一种便于维护的四轴机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种便于维护的四轴机器人。

背景技术：

机器人加工替代人手加工是现代社会工业生产的趋势。为提高机器人的灵活度以实现各种加工动作，一般分别在机器人的各活动关节处设置独立运动的电机。

请参阅图1，一种四轴机器人包括设置在工作台台面(图未示)上的底座10、设置在所述底座10上并绕垂直于所述工作台台面的直线转动的旋转座20、与所述旋转座20铰接并绕平行于所述工作台台面的直线转动的第一转动关节30、与所述第一转动关节30铰接并绕平行于所述第一转动关节30轴线的直线转动的第二转动关节40以及安装在所述第二转动关节40远离所述第一转动关节30的末端并绕垂直于所述工作台台面的直线转动的终端50。为带动所述旋转座20、所述第一转动关节30、所述第二转动关节40以及所述终端50各自绕轴转动，在各关节的连接处的分别设有独立的电机，包括位于所述旋转座20上并带动所述旋转座20旋转的第一电机1、位于所述旋转座20与所述第一转动关节30的铰接处并带动所述第一转动关节30转动的第二电机2、位于所述第一转动关节30与所述第二转动关节40的铰接处并带动所述第二转动关节40转动的第三电机3以及位于所述第二转动关节40远离所述第一转动关节30的末端并带动所述终端50转动的第四电机4。在所述第一电机1、所述第二电机2、所述第三电机3以及第四电机4的带动下实现四轴方向的运动。此外，为驱动所述第一电机1、所述第二电机2、所述第三电机3以及第四电机4，在所述第一电机1、所述第二电机2、所述第三电机3以及第四电机4上各自设有独立的电池进行供电。

从上述四轴机器人结构可以看出，每当独立向所述第一电机1、所述第二电机2、所述第三电机3以及第四电机4供电的各个电池电量过低时，需要逐个进行电池更换，从而造成频繁停机，影响工作效率。而且频繁停机还会引起机器人故障，不利于机器人的维护。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供一种便于维护的四轴机器人，从而减少因更换电池而造成的频繁停机。

本发明采取的技术方案如下：

一种便于维护的四轴机器人，包括

底座，所述底座侧面上设有开口；

旋转座，所述旋转座设置在所述底座上并绕轴转动；

第一转动关节，所述第一转动关节与所述旋转座铰接并绕与所述旋转座的轴线相垂直的直线转动；

第二转动关节，所述第二转动关节与所述第一转动关节铰接并绕与所述第一转动关节的轴线相平行的直线转动；

终端，所述终端设置在所述第二转动关节远离所述第一转动关节的末端，并绕与所述旋转座的轴线平行的直线转动；

驱动电机单元，包括带动所述旋转座绕轴转动的第一电机、带动所述第一转动关节转动的第二电机、带动所述第二转动关节转动的第三电机以及带动所述终端转动的第四电机；以及

集成电池单元，所述集成电池单元活动安装在所述底座上；包括盖设在所述底座开口上的支撑板、固设在所述支撑板朝向所述底座内部的板面上的电池支撑板、固设在所述电池支撑板上的电池板以及连通所述底座与所述旋转座的过线管；所述旋转座上设有与所述过线管入口相接的开口，与所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机以及所述第四电机连接的线缆从所述过线管入口进入所述过线管，从所述过线出口进入所述底座后与所述电池板连接。

与现有技术相比较，本发明的四轴机器人将控制各关节转动的电源集中到底座，从而减少更换电池频率，便于机器人组件的维护，提高生产效率。

进一步，还包括线缆支持单元；所述线缆支持单元包括设置在所述过线管入口处的第一支撑件；所述第一支撑件设有沿与所述过线管轴线平行的方向延伸且位于所述过线管入口上方的固定部；所述固定部一侧侧面朝向所述过线管的轴线，且沿所述过线管轴线方向投影，所述固定部朝向所述过线管轴线的侧面与以所述过线管为圆心的圆相切；所述线缆固定在所述固定部朝向所述过线管轴线的侧面上。第一支撑件支撑线缆，分隔旋转座与线缆以减少磨损的同时，保证线缆沿过线管轴线延伸，以最短距离进入底座，将线缆的长度余量保持在底座内，以便于维护时防止线缆的脱落。

