一种紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂

技术领域

本申请涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂。

背景技术

现有技术的机械臂将每一组伺服机构的线束单独排列走线，线束从相邻两组伺服机构的中间或者前方穿过，直接连接到下一级接线位置，而由于每一组线束都是在两组伺服机构的中间缝隙中穿过，在缝隙较大、线束较少的情况下，很多问题被掩盖。

在芯片制造领域，设备趋于小型化精密化，为了将机械臂做到小型化，各个伺服机构安装更加紧密，相邻伺服机构的伺服电机之间的间距非常小，导致各种线束与伺服电机之间摩擦力增大，摩擦生热，另外伺服电机由于被线束紧密环绕，无法良好散热，伺服电机寿命减少。更重要的是，由于线束之间摩擦力的存在，而线束终端连接着执行机构，导致伺服电机的负载显著增大，并且这种摩擦力大小呈不规则变化，导致在调节伺服电机的增益等相关参数时需要逐个去调节，当工况变化时，这些参数基本上又会失效，需要重新调节，费时费力。

发明内容

本申请的目的包括，提供了一种紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂，其能够减少线束与伺服电机之间的摩擦力，减少摩擦产热，降低伺服电机的负载。

本申请可以这样实现：

本申请提供了一种紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂，其包括机械臂主体、线束导向块、多个气管以及多个伺服机构，所述线束导向块与所述机械臂主体相连接；

所述线束导向块包括第一导向块和第二导向块，所述第一导向块和所述第二导向块沿竖向排布，所述第一导向块和所述第二导向块均设置于所述机械臂主体上，所述第一导向块和所述第二导向块上均开设有多个导向孔，每个所述导向孔内均设置有导向件，每个所述导向件上开设有多条导向通道，每条所述导向通道内均设置有导向轮；

每个所述伺服机构均包括吸嘴和伺服电机，所述吸嘴和所述伺服电机均设置于所述机械臂主体上，多个所述伺服机构中的所述吸嘴和所述伺服电机均沿水平方向均匀间隔设置；

多个所述气管与多个所述吸嘴一一对应地连接，位于两侧的所述气管远离所述吸嘴的一端由下至上穿过对应的所述导向孔并途径所述伺服电机的侧面后连接于所述机械臂主体上，位于中部的所述气管远离所述吸嘴的一端由下至上穿过对应的所述导向孔并途径相邻两个所述伺服电机之间的间隙后连接于所述机械臂主体上；

每个所述伺服机构均包括光电开关，每个所述光电开关上均设置有第二导线，多个所述第二导线沿水平方向集束并延伸至所述机械臂主体的一侧，多个所述第二导线通过扎紧件集束；所述机械臂主体上设置有隔离板，所述第二导向块设置于所述隔离板的一侧，所述光电开关设置于所述隔离板的另一侧。

可选的，所述机械臂还包括多个地线，多个所述地线与多个所述吸嘴一一对应地连接，位于两侧的所述地线远离所述吸嘴的一端由下至上穿过对应的所述导向孔并途径所述伺服电机的侧面后连接于所述机械臂主体上，位于中部的所述地线远离所述吸嘴的一端由下至上穿过对应的所述导向孔并途径相邻两个所述伺服电机之间的间隙后连接于所述机械臂主体上。

可选的，所述机械臂还包括多个热缩管，单个所述热缩管套设其中一个所述地线以及与所述地线相邻的一个所述气管。

可选的，每个所述伺服电机上均设置有第一导线，多个所述第一导线沿水平方向集束并延伸至所述机械臂主体的一侧，多个所述第一导线通过扎紧件集束。

可选的，每个所述伺服机构还包括传动组件，在单个所述伺服机构中，所述伺服电机的输出轴与所述传动组件传动连接，所述传动组件与所述吸嘴相连接，以驱使所述吸嘴沿竖向移动。

可选的，所述传动组件包括齿轮和齿条，所述伺服电机的输出轴与所述齿轮相连接，所述齿条滑动设置于所述机械臂主体上，且所述齿条与所述齿轮相配合，所述吸嘴与所述齿条相连接。

可选的，每个所述伺服机构还包括导向轴和固定块，所述导向轴与所述齿条平行设置，所述导向轴滑动设置于所述机械臂主体上，所述固定块同时连接所述导向轴与所述齿条，所述吸嘴设置于所述固定块上。

