或其他线束需要与之相连的装置。

接头部300和连接件200中的一个限定有容纳腔301，容纳腔301的至少部分表面为凹弧面302，另一个限定有嵌入部210，嵌入部210的至少部分表面为凸弧面211，其中，嵌入部210的至少一部分伸入容纳腔301内，且嵌入部210的凸弧面211与容纳腔301的凹弧面302接触或抵靠，使连接件200相对于接头部300可转动。

本实施例提供机器人线束接头组件10，通过凸弧面211和凹弧面302的配合，使得连接件200能够相对于接头部300自由旋转，详细地，连接件200能够相对于接头部300沿轴向自由转动，也能够相对于接头部300的轴向摆动，进而，通过连接件200的转动，使得管体100能够相对于待固定结构转动、弯折更大活动范围，从而减少管体100自身要承受的弯曲变形，降低管体100的应力集中程度，有效的提高管体100、线束的寿命。

在一个具体实施例中，如图2所示，接头部300限定有容纳腔301，连接件200限定有嵌入部210，连接件200的至少部分伸入接头部300内，当然，在其他实施例中，也可以设计连接件200限定有容纳腔301，接头部300限定有嵌入部210，接头部300的至少部分伸入连接件200内。

在一些实施例中，容纳腔301和嵌入部210形成球面副。这样进一步扩大连接件200相对于接头部300的可转动角度，连接件200的转动更顺畅，且更容易把控容纳腔301和嵌入部210的加工精度。

更详细地，如图3所示，容纳腔301的凹弧面302所在的球面与连接件200的凸弧面211所在的球面共球心(具体可以参看附图3中示意出的球心O)，这样进一步保证连接件旋转的顺畅。

球面副所在的球面的球心O与容纳腔301以及嵌入部210供轴线，具体可以参看附图3中示意出的轴线Y。

进一步地，如图3所示，嵌入部210形成为中空的部分球体，部分球体的表面形成球面形的凸弧面211，更详细地，嵌入部210在其轴向的两个端分别形成平面，这样嵌入部210被构造成一个非完全球体。容纳腔301形成球形的凹弧面302。同理地，容纳腔301在其轴向的两个端分别形成平面，这样凹弧面302被构造成一个非完全球面。非完全球体的结构形式更适用于管体100，方便连接件200装配管体100。

在一些实施例中，接头部300包括至少两个接头，至少两个接头之间可拆卸连接并拼合限定出容纳腔301，凹弧面302分布在至少两个接头上。这样接头部300分体式的结构形式更方便装配接头部300和连接件200，且也更方便线束的维修、更替。

进一步地，如图3、图4和图5所示，接头部300包括均为中空状的第一接头310和第二接头320，第一接头310和第二接头320轴向位置相对并相互嵌套设置，其中，第一接头310的部分内周面形成为第一子弧面31121，第二接头320的部分内周面形成为第二子弧面321，当一部分第二接头320嵌套于第一接头310内，第一子弧面31121和第二子弧面321过渡衔接，使第一子弧面31121和第二子弧面321拼合出凹弧面302。这样凹凸面过渡更流畅，有利于减少嵌入部210在容纳腔301内的转动可靠性，且拆装更方便。

当然，以上仅是本实用新型的一个可实施方式，在其他实施例中，也可以设计第一接头310和第二接头320沿周向相互嵌套设置，也即，第一接头310和第二接头320分别形成为半圆弧状，二者拼合形成完整的筒状。

在一些具体实施例中，如图6、图7、图8所示，第一接头310内设有台阶槽311，台阶槽311包括内径依次减小的第一槽3111、第二槽3112和第三槽3113，并且第二槽3112在其一端与第一槽3111之间形成有第一过渡台阶面3114、在其另一端与第二槽3112之间形成有第二过渡台阶面3115；

其中，第二槽3112的内周面形成为第一子弧面31121，第一过渡台阶面3114适于与连接件200配合，当连接件200相对于第一子弧面31121转动至接触或抵靠第一过渡台阶面3114的位置，第一过渡台阶面3114限制连接件200继续转动，这样利用第一过渡台阶面3114限制了嵌入部210的可转动角度，实现对连接件200的限位，避免连接件200松脱的风险。

第二接头320与第三槽3113嵌插配合，且第二接头320的端部接触或抵靠第二过渡台阶面3115。提升第一接头310和第二接头320之间的装配精度。

更进一步地，第一槽3111的内周面和管体100之间具有间距，这样第一槽3111为管体100的活动提供了空间。

第三槽3113的内周面设有第一螺纹结构，第二接头320的外周面设有第二螺纹结构，第一螺纹结构与第二螺纹结构螺纹连接以锁定第一接头310与第二接头320。连接更可靠。

