一种六轴电阻焊机器人的走线结构的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种六轴电阻焊机器人的走线结构。


背景技术：

2.六轴机器人一般由六轴机械臂和焊接机械手构成，焊接机械手安装在六轴机械臂的末端以极高的自由度对工件实施操作，然而各轴机械臂和机械手需要进行独立供电、通信，另外机械手还设有气动元件、液压元件或冷却元件等，这些元件都需要独立的管线来进行控制，特别应用于电阻焊机器人领域线束密度较高，给走线工作造成巨大挑战。
3.现有技术中，电阻焊机器人一般将接线盒集成在底座内部设置绕线盘，在机械臂运动过程中绕线盘根据动作需要对线束进行伸展和回缩操作，这种布线方式的缺陷在于：接线盒安装在底座内部不利于接线操作，线束一般要从底座的侧面或顶面出线孔穿出，其内部盘线构造复杂，底座设计结构大，制造成本和体积相应增大。随着机械臂的运动造成线束与底座多次弯折、磨损后，易出现断裂或损坏的风险，降低了线束的使用寿命。若线束内的线缆出现损坏则需要更换时，由于底座是封闭式，致使布线与维护时间长、操作不方便、维护成本较高、效率无法提高。同时由于底座设计结构复杂，线束在外面也需要较多的零件进行固定，增加了成本，也影响了美观，这就给第一轴的轴系设计造成了巨大难题。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种能简化线束安装过程，降低设备成本的六轴电阻焊机器人的走线结构。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种六轴电阻焊机器人的走线结构，所述六轴电阻焊机器人包括底座、转台和大臂，所述转台沿竖直轴线与所述底座转动连接，所述大臂沿水平轴线与所述转台转动连接，所述底座安装有用于驱动转台转动的第一驱动电机，所述转台安装有用于驱动大臂转动的第二驱动电机，所述走线结构包括：
6.接线盒，位于所述底座的外部，并与所述底座固接；
7.线束，是由若干控制线、供电线和/或流体输送管线组成的管线集合，所述线束的一端与所述接线盒连接；
8.所述线束具有：
9.第一卡固节点，所述第一卡固节点被装夹在所述转台上；
10.第二卡固节点，所述第二卡固节点被装夹在所述大臂上；
11.所述第一卡固节点与所述接线盒之间的所述线束处于无固定的自由状态，且这部分线束具有适配于所述转台转动行程的活动余量，以避免所述线束对所述转台的转动造成干涉；
12.所述第二卡固节点与所述第一卡固节点之间的所述线束处于无固定的自由状态，且这部分线束具有适配于所述大臂转动行程的活动余量，以避免所述线束对所述大臂的转动造成干涉。
13.在本实用新型的一可选实施例中，所述第一卡固节点被装夹在所述转台相对于所述底座转动时的回转中心的上方。
14.在本实用新型的一可选实施例中，所述第二卡固节点被装夹在所述大臂上与所述转台向背的一侧，所述第二卡固节点位于所述大臂相对于所述转台转动时的回转中心处。
15.在本实用新型的一可选实施例中，所述第一卡固节点被装夹在所述转台的顶面，所述第一卡固节点与所述第二卡固节点之间的线束的布设路径如下：
16.所述线束自所述第二卡固节点先向下弯曲，然后成螺旋状绕过所述大臂与所述转台之间的转轴，并贴附于所述转台的顶面，最后沿所述转台的顶面延伸至所述第一卡固节点。
17.在本实用新型的一可选实施例中，所述接线盒与所述第一卡固节点之间的线束形成一拱形部，以避开所述转台相对于所述底座转动时的运动轨迹。
18.在本实用新型的一可选实施例中，所述接线盒具有向上凸伸设置的延伸段，所述延伸段的上端悬伸至所述转台相对于底座转动时的回转中心的上方，所述线束连接于该延伸段的上端。
19.在本实用新型的一可选实施例中，所述转台上设有一贯穿所述转台两侧的过线孔，所述接线盒与所述第二卡固节点之间的线束的布设路径如下：
20.所述线束自所述延伸段的上端首先成u型向下弯曲，然后穿过所述过线孔，最后向所述大臂的回转中心所在方向弯曲并延伸至所述第二卡固节点。