可选的，所述导向轴和所述齿条上均设置有直线轴承。

本申请的紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂的有益效果包括，为了减少线束与伺服电机之间的摩擦力，减少摩擦产热，降低伺服电机的负载，在机械臂主体上设置线束导向块，线束导向块包括第一导向块和第二导向块，第一导向块和第二导向块上的导向孔内设置有导向件，每个导向件上的导向通道内设置有导向轮；在将多个气管与多个吸嘴一一对应地连接后，将位于两侧的气管远离吸嘴的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径伺服电机的侧面后连接于机械臂主体上，将位于中部的气管远离吸嘴的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径相邻两个伺服电机之间的间隙后连接于机械臂主体上，从而将多个气管分散开，相邻伺服电机之间不会聚集太多的气管，且气管经导向轮时利用导向轮的滚动摩擦降低了摩擦力，降低了设备能量损耗，提升了设备效率，减少了线束与伺服电机之间的摩擦力，减少了摩擦产热，降低了伺服电机的负载，并且隔离板将气管的部分与光电开关隔离开，有效减少气管与光电开关之间的摩擦产热。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例中机械臂的结构示意图；

图2为本申请实施例中机械臂的正视图；

图3为本申请实施例中机械臂的侧视图；

图4为本申请实施例中导向件的结构示意图；

图5为本申请实施例中用于展示气管和地线穿设导向件的示意图。

图标：100-机械臂主体；110-线束安装板；120-隔离板；200-线束导向块；210-第一导向块；211-第一导向孔；220-第二导向块；221-第二导向孔；240-导向件；241-导向通道；242-导向轮；300-气管；400-伺服机构；410-吸嘴；420-伺服电机；421-第一导线；430-光电开关；431-第二导线；440-齿条；450-导向轴；460-固定块；500-地线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若出现术语“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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

为了将机械臂做到小型化，各个伺服机构安装更加紧密，相邻伺服机构的伺服电机之间的间距非常小，导致各种线束与伺服电机之间摩擦力增大，摩擦生热，另外伺服电机由于被线束紧密环绕，无法良好散热，伺服电机寿命减少。更重要的是，由于线束之间摩擦力的存在，而线束终端连接着执行机构，导致伺服电机的负载显著增大，并且这种摩擦力大小呈不规则变化，导致在调节伺服电机的增益等相关参数时需要逐个去调节，当工况变化时，这些参数基本上又会失效，需要重新调节，费时费力。本申请的实施例提供了一种紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂，至少用于解决上述的技术问题。

请参考图1-图3，本申请的实施例提供的机械臂包括机械臂主体100、线束导向块200、多个气管300以及多个伺服机构400，线束导向块200与机械臂主体100相连接，线束导向块200上沿竖向开设有多个导向孔；每个伺服机构400均包括吸嘴410和伺服电机420，吸嘴410和伺服电机420均设置于机械臂主体100上，多个伺服机构400中的吸嘴410和伺服电机420均沿水平方向均匀间隔设置；多个气管300与多个吸嘴410一一对应地连接，位于两侧的气管300远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径伺服电机420的侧面后连接于机械臂主体100上，位于中部的气管300远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径相邻两个伺服电机420之间的间隙后连接于机械臂主体100上。

需要指出的是，机械臂主体100上设置有线束安装板110，线束安装板110的顶端高于机械臂主体100；导向孔的开设方向为竖向，多个导向孔的排列方向为水平方向，即线束导向块200的长度方向；伺服电机420均沿水平方向均匀间隔设置，相邻伺服电机420之间具有供气管300穿过的间隙；气管300为线束的一种，气管300的一端与吸嘴410相连接，气管300的另一端由下向上延伸并连接于线束安装板110的顶端；边缘的吸嘴410位于伺服电机420的侧面，因此气管300由下向上延伸会途径伺服电机420的侧面，其余气管300由下向上延伸会途径相邻两个伺服电机420之间的间隙；气管300与反向设置的吸嘴410大致呈直线设计协同配合，大大减少了管线弯曲等带来的摩擦产热。

