线束支架及机器人

技术领域

本申请涉及机器人的技术领域，具体涉及一种线束支架及机器人。

背景技术

机器人内部对线束的动态性能要求非常高，现有机器人内部线束的固定结构是用钣金件、尼龙扎带和螺钉进行捆绑固定，即使使用超柔动态线缆，线缆的固定位置处也会在机器人运动过程中相对线束的固定结构产生扭转、弯曲及弯折等运动，导致线缆固定位置处的护套破裂、屏蔽层断裂和铜丝断裂等失效情况。

发明内容

本申请提供一种线束支架，该线束支架能防止线束出现破裂、断裂的失效情况。

一种线束支架，包括：

固定件；

摆动件，其上设置有将线束局部固定于其上的安装位，以及

转动连接件，分别与所述固定件和所述摆动件相连而使所述摆动件能够相对于所述固定件转动；

所述线束通过卡固件固定于所述摆动件的安装位而使所述线束受力带动所述摆动件相对于所述固定件进行自适应摆动。

可选地，所述转动连接件为轴承，包括可相对旋转的内圈和外圈，所述摆动件和所述固定件中任意一者与所述内圈固定连接，另一者与所述外圈固定连接。

可选地，所述摆动件与所述转动连接件连接的位置为旋转位，所述摆动件上的用于固定所述线束的安装位偏离所述旋转位，使所述线束的固定位置偏离所述摆动件旋转的轴心。

可选地，所述摆动件一端与所述转动连接件相连，另一端向外悬出形成悬臂端，所述线束的安装位设置于所述悬臂端。

可选地，所述摆动件为平板，其靠近所述固定件一端的位置开设开孔，所述开孔的孔壁套接在所述轴承的外圈外，并与所述外圈紧配合而实现固定。

可选地，所述线束支架还包括安装件，所述安装件固定于所述固定件，所述安装件设有圆周侧面，所述轴承的内圈套设于所述安装件的圆周侧面，并与所述圆周侧面紧配合而实现固定。

可选地，所述线束支架还包括防脱件，所述防脱件位于所述摆动件的背向所述固定件的一侧，所述安装件经由所述轴承的内圈贯穿所述摆动件的开孔而紧靠所述防脱件，并与所述防脱件相固定，所述防脱件的外轮廓的至少部分凸出于所述摆动件的开孔周缘，以防止所述摆动件从所述外圈脱离。

可选地，所述安装件的两端分别超出所述轴承的轴向两端，以使所述摆动件与所述固定件之间以及所述摆动件与所述防脱件之间均具有间隙。

可选地，所示固定件呈L形，包括相互垂直的第一固定板和第二固定板，所述轴承的轴向垂直于所述第一固定板并通过所述安装件固定于所述第一固定板，所述摆动件平行于所述第一固定板并可相对于所述第一固定板作水平摆动。

可选地，所述卡固件可拆卸地设置于所述安装位，所述线束穿设固定于所述卡固件与所述摆动件之间的空腔。

本申请还提供一种机器人，包括能够产生扭转、弯曲和/或弯折动作的机械臂，所述机械臂的内部布设线束，还包括上述的线束支架，用于固定所述线束，所述线束支架的固定件固定于所述机械臂。

可选地，所述机械臂包括外壳和设于外壳内部的能够产生扭转运动的转轴，所述线束呈扭曲态盘绕在所述转轴外周，所述线束靠近所述转轴两端的位置各安装一所述线束支架。

本发明技术方案通过使用卡固件将线束固定在摆动件的安装位上，且通过转动连接件，使摆动件能够相对于固定件转动，则在线束整体在发生扭转、弯曲、弯折等运动的时候，线束能够带动摆动件相对固定件摆动，即摆动件可以自适应线束的运动，从而在线束与卡固件的接触部位，即线束的固定位置处不会或者大大减少与卡固件和摆动件的磨损，线束的固定位置处不会相对卡固件和摆动件发生弯折、扭转，有效释放了线束的应力，防止线束出现破裂、断裂等失效情况，从而大大提高了线束的使用寿命。由于摆动件可以跟随线束的运动而摆动，从而也提高了线束的扭转、弯曲、弯折的运动范围。

此外，线束呈扭曲态盘绕在机器人的转轴外周，线束靠近转轴两端的位置各安装一线束支架。机器臂的扭转运动会带动线束呈现扭转、弯曲、弯折等运动方式，线束的运动则会带动摆动件自适应地相对固定件转动，使得线束的固定位置处不会或者大大减小相对卡固件和摆动件的扭转、弯曲、弯折等，使线束能在更大的空间范围内运动，提升了机械臂和机器人的运动角度的范围，提升了机器人产品的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1是本申请实施例中提供的线束支架的结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的线束局部固定在线束支架的结构示意图；