21.在本实用新型的一可选实施例中，所述第一卡固节点被装夹在所述过线孔内。
22.在本实用新型的一可选实施例中，所述接线盒具有竖直向上凸伸设置的延伸段，所述接线盒与所述第二卡固节点之间的线束的布设路径如下：
23.所述线束自所述接线盒上端向上延伸一段距离，然后成u型向下弯曲至所述第一卡固节点；自所述第一卡固节点向下延伸一段距离，然后成u型斜向上弯曲至所述第二卡固节点。
24.在本实用新型的一可选实施例中，所述第一驱动电机安装于所述底座内部，所述第一驱动电机通过导线与所述接线盒连接，所述底座与所述接线盒之间设有供所述导线穿过的走线孔。
25.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型还提供一种六轴电阻焊机器人的走线结构，所述六轴电阻焊机器人包括底座、转台、大臂和小臂，所述转台沿竖直轴线与所述底座转动连接，所述大臂沿水平轴线与所述转台转动连接，所述小臂沿水平轴线与所述大臂转动连接；
26.所述小臂为中空的管状结构，所述走线结构包括：
27.线束，所述线束的第一端固定于所述底座的外壁，且所述线束上靠近所述第一端的区段布设于所述转台的顶面；所述线束的第二端穿插于所述小臂的中心孔内，并延伸至所述小臂的前端；所述转台与所述小臂之间的线束悬置于所述大臂的旁侧，且这部分线束的长度大于所述大臂的长度，以使其具有一定的活动余量；
28.弹性张紧单元，连接在所述大臂与所述线束之间，以使所述转台与所述小臂之间的线束处于弹性张紧状态。
29.本实用新型的技术效果在于：
30.本实用新型摒弃了传统思维，克服了现有技术偏见，将接线盒和线束均设置在机械臂外部，提高了接线的便利性，维护方便。另外，本实用新型通过对线束的巧妙布局，利用极简的结构设计实现了线束与机械臂之间的相互避让，降低了设备成本，结构紧凑简单，提高了线束使用寿命。
31.第一卡固节点位于所述转台相对于所述底座转动时的回转中心的上方，因此当转台相对于底座转动时，第一卡固节点的位置基本保持不变，从而使第一卡固节点与接线盒之间的线束的位置也基本保持不变，仅仅会出现少许弯曲；由此可以看出，本实用新型的这种布线方式无需预留太多的活动余量，减小了线束长度，这一方面使设备外观结构更加紧凑，不易与周边设备产生干涉，另一方面也能够减小线束的活动频率和活动幅度，提高线束使用寿命。
32.第二卡固节点位于所述大臂相对于所述转台转动时的回转中心处，因此当大臂相对于转台转动时，第二卡固节点的位置几乎保持不变，所以第二卡固节点与第一卡固节点之间的线束也无需预留太多的活动余量，同样减小了线束长度，使设备外观结构更加紧凑，不易与周边设备产生干涉，减小线束的活动频率和活动幅度，提高线束使用寿命。
33.线束绕过大臂与转台之间的转轴，能够避免线束出现小半径折弯，缓解线束的应力疲劳，提高线束使用寿命。
附图说明
34.图1是本实用新型的实施例1所提供的六轴电阻焊机器人的走线结构的立体图；
35.图2是本实用新型的实施例1所提供的六轴电阻焊机器人的走线结构的另一视角的立体图；
36.图3是本实用新型的实施例1所提供的线束布置路径的立体图；
37.图4是本实用新型的实施例2所提供的六轴电阻焊机器人的走线结构的立体图；
38.图5是本实用新型的实施例2所提供的六轴电阻焊机器人的走线结构的另一视角的立体图；
39.图6是本实用新型的实施例2所提供的线束布置路径的立体图；
40.图7是本实用新型的实施例3所提供的线束布置路径的立体图。
具体实施方式
41.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.请参阅图1-6所示，一种六轴电阻焊机器人的走线结构，所述走线结构包括接线盒61和线束90。
43.请参阅图1、2、4、5所示，所述六轴电阻焊机器人包括底座60、转台70和大臂80，所述转台70沿竖直轴线与所述底座60转动连接，所述大臂80沿水平轴线与所述转台70转动连接，所述底座60安装有用于驱动转台70转动的第一驱动电机，所述转台70安装有用于驱动