进一步，所述线缆支持单元还包括设置在所述过线管出口处的第二支撑件；所述第二支撑件设有沿与所述过线管轴线平行的方向延伸且位于所述过线管入口下方的支撑部；所述支撑部一侧侧面朝向所述过线管的轴线，且沿所述过线管轴线方向投影，所述支撑部朝向所述过线管轴线的侧面与以所述过线管为圆心的圆相切。第二支撑件进一步支撑线缆，防止其与底座相接触，且保持线缆在过线管内沿轴线延伸。

进一步，所述集成电池单元还包括固设在所述支撑板朝向所述底座内部的板面上的绑线板支撑板以及固设在所述绑线板支撑板上的绑线板；从所述过线出口进入所述底座的线缆固定在所述绑线板后，再与所述电池板连接。通过绑线板固定线缆，使得维护而拉扯线缆时，线缆不容易从电池板上脱落。

进一步，所述电池支撑板与所述绑线板支撑板相互平行；所述电池板设置在朝向所述绑线板支撑板的一侧板面上，所述绑线板设置在朝向所述电池支撑板的一侧板面上。相互靠近的绑线板与电池板有利于线缆的连线。

进一步，所述绑线板为两个且分别设置在所述绑线板支撑板的两板面。两绑线板便于灵活走线。

进一步，所述过线管的轴线与所述旋转座的转动轴轴线相互重合，从而使得线缆在旋转座的轴线上通过，减少相对于旋转座的磨损。

进一步，所述固定部上设有两个以上通孔。扎线带穿过两通孔的方式可将线缆固定在固定部的侧面上。

进一步，所述线缆支撑单元还包括安装在所述固定部朝向所述过线轴轴线的侧面上的第一压线件以及安装在所述支撑部朝向所述过线轴轴线的侧面上的第二压线件；所述线缆在所述固定部与所述第一压线件之间以及所述支撑部与所述第二压线件之间通过。第一压线件和第二压线件在安装多根线缆时起到稳固作用。

进一步，所述过线管与所述底座固定，所述第一支撑件与所述第二支撑件固设在所述过线管上，所述旋转座相对所述第一支撑件、所述第二支撑件以及所述过线管转动。线缆在静止的第一支撑件、第二支撑件以及过线管通过，减少相对运动，从而减少磨损。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有技术中的一种四轴机器人；

图2为本发明中四轴机器人的整体结构示意图；

图3为本发明中机器人组件的整体结构示意图；

图4为本发明机器人组件中沿图3线a-a方向的正剖视投影图；

图5为本发明中集成电池单元的结构示意图；

图6为本发明中绑线板的结构示意图；

图7为本发明中绑线板支撑板的结构示意图；

图8为本发明中第一支撑件与第一压线件的结构示意图；

图9为本发明中第二支撑件与第二压线件的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2，使用本发明中便于维护的机器人组件的四轴机器人包括设置在工作台台面(图未示)上的底座10、设置在所述底座10上并绕垂直于所述工作台台面的直线转动的旋转座20、与所述旋转座20铰接并绕平行于所述工作台台面的直线转动的第一转动关节30、与所述第一转动关节30铰接并绕平行于所述第一转动关节30轴线的直线转动的第二转动关节40、安装在所述第二转动关节40远离所述第一转动关节30的末端并绕垂直于所述工作台台面的直线转动的终端50、驱动电机单元60以及与所述驱动电机单元60连接的集成电池单元70。所述驱动电机单元60包括位于所述旋转座20上并带动所述旋转座20旋转的第一电机61、位于所述旋转座20与所述第一转动关节30的铰接处并带动所述第一转动关节30转动的第二电机62、位于所述第一转动关节30与所述第二转动关节40的铰接处并带动所述第二转动关节40转动的第三电机63以及位于所述第二转动关节40远离所述第一转动关节30的末端并带动所述终端50转动的第四电机64。在所述第一电机61、所述第二电机62、所述第三电机63以及第四电机64的带动下实现机器人四轴方向的运动。所述驱动电机单元60通过多根线缆100分别与所述第一电机61、所述第二电机62、所述第三电机63以及第四电机64连接以进行供电。只有当所述驱动电机单元60电量不足时才需要进行更换电池，从而减少更换电池的频率，提高工作效率。