图3是本申请实施例中提供的线束带动摆动件运动的结构示意图；

图4是线束支架的安装位偏离旋转位情况下线束带动摆动件运动的结构示意图(实线和虚线分别表示线束的两个运动位置)；

图5是线束支架的安装位未偏离旋转位情况下线束带动摆动件运动的结构示意图(实线和虚线分别表示线束的两个运动位置)；

图6是本申请实施例中提供的线束运动范围的结构示意图；

图7是本申请实施例中提供的线束支架安装在机械臂的结构示意图。

其中，附图标记如下：1、固定件；11、第一固定板；12、第二固定板；2、摆动件；21、安装位；22、开孔；3、轴承；31、内圈；32、外圈；4、安装件；5、防脱件；6、沉头螺钉；7、线束；8、转轴；9、卡固件。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种线束支架，以下进行详细说明。

如图1、图2所示，一种线束支架，包括固定件1、摆动件2、转动连接件。固定件1和摆动件2可以是框架、可以是杆状零件、还可以是板状零件等部件，具体的形状不做限定，转动连接件可以由一个部件构成，也可以由多个部件相互连接装配而构成一个组件结构。

摆动件2上设置有将线束7局部固定于其上的安装位21。安装位21处可设置卡固件9将线束7的局部固定在该安装位21上。卡固件9既可以一体成型于摆动件2上，也可以通过固定连接于卡固件9上，还可以可拆卸地连接于摆动件2上。

转动连接件分别与所述固定件1和所述摆动件2相连而使所述摆动件2能够相对于所述固定件1转动；转动连接件与固定件1相连接、转动连接件也与摆动件2相连接，摆动件2通过转动连接件实现与固定件1转动式连接。所述线束7通过卡固件9固定于所述摆动件2的安装位21而使所述线束7受力带动所述摆动件2相对于所述固定件1进行自适应摆动。通过卡固件9将线束7固定在安装位21上，也即线束7的局部紧固在摆动件2的安装位21上，使线束7在摆动件2的安装位21处与摆动件2构成运动共同体。当线束7受到外部作用力时，作用力便经线束7传导至卡固件9，再经卡固件9传导至摆动件2和转动连接件，引起转动连接件旋转，实现摆动件2带动线束7进行自适应摆动，同时又通过转动连接件旋转做功而消耗动能，从而避免作用力直接作用于线束7而拉扯或折弯线束7造成线束破损或断裂。

本发明技术方案通过使用卡固件9将线束7固定在摆动件2的安装位21上，且通过转动连接件，使摆动件2能够相对于固定件1转动，则在线束7整体在发生扭转、弯曲、弯折等运动的时候，线束7能够带动摆动件2相对固定件1摆动，即摆动件2可以自适应线束7的运动，从而在线束7与卡固件9的接触部位，即线束7的固定位置处不会或者大大减少与卡固件9和摆动件2的磨损，如图3所示，线束7的固定位置处不会相对卡固件9和摆动件2发生弯折、扭转，有效释放了线束7的应力，防止线束7出现破裂、断裂等失效情况，从而大大提高了线束7的使用寿命。

如图1所示，所述转动连接件为轴承3，包括可相对旋转的内圈31和外圈32，所述摆动件2和所述固定件1中任意一者与所述内圈31固定连接，另一者与所述外圈32固定连接。若摆动件2与轴承内圈31固定连接，则固定件1与轴承外圈32固定连接；若摆动件2与轴承外圈32固定连接，则固定件1与轴承内圈31固定连接。轴承3可以实现摆动件2相对固定件1摆动，且具有耐磨的优点，有效地将线束7固定位置处的扭转和弯折运动传导到了轴承内圈31和外圈32的相对转动运动上。轴承3可以选用深沟球轴承，深沟球轴承的使用寿命长，大大提高了线束7的使用寿命。在其他实施例中，轴承3也可以为推力球轴承、角接触球轴承等。

如图1、图2所示，所述摆动件2与所述转动连接件连接的位置为旋转位，所述摆动件2上的用于固定所述线束7的安装位21偏离所述旋转位，使所述线束7的固定位置偏离所述摆动件2旋转的轴心。具体地，摆动件2与轴承3连接的位置称为旋转位，摆动件2上的安装位21偏离旋转位，即旋转位到安装位21具有一定的距离，从而使得线束7的固定位置到摆动件2旋转的轴心具有一定的距离。