大臂80转动的第二驱动电机；可以理解的是，本实用新型仅对六轴电阻焊机器人的固定端的部分线束90布置进行改进，因此本案仅示出了六轴电阻焊机器人的固定端的部分结构，即底座60、转台70和大臂80，实际上，所述六轴电阻焊机器人还应当包括与大臂80连接的小臂，小臂前端设置的第五轴、第六抽，以及连接在第六轴末端的焊接执行机构，即焊接机械手。
44.请参阅图1-6所示，所述接线盒61位于所述底座60的外部，并与所述底座60固接。可以理解的是，所述接线盒61用于线束90与外部设备之间的连接，所述外部设备例如包括电源、控制终端、高压气源、液压源或制冷系统等，所述接线盒61例如可以具有插座等能够与线束90实施快速连接的结构。
45.所述线束90是由若干控制线、供电线和/或流体输送管线等组成的管线集合，所述线束90的一端与所述接线盒61连接；可以理解的是，各管线例如可以被包裹在一根或多根保护套管内，这一方面能够为各管线提供保护，另一方面也便于对线束90进行整体引导和固定。
46.请参阅图1-6所示，所述线束90具有第一卡固节点91和第二卡固节点92，所述第一卡固节点91被装夹在所述转台70上；所述第二卡固节点92被装夹在所述大臂80上，在具体实施例中，所述第一卡固节点91和所述第二卡固节点92例如可以采用线束卡箍或绑带固定于所述转台70或大臂80上；所述第一卡固节点91与所述接线盒61之间的所述线束90处于无固定的自由状态，且这部分线束90具有适配于所述转台70转动行程的活动余量，以避免所述线束90对所述转台70的转动造成干涉；所述第二卡固节点92与所述第一卡固节点91之间的所述线束90处于无固定的自由状态，且这部分线束90具有适配于所述大臂80转动行程的活动余量，以避免所述线束90对所述大臂80的转动造成干涉。
47.本实用新型将接线盒61和线束90均设置在六轴机械臂的外侧，便于操作人员进行接线操作。需要说明的是，现有技术一般将总线接口设置在底座60内部，然后通过一系列复杂的引导结构来布设线束90，以避免线束90对机械臂的运动造成干涉；而本实用新型摒弃了传统思维，克服了现有技术偏见，将接线盒61和线束90设置在机械臂外部，提高了接线的便利性，另外，本实用新型通过对线束90的巧妙布局，利用极简的结构设计实现了线束90与机械臂之间的相互避让，降低了设备成本，提高了线束90使用寿命。
48.以下结合三种不同的具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
49.实施例1
50.请参阅图1-3所示，本实施例中，所述第一卡固节点91被装夹在所述转台70相对于所述底座60转动时的回转中心的上方。所述第二卡固节点92被装夹在所述大臂80上与所述转台70向背的一侧，所述第二卡固节点92位于所述大臂80相对于所述转台70转动时的回转中心处。
51.可以理解的是，由于第一卡固节点91位于所述转台70相对于所述底座60转动时的回转中心的上方，因此当转台70相对于底座60转动时，第一卡固节点91的位置基本保持不变，从而使第一卡固节点91与接线盒61之间的线束90的位置也基本保持不变，仅仅会出现少许弯曲；由此可以看出，本实用新型的这种布线方式无需预留太多的活动余量，减小了线束90长度，这一方面使设备外观结构更加紧凑，不易与周边设备产生干涉，另一方面也能够减小线束90的活动频率和活动幅度，提高线束90使用寿命。
52.同样的，由于第二卡固节点92位于所述大臂80相对于所述转台70转动时的回转中心处，因此当大臂80相对于转台70转动时，第二卡固节点92的位置几乎保持不变，所以第二卡固节点92与第一卡固节点91之间的线束90也无需预留太多的活动余量，同样减小了线束90长度，使设备外观结构更加紧凑，不易与周边设备产生干涉，减小线束90的活动频率和活动幅度，提高线束90使用寿命。