其中，请结合参阅图3到图5，为便于更换电池，所述集成电池单元70设置在保持静止的底座10内，所述底座10一侧侧面上设有开口(图未示)。所述集成电池单元70包括盖合在所述底座10开口外侧的支撑板71、固定在所述支撑板71朝向所述底座10内侧板面上的电池支撑板72、固设在所述电池支撑板72上的电池板73以及连通所述旋转座20与所述底座10内部的过线管74。所述支撑板71通过螺钉安装在所述底座10的外侧面。优选地，所述电池板73通过螺钉安装在所述电池支撑板72上并与所述电池支撑板72分开一定距离以便于散热。所述旋转座20设有与所述过线管74入口相接的开口。连接所述第一电机61、所述第二电机62、所述第三电机63以及第四电机64的线缆100在机器人外部走线并集中到所述过线管74的入口，然后通过所述过线管74穿过所述旋转座20进入所述底座10内部，并与所述电池板73连接。优选地，所述过线管74的轴线与所述旋转座20的轴线重合并与所述底座10固定，所述旋转座20绕垂直于所述工作台台面的直线转动时，所述线缆100相对于所述过线管74静止，从而减少所述线缆100与所述底座10、所述旋转座20的磨损，减少故障率。进一步，所述集成电池单元70还包括固设在所述支撑板71朝向所述底座10内侧板面上的绑线板支撑板75以及设置在所述绑线板支撑板75上的绑线板76。请参阅图6，所述绑线板76板面上设有多个并排用于夹持所述线缆100的u型缺口761，所述u型缺口761朝向外侧。优选地，所述绑线板支撑板75与所述电池支撑板72的板面相互平行，所述电池板73安装在所述电池支撑板72朝向所述绑线板支撑板75的一侧板面上，所述绑线板76通过螺钉固定在所述绑线板支撑板75朝向所述电池支撑板72的一侧板面上；进一步，所述绑线板76的数量为2个，请参阅图7，所述绑线板支撑板75的板面上设有4个中心连线为矩形且用于安装所述绑线板76的螺孔751以及设置在所述绑线板支撑板75板面上的缺口752，两绑线板76分别通过螺钉设置在所述绑线板支撑板75两侧板面上，且位于所述缺口752上方，所述绑线板76相对平行并错开设置在所述缺口752上，操作人员可根据需要将所述线缆100穿过所述缺口752并灵活固定到所述绑线板76的u型缺口761内，以进行灵活走线。维修或更换所述电池板73时，松开将所述支撑板71固定在所述底座10上的螺钉，将所述支撑板71往远离所述底座10的方向移动，所述电池支撑板72以及所述绑线板支撑板75随之移动，使得所述电池板73、所述绑线板76以及固定在所述绑线板76上的线缆100移出所述底座10并进行维修或更换所述电池板73，方便维护。