具体地，如图1、图2所示，所述摆动件2一端与所述转动连接件相连，另一端向外悬出形成悬臂端，所述线束7的安装位21设置于所述悬臂端。图1中转动连接件为轴承3，摆动件2的一端与轴承3连接，摆动件2的远离轴承3的另一端向轴承3径向方向的外部悬出，进而形成了悬臂端，安装位21则设置在悬臂端处，从而使线束7的固定位置偏离摆动件2旋转的轴心。

如图4所示，图4中，线束7的安装位21处偏离了摆动件2旋转的转轴8，也即偏离了摆动件2旋转的轴心。当线束7受到拖拽、拉伸、弯曲等作用力时，线束7因受力而移动，同时带动摆动件2绕转轴8旋转至虚线位置，实现摆动件2自适应摆动，此时，因线束7和摆动件2的安装位21处相固定，故在此位置处线束7与摆动件2同步运动，而由于摆动件2的安装位21偏离摆动件2旋转的转轴8，使得摆动件2的安装位21移动不受转轴8约束，从而线束7可实现无死角摆动，如图3所示，不会因局部应力而产生过大的弯曲、弯折、进而避免线束7被磨损或拉断。

图5中线束7的固定位置处刚好在摆动件2旋转的轴心上。此时，当线束7受力时，线束7从实线位置处运动到虚线位置处时，摆动件2也相应地被线束7牵拉而绕着转轴8旋转，从实线位置处转动到虚线位置处，实现自适应摆动。但是摆动件2上的安装位21由于刚好在旋转轴心，故摆动件2的安装位21处不可旋转，而线束7与摆动件2的安装位21处相固定，故线束7在安装位21处也不可旋转，即图中线束7的剖面线的部位不能和线束的其他部位一起运动，从而线束7在摆动件2的安装位21处发生了弯曲、弯折，就会导致线束在该处的拉扯和磨损。

可见，线束7的固定位置偏离摆动件2旋转的轴心时，线束7能够进行全方位无死角摆动，从而避免线束7被局部拉扯、弯曲而造成线束7寿命降低。

如图1所示，所述摆动件2为平板，其靠近所述固定件1一端的位置开设开孔22，所述开孔22的孔壁套接在所述轴承3的外圈32外，并与所述外圈32紧配合而实现固定。具体地，摆动件2开孔22处的孔壁紧配合地套设在外圈32上，实现摆动件2和轴承外圈32的固定，紧配合可以是过盈配合，进而实现摆动件2的摆动带动轴承外圈32相对轴承内圈31转动，即通过外圈32和内圈31的旋转做功消耗动能，从而避免作用力直接作用于线束7而拉扯或折弯线束7造成线束破损或断裂。

如图1所示，所述线束支架还包括安装件4，所述安装件4固定于所述固定件1，所述安装件4设有圆周侧面，所述轴承3的内圈31套设于所述安装件4的圆周侧面，并与所述圆周侧面紧配合而实现固定。具体地，安装件4可为圆柱形的圆柱块，圆柱块固定在固定件1上，可以通过螺栓连接、卡扣连接、粘贴等固定方式，轴承3的内圈31则套设且紧配合在圆柱块的圆周侧面上，紧配合可以是过盈配合，进而实现将轴承3安装在固定件1上的目的。

如图1所示，所述线束支架还包括防脱件5。固定件1位于摆动件2的一侧，所述防脱件5位于所述摆动件2的背向所述固定件1的一侧。安装件4贯穿轴承3的内圈31，并经由轴承3的内圈31贯穿所述摆动件2的开孔22，进而安装件4能够和防脱件5紧靠在一起，并通过沉头螺钉6将安装件4与所述防脱件5相固定。在其他实施例中，沉头螺钉6也可替换成，螺栓、卡扣、锁扣、粘贴等其他固定方式。所述防脱件5的外轮廓至少部分地凸出于所述摆动件2的开孔22周缘，以阻挡摆动件2，防止摆动件2从外圈32上脱离。

如图1所示，所述安装件4的两端分别超出所述轴承3的轴向两端，以使所述摆动件2与所述固定件1之间以及所述摆动件2与所述防脱件5之间均具有间隙。安装件4的厚度比较厚，从而使得安装件4的一端面超出了轴承3相应的一端面，安装件4相对的另一端面则超出了轴承3相应的相对另一端面，而安装件4的一端和固定件1接触固定在一起，安装件4的另一端则和防脱件5接触固定在一起，这样可以使摆动件2与所述固定件1之间存在间隙，摆动件2与所述防脱件5之间也存在间隙，从而更方便摆动件2摆动，避免摆动件2摆动的时候与固定件1或者防脱件5产生干涉。