53.具体的，本实施例中，所述第一卡固节点91被装夹在所述转台70的顶面，所述第一卡固节点91与所述第二卡固节点92之间的线束90的布设路径如下：所述线束90自所述第二卡固节点92先向下弯曲，然后成螺旋状绕过所述大臂80与所述转台70之间的转轴，并贴附于所述转台70的顶面，最后沿所述转台70的顶面延伸至所述第一卡固节点91。所述接线盒61与所述第一卡固节点91之间的线束90形成一拱形部，以避开所述转台70相对于所述底座60转动时的运动轨迹。
54.可以理解的是，本实施例将线束90绕过大臂80与转台70之间的转轴，能够避免线束90出现小半径折弯，缓解线束90的应力疲劳，提高线束90使用寿命。
55.实施例2
56.请参阅图4-6所示，本实施例中，所述第二卡固节点92被装夹在所述大臂80上与所述转台70向背的一侧，所述第二卡固节点92位于所述大臂80相对于所述转台70转动时的回转中心处。
57.本实施例的上述结构与实施例1相同，其功能也与实施例1相同，因此不再赘述。
58.本实施例的所述接线盒61具有向上凸伸设置的延伸段，所述延伸段的上端悬伸至所述转台70相对于底座60转动时的回转中心的上方，所述线束90连接于该延伸段的上端。可以理解的是，本实施例中线束90与接线盒61之间的连接位置位于转台70相对于底座60转动时的回转中心的上方，因此当转台70转动时，接线盒61与第一卡固节点91之间的线束90几乎是整体随转台70同步转动的，因此线束90本身不会产生太剧烈的形变。
59.具体的，所述转台70上设有一贯穿所述转台70两侧的过线孔71，所述接线盒61与所述第二卡固节点92之间的线束90的布设路径如下：所述线束90自所述延伸段的上端首先成u型向下弯曲，然后穿过所述过线孔71，最后向所述大臂80的回转中心所在方向弯曲并延伸至所述第二卡固节点92。所述第一卡固节点91被装夹在所述过线孔71内。
60.本实施例将线束90穿过转台70，从而使线束90具有充足的弯曲半径，同样是为了缓解线束90的应力疲劳。
61.实施例3
62.请参阅图7所示，本实施例中，所述六轴电阻焊机器人包括底座60、转台70、大臂80和小臂100，所述转台70沿竖直轴线与所述底座60转动连接，所述大臂80沿水平轴线与所述转台70转动连接，所述小臂100沿水平轴线与所述大臂80转动连接；所述小臂100为中空的管状结构，所述走线结构包括线束90和弹性张紧单元81。
63.具体的，所述线束90的第一端固定于所述底座60的外壁，且所述线束90上靠近所述第一端的区段布设于所述转台70的顶面；所述线束90的第二端穿插于所述小臂100的中心孔内，并延伸至所述小臂100的前端；所述转台70与所述小臂100之间的线束90悬置于所述大臂80的旁侧，且这部分线束90的长度大于所述大臂80的长度，以使其具有一定的活动余量；所述弹性张紧单元81连接在所述大臂80与所述线束90之间，以使所述转台70与所述
小臂100之间的线束90处于弹性张紧状态。
64.可以理解的是，本实施例中，转台70与小臂100之间的线束90处于悬置状态，且中间存在下垂，当大臂80相对于转台70向下摆动或小臂100相对于大臂80向下摆动时，线束90会分别在转台和小臂的端部形成缠绕，此时下垂部分的余量能够补充到缠绕区域，避免线束90绷直；另外，本实用新型在线束90与大臂80之间设置弹性张紧单元81，所述弹性张紧单元81例如可以是拉簧或压簧，弹性张紧单元81能够对线束90的下垂部分进行约束，防止其随意摆动。在进一步实施例中，所述线束90例如可以通过卡扣固定于所述转台70和所述小臂100上，为了避免线束90对转台70的转动造成干涉，线束90与转台70之间的卡扣例如可以设置在转台70回转中心的上方。
65.请参阅图7所示，进一步的，本实施例中的底座外侧例如可以不设置接线盒，而是将所述线束直接接在机器人机柜内，线束与底座外壁之间例如可以通过管夹进行固定，转台相对于底座转动时，转台与底座之间的线束的两端均能够保持在固定的位置，避免该段线束在转台转动过程中产生拉扯。