进一步，通过将所述第一电机61、所述第二电机62、所述第三电机63以及第四电机64电源改为集中设置在所述底座10内的电池板73后，维修或更换所述电池板73时需要将所述集成电池单元70拉出所述底座10，并向所述底座10外拉扯所述线缆100，因此所述线缆100经常会受到拉扯。在这种情况下，如果所述线缆100没有充足长度余量的话，在拉扯过程中容易从所述绑线板76脱落，甚至与所述电池板73分离，为维护带来一定的麻烦。为保证所述线缆100的长度余量能提供维修或更换电池时使用，所述过线管74的轴线与所述工作台台面垂直并与所述旋转座20的轴线重合，该便于维护的机器人组件还包括设置在所述过线管74入口与出口的线缆支撑单元80以保证所述线缆100以最短距离垂直进入所述过线管74，其长度余量保留在所述底座10内。所述线缆支撑单元80包括固设在所述过线管74入口处的第一支撑件81和固设所述过线管74出口处的第二支撑件82。在一个实施例中，所述过线管74的出口端与所述底座10固定，在所述旋转座20转动时，所述过线管74保持绝对静止，所述第一支撑件81、第二支撑件82均固设在所述过线管74上，所述旋转座20相对所述过线管74、所述第一支撑件81、所述第二支撑件82以及穿过所述过线管74的线缆100转动。在另外一个实施例中，所述过线管74的入口端与所述旋转座20固定，所述第一支撑件81固定在所述旋转座20上，所述第二支撑件82固定在所述过线管74上，所述旋转座20转动时，所述过线管74、所述第一支撑件81、所述第二支撑件82与所述旋转座20保持相对静止。在另外一个实施例中，所述过线管74与所述底座10固定，所述第一支撑件81固定在所述旋转座20上，所述第二支撑件82固定在所述过线管74上，所述旋转座20转动时，所述旋转座20相对于所述过线管74、所述第二支撑件82转动。请结合参阅图8和图9，所述第一支撑件81设有沿所述过线管74轴线方向延伸且位于所述过线管74入口上方的固定部811。所述固定部811为板状且一侧板面朝向所述过线管74的轴线；优选地，沿所述过线管74的轴线方向投影，所述固定部811一侧面朝向所述过线管74的轴心且与以所述过线管74的轴心为圆心的圆相切，其半径为r1，使得所述旋转座20绕轴且相对于所述过线管74转动时，所述固定部811朝向所述过线管74轴心的侧面始终绕所述过线管74的轴心转动。进一步，所述固定部811上设有两个以上通孔812，扎线带穿过两通孔812并将经过所述固定部811的线缆100压紧在所述固定部811上。所述第二支撑件82设有位于所述过线管出口下方且沿与所述过线管74轴线平行的方向延伸的支撑部821，沿所述过线管74的轴线方向投影，所述支撑部821一侧面朝向所述过线管74的轴心且与以所述过线管74的轴心为圆心的圆相切，其半径为r2；优选地，与所述固定部811相切的圆和与所述支撑部821相切的圆其圆圆心重合，且r1等于r2，从而使得固定在所述固定部811上的线缆100进入所述过线管74后，以与所述过线管74轴线平行的方向延伸，并在所述过线管74出口处被所述支撑部821支撑，在防止所述线缆100与所述底座10以及所述旋转座20发生磨损的同时，使得所述线缆100以最短的长度距离进入所述底座10，大部分长度余量保留在所述底座10中以供拉出所述集成电池单元70使用。进一步，所述线缆支撑单元80还设有固设在所述固定部811的第一压线件83以及固设在所述支撑部821的第二压线件84，所述线缆100在所述第一压线件83和所述固定部811之间以及所述第二压线件84和所述支撑部821之间通过。在本实施例中，所述第一压线件83和所述第二压线件84成半圆环型并通过螺钉安装，所述线缆100在环内通过。由于连接所述第一电机61、所述第二电机62、所述第三电机63以及第四电机64的线缆100数量为一根以上，多根线缆100通过所述第一支撑件81和所述第二支撑件82而难以用扎线带固定时，所述第一压线件83和所述第二压线件84起到所述线缆100压紧、稳定的作用。

与现有技术相比较，本发明的四轴机器人将控制各关节转动的电源集中到底座，从而减少更换电池频率，便于四轴机器人的维护，提高生产效率。而且设有线缆支持单元，在分隔旋转座、底座与线缆以减少磨损的同时，保证线缆沿过线管轴线延伸，以最短距离进入底座，将线缆的长度余量保持在底座内，以便于维护时防止线缆的脱落。进一步，还设有与电池板相互靠近的绑线板，能防止线缆从电池板上脱落。此外，在第一压线件和第二压线件的作用下，对于多根线缆也能安装稳固。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。