如图1所示，固定件1呈L形，包括相互垂直的第一固定板11和第二固定板12，所述轴承3的轴向垂直于所述第一固定板11并通过所述安装件4固定于所述第一固定板11，所述摆动件2平行于所述第一固定板11并可相对于所述第一固定板11作水平摆动。第一固定板11和第二固定板12可一体成型，也可分别成型后焊接或螺接在一起。轴承3的轴心线和第一固定板11垂直，轴承3通过安装件4间接地连接的方式固定在第一固定板11上。摆动件2是一个平板，摆动件2和第一固定板11相平行，并通过轴承3作为转动连接件，实现摆动件2相对第一固定板11水平摆动。当该线束支架应用于机器人，实现机器人内部线束固定时，第二固定板12则固定在机器人的机械臂上。

可选地，本申请的一个实施例，如图2所示，所述卡固件9可拆卸地设置于所述安装位21，所述线束7穿设固定于所述卡固件9与所述摆动件2之间的空腔。卡固件9可以为卡箍、几字型钣金件、绑带等。摆动件2的安装位21处设置有多个安装孔，卡固件9可以通过螺钉固定在安装位21的安装孔处，从而将线束7的局部以穿过卡固件9与摆动件2之间空间的形式固定在安装位21处。此方式可方便地将线束7的局部固定在安装位21，也从安装位21拆卸下来。

如图7所示，根据本申请实施例的机器人，包括上述线束支架以及能够产生扭转、弯曲和/或弯折动作的机械臂。机械臂的内部具有空间，线束7布设在机械臂的内部，线束支架用于固定所述线束7，所述线束支架的固定件1固定于所述机械臂，即第二固定板12固定于所述机械臂，通过固定件1可以将线束支架整体安装在机械臂上。

可选地，如图7所示，所述机械臂包括外壳和设于外壳内部的能够产生扭转运动的转轴8，所述线束7呈扭曲态盘绕在所述转轴8外周，所述线束7靠近所述转轴8两端的位置各安装一所述线束支架。转轴8在外壳的内部，且转轴8可以做扭转运动，线束7盘绕在转轴8的圆周侧面上，在转轴8两端的位置安装线束支架，线束支架将靠近转轴8端部的局部线束7固定。机器臂的扭转运动会带动线束7呈现扭转、弯曲、弯折等运动方式，线束7的运动则会带动摆动件2自适应地相对固定件1转动，从而将线束7的运动传导至轴承外圈32和内圈31的相对转动，使得线束7的固定位置处不会或者大大减小相对卡固件9和摆动件2的扭转、弯曲、弯折等，有效释放了线束7的应力，使线束7能在更大的空间范围内运动，提升了机械臂和机器人的运动角度的范围，提升了机器人产品的性能。运动角度的范围是机械臂以零位做正反转动的角度范围，采用了线束支架后，机械臂的运动角度范围可以从±165°提升到±360°，即以零位为起点正转360°，以零位为起点反转360°。

在机械臂转动的过程中，线束7会产生扭转、弯曲、弯折。如图6所示，如将机械臂的圆周侧面展开看成一个静止的平面，则线束7相对该静止的平面做弯曲、弯折、拖动等运动。现有技术中线束7的最大运动距离大致相当于图6中与实线线束7相邻的中间两条虚线线束7之间的距离，本申请线束7的最大运动距离是图6中最外侧的两条虚线线束7之间的距离，可见，采用了本申请的线束支架后，线束7在该静止平面上的运动距离大大增大，运动距离即是从该静止平面的某个位置到另一个位置的距离。因此，运动距离是将机械臂的圆周侧面展开看成一个静止的平面体现出来的，由于转轴8是做旋转运动的，线束7的运动距离对应的则是线束7相对转轴8的运动范围，因此提高了线束7的扭转、弯曲、弯折的运动范围。

值得一提的是，转动连接件不限于轴承，还可以是一种回转机构、铰接旋转器等可以实现相对转动、摆动的部件。回转机构如：具有回转槽的基座，配合在基座中的回转体，回转体能够在回转槽内旋转，基座固定连接固定件1，回转体固定连接摆动件2，实现摆动件2相对于固定件1转动。铰接旋转器如：铰接座和转动板，铰接座上设置两挂耳，两挂耳之间固定有转轴，转动板通过安装孔套于转轴上，并可相对于转轴旋转，铰接座固定连接固定件1，转动板固定连接摆动件2，实现摆动件2相对于固定件1转动。本申请机器人的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

以上对本申请实施例所提供的一种线束支架及机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。