66.可以理解的是，上述实施例仅作为实现本实用新型的可选方案，具体应用中，所述线束90也可以采用其它方式进行布置，只要保证第一卡固节点91和第二卡固节点92的位置相对固定，并保证线束90对机器人运行无干涉即可。例如所述第一卡固节点91被装夹在所述转台70相对于所述底座60转动时的回转中心的上方。所述第二卡固节点92被装夹在所述大臂80上与所述转台70向背的一侧，所述第二卡固节点92位于所述大臂80相对于所述转台70转动时的回转中心处。所述接线盒61具有竖直向上凸伸设置的延伸段，所述接线盒61与所述第二卡固节点92之间的线束90的布设路径如下：所述线束90自所述接线盒61上端向上延伸一段距离，然后成u型向下弯曲至所述第一卡固节点91；自所述第一卡固节点91向下延伸一段距离，然后成u型斜向上弯曲至所述第二卡固节点92。可以理解的是，本实施例将线束90弯曲成s形，同样能够避免线束90产生小半径弯曲。
67.在上述各实施例中，所述第一驱动电机安装于所述底座60内部，所述第一驱动电机通过导线与所述接线盒61连接，所述底座60与所述接线盒61之间设有供所述导线穿过的走线孔，本实用新型中的第一驱动电机采用单独的导线进行控制，从而简化了底座60内部结构。
68.本实用新型中所述的第一卡固节点、第二卡固节点设计的走线路径不仅限于上述实施例。
69.综上所述，本实用新型将接线盒61和线束90均设置在六轴机械臂的外侧，便于操作人员进行接线操作、维护方便。本实用新型摒弃了传统思维，克服了现有技术偏见，将接线盒61和线束90设置在机械臂外部，提高了接线的便利性，另外，本实用新型通过对线束90的巧妙布局，利用极简的结构设计实现了线束90与机械臂之间的相互避让，降低了设备成本，结构紧凑简单，提高了线束90使用寿命。第一卡固节点91位于所述转台70相对于所述底座60转动时的回转中心的上方，因此当转台70相对于底座60转动时，第一卡固节点91的位置基本保持不变，从而使第一卡固节点91与接线盒61之间的线束90的位置也基本保持不变，仅仅会出现少许弯曲；由此可以看出，本实用新型的这种布线方式无需预留太多的活动余量，减小了线束90长度，这一方面使设备外观结构更加紧凑，不易与周边设备产生干涉，另一方面也能够减小线束90的活动频率和活动幅度，提高线束90使用寿命。第二卡固节点
92位于所述大臂80相对于所述转台70转动时的回转中心处，因此当大臂80相对于转台70转动时，第二卡固节点92的位置几乎保持不变，所以第二卡固节点92与第一卡固节点91之间的线束90也无需预留太多的活动余量，同样减小了线束90长度，使设备外观结构更加紧凑，不易与周边设备产生干涉，减小线束90的活动频率和活动幅度，提高线束90使用寿命。线束90绕过大臂80与转台70之间的转轴，能够避免线束90出现小半径折弯，缓解线束90的应力疲劳，提高线束90使用寿命。
70.本实用新型通过将接线盒和线束均设置在机器臂外部的设计特性，使电阻焊机器人底座体积大大缩小，彻底解决了现有技术线束与底座之间产生磨损、弯折带来的线束断裂、损坏问题。本实用新型所提供的走线结构，给机器人操作人员带来的维护、布线、检修方便，提高了维护效率，又通过接线盒固接在底座和第一卡固节点的设置、以及第二卡固节点的设置形成两段线束无固定的自由状态来提供转动行程的活动余量，大大减少线束与机械臂转动摩擦以及线速的活动频率、幅度，有效保护线束安全运行、且结构设计和加工工艺简单，成本大幅度降度，使得机器人本体从重量和体积方面都带来了巨大的改变，使电阻焊机器人本体更轻量化，同时不影响机器人本体的负载重量。
71.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
72.本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。