当然，在其他实施例中，也可以设计第一接头310和第二接头320之间通过卡扣、紧固件等结构实现连接固定。

在一些具体实施例中，如图9、图10、图11所示，第二接头320的内周面包括第二子弧形面和衔接面322，衔接面322的一端与第二子弧形面过渡衔接，另一端与连接结构323相连，管体100的端口自连接件200穿出并伸入至衔接面322所围出的空间内。更详细地，衔接面322呈弧形面，这样管体100在旋转或摆动时，管体100的端口活动更流程，避免第二接头320对管体100的活动造成妨碍。

进一步地，如图13所示，机器人线束接头组件10还包括：防护结构400，穿套于管体100的端口外。利用防护结构400防护管体100的端口，避免管体100磨损。

更进一步地，防护结构400包括环形结构410，环形结构410的周向未封闭，环形结构410的内周面和管体100的外周面中的一个设有第一卡凸412，另一个设有卡槽120，第一卡凸412与卡槽120卡接，连接更可靠。

防护结构400还包括自环形结构410沿轴线凸伸的多个凸爪420，多个凸爪420周向间隔地设置，凸爪420与衔接面322滑动接触且衔接面322平滑过渡。凸爪420具有一定的变形能力，方便再管体100转动后相应的变形。

更进一步地，环形结构410的周向未封闭，这样利用环形结构410的变形使得环形结构410能够更容易地箍在管体100外。

在一些实施例中，如图12所示，连接件200构造成嵌入部210，嵌入部210为周向未封闭的环形，连接件200的外周面形成为凸弧面211。这样利用连接件200的变形使得连接件200能够更容易地箍在管体100外。

如图14所示，连接件200的内周面和管体100的外周面中的一个设有第二卡凸212，另一个设有卡槽120，第二卡凸212与卡槽120卡接，连接更可靠。

一个具体实施例

本实施例提供了机器人线束接头组件10，包括第一接头310、第二接头320、连接件200防护结构400和波纹管。

本实施例创新性的选择了球面副的结构形式，连接件200的外周面为球形的凸弧面211，与之匹配的在第一接头310的内周面也设置有近乎相同直径的第一子弧面31121，同时在第二接头320的内周面也设置有近乎相同直径的第二子弧面321，第一接头310和第二接头320通过匹配的内外螺纹结构拧紧后，第一子弧面31121和第二子弧面321形成一个对称且共球心的凹弧面302，以实现与连接件200的凸弧面211配合，从而实现连接件200在第一接头310和第二接头320形成的凹弧面302中自由转动。

同时，由于结构上的设计，连接件200的外周面为非全球面，第一接头310和第二接头320形成的凹弧面302亦为非全球面，使得连接件200能沿着轴向自由旋转和轴向一定角度的摆动。

第二接头320内设有台阶槽311，利用台阶槽311的第一过渡台阶面3114实现连接件200的限位。

如图14所示，波纹管的外侧为台阶式结构，波纹管的外侧包括多个凸起部110和凹陷部，相邻凸起部110之间的凹陷部形成为卡槽120。

在装配过程中，连接件和防护结构通过其上的缺口的变形安装至波纹管上，通过各自结构上设定的卡凸和与波纹管上的卡槽扣紧，随后放入第一接头中，此时结构中凸弧面与第一子弧面贴合形成部分球副结构，随后将第二接头通过其上的内螺纹结构和第二接头的外螺纹结构实现两者相互拧紧，此时第二子弧面贴合凸弧面，从而完成了整体装配。

在实际运动过程中，当波纹管发生轴向旋转时将不受到限制，即带动其上的连接件和防护结构自由转动，当发生弯曲时，波纹管将带动其上的连接件进行一定范围内的摆动，同时会带动防护结构在第二结构上的衔接面接触，若摆动幅度较大时，防护结构上的卡爪将发生小范围的完全变形。

本实用新型还提供一种机器人线束接头，包括：连接件200，设有用于与管体100相连的接口201；接头部300，设有用于与待固定结构相连的连接结构323，接头部300和连接件200中的一个限定有容纳腔301，容纳腔301的至少部分表面为凹弧面302，另一个限定有嵌入部210，嵌入部210的至少部分表面为凸弧面211，其中，嵌入部210的至少一部分伸入容纳腔301内，且嵌入部210的凸弧面211与容纳腔301的凹弧面302接触或抵靠，使连接件200相对于接头部300可转动。

本实用新型还提供一种机器人，包括：机械臂；线束；如前述任一项的机器人线束接头组件10，机器人线束接头组件10的连接结构323与机械臂相连，线束穿设于机器人线束接头组件10的管体100内并经机器人线束接头组件10的接头部300与机械臂相连。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。