为了减少线束与伺服电机420之间的摩擦力，减少摩擦产热，降低伺服电机420的负载，在机械臂主体100上设置线束导向块200，线束导向块200上沿竖向开设多个导向孔，在将多个气管300的一端与多个吸嘴410一一对应地连接后，将位于两侧的气管300远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径伺服电机420的侧面后连接于机械臂主体100上，将位于中部的气管300远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径相邻两个伺服电机420之间的间隙后连接于机械臂主体100上，从而将多个气管300分散开，相邻伺服电机420之间不会聚集太多的气管300，因此减少了气管300与伺服电机420之间的摩擦力，减少了摩擦产热，降低了伺服电机420的负载，防止伺服电机420过载报警；另外，气管300由下至上贯穿设计，通过气管300的散热作用，将各区域热量带走，减少热量集中。

其中，线束导向块200包括第一导向块210和第二导向块220，第一导向块210和第二导向块220沿竖向排布，第一导向块210和第二导向块220均设置于机械臂主体100上，导向孔包括第一导向孔211和第二导向孔221，第一导向块210上开设有多个第一导向孔211，第二导向块220上开设有多个第二导向孔221；请结合图4、图5，第一导向孔211和第二导向孔221内均设置有导向件240，每个导向件240上开设有多条导向通道241，每条导向通道241内均设置有导向轮242。

需要指出的是，第一导向块210上的多个第一导向孔211和第二导向块220上的多个第二导向孔221沿竖向对齐，气管300由下至上延伸时会穿过第一导向孔211及第二导向孔221，由于气管300长度较长，通过第一导向块210和第二导向块220的双重导向能够使得气管300的延伸方向大体保持竖向；每条导向通道241内沿导向通道241周向设置有四排导向轮242，对通过导向通道241的线束起到较佳的导向作用。本申请的实施例中，机械臂还包括多个地线500，多个地线500与多个吸嘴410一一对应地连接，位于两侧的地线500远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的第一导向孔211及第二导向孔221并途径伺服电机420的侧面后连接于机械臂主体100上，位于中部的地线500远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的第一导向孔211及第二导向孔221并途径相邻两个伺服电机420之间的间隙后连接于机械臂主体100上。

需要说明的是，每个吸嘴410均连接一条地线500，由于机械臂工作时如果在吸嘴410处产生静电，会击伤器件，所以需要接地，地线500远离吸嘴410的一端连接于线束安装板110的顶端。

将位于两侧的地线500远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的第一导向孔211以及第二导向孔221并途径伺服电机420的侧面后连接于线束安装板110的顶端，将位于中部的地线500远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的第一导向孔211和第二导向孔221并途径相邻两个伺服电机420之间的间隙后连接于线束安装板110的顶端，从而将多个地线500分散开，相邻伺服电机420之间不会聚集太多的地线500，因此减少了地线500与伺服电机420之间的摩擦力，减少了摩擦产热，降低了伺服电机420的负载。

示例性地，每个导向件240上开设有四条导向通道241，其中两条导向通道241内穿设气管300，另外两条导向通道241内穿设地线500，由于导向通道241内导向轮242的导向，气管300、地线500与导向轮242之间发生滚动摩擦，滚动摩擦相比滑动摩擦产热更少，大大减少了摩擦产热，降低了设备能量损耗，提升了设备效率。

本申请的实施例中，机械臂还包括多个热缩管，单个热缩管套设其中一个地线500以及与地线500相邻的一个气管300。

需要指出的是，热缩管的表面光滑，单个吸嘴410上连接有一个地线500和一个气管300，将连接在单个吸嘴410上的地线500和气管300套设一个热缩管，由于热缩管本身比较光滑，与伺服电机420之间的摩擦力较小，也能够减少气管300、地线500与伺服电机420之间的摩擦产热。

本申请的实施例中，每个伺服电机420上均设置有第一导线421，多个第一导线421沿水平方向集束并延伸至机械臂主体100的一侧，多个第一导线421通过扎紧件集束。

第一导线421由伺服电机420的顶端伸出随后沿水平方向集束，集束后的第一导线421延伸至机械臂主体100的一侧，从而避开了相邻伺服电机420之间的间隙，减少了伺服电机420之间间隙内的线束，从而减少了摩擦，并且第一导线421避开了气管300和地线500，减少了线束之间发生剐蹭，降低运动线束的阻力。多个第一导线421通过扎紧件集束时，扎紧件可以间隔地设置多个，以确保集束效果，以免线束散开，扎紧件可以是扎带等，扎紧件对第一导线421集束后固定于机械臂主体100上。

本申请的实施例中，每个伺服机构400均包括光电开关430，每个光电开关430上均设置有第二导线431，多个第二导线431沿水平方向集束并延伸至机械臂主体100的一侧，多个第二导线431通过扎紧件集束；机械臂主体100上设置有隔离板120，第二导向块220设置于所述隔离板120的一侧，光电开关430设置于所述隔离板120的另一侧。

第二导线431由光电开关430的顶端伸出随后沿水平方向集束，集束后的第二导线431延伸至机械臂主体100的一侧，从而避开了相邻伺服电机420之间的间隙，减少了伺服电机420之间间隙内的线束，从而减少了摩擦，并且第二导线431避开了气管300和地线500，减少了线束之间发生剐蹭，降低运动线束的阻力。多个第二导线431通过扎紧件集束时，扎紧件可以间隔地设置多个，以确保集束效果，以免线束散开，扎紧件对第二导线431集束后固定于隔离板120上；隔离板120设置于第二导向块220与光电开关430之间，隔离板120便将气管300的部分与光电开关430隔离开，有效减少气管300与光电开关430之间的摩擦产热，同时隔离板120将气管300和第二导线431相互隔绝，避免热量聚集，减少紧凑的局促空间内的热量留存，提高散热效率。

其中，第一导线421和第二导线431均包括电源线和信号反馈线。

本申请的实施例中，每个伺服机构400还包括传动组件，在单个伺服机构400中，伺服电机420的输出轴与传动组件传动连接，传动组件与吸嘴410相连接，以驱使吸嘴410沿竖向移动。

例如，传动组件包括齿轮、齿条440，伺服电机420的输出轴与齿轮相连接，齿条440与齿轮相配合，齿条440滑动设置于机械臂主体100上，且齿条440与吸嘴410相连接，当伺服电机420启动时，在齿条440的带动下便能够驱使吸嘴410沿竖向移动。

由于地线500和气管300的底端会跟随吸嘴410运动，因此将地线500和气管300采用由下至上的布线方式能够保证地线500和气管300的延伸方向大致与吸嘴410的运动方向平行，可以减少摩擦，降低阻力。

在其他实施例中，传动组件还可以是丝杆滑块组件，伺服电机420与丝杆相连接，滑块与吸嘴410相连接，在伺服电机420的驱动下，丝杆转动，滑块运动时便带动吸嘴410竖向移动。

本申请的实施例中，每个伺服机构400还包括导向轴450和固定块460，导向轴450与齿条440平行设置，导向轴450滑动设置于机械臂主体100上，固定块460同时连接导向轴450与齿条440，吸嘴410设置于固定块460上。

通过在机械臂主体100上滑动设置两个相互平行的导向轴450和齿条440，导向轴450与齿条440通过固定块460相连接，形成平行的双直线稳定支撑结构，较好地保证了吸嘴410升降的稳定性。

本申请的实施例中，导向轴450和齿条440上均设置有直线轴承。

直线轴承设置于机械臂主体100内部，导向轴450和齿条440均穿设于对应的直线轴承中，直线轴承能够进一步提升导向轴450与齿条440运行的稳定性，也即进一步提升了吸嘴410升降的稳定性。

综上所述，本申请实施例提供了一种紧凑型低摩擦产热的适用于器件快速分拣的机械臂，将位于两侧的气管300和地线500远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径伺服电机420的侧面后连接于线束安装板110的顶端，将位于中部的气管300和地线500远离吸嘴410的一端由下至上穿过对应的导向孔并途径相邻两个伺服电机420之间的间隙后连接于线束安装板110的顶端，从而将多个气管300以及多个地线500分散开，相邻伺服电机420之间不会聚集太多的气管300和地线500，因此减少了气管300与伺服电机420之间的摩擦力，减少了摩擦产热，降低了伺服电机420的负载，防止伺服电机420过载报警；此外，伺服电机420以及光电开关430上的导线由顶端伸出后沿水平方向集束，集束后的导线延伸至机械臂主体100的一侧，从而避开了相邻伺服电机420之间的间隙，减少了伺服电机420之间间隙内的线束，从而减少了摩擦。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。