[发明专利]一种周向滑动球铰链连接可拆卸式机械臂束线装置

说明书

本发明公开了一种周向滑动球铰链连接可拆卸式机械臂束线装置，属于机器人领域。所述束线装置具体包括双丝抱箍机构、球铰连接机构和束线夹机构，所述双丝抱箍机构包括金属双丝、金属抱箍以及抱箍连接螺栓；所述球铰连接机构包括抱箍滑动连接件、球铰链外部接件、球铰链内部接件以及球铰连接螺栓；所述束线夹机构包括棘轮、棘爪以及棘轮连接螺栓。本发明所提供的束线装置中双丝抱箍机构直径可调，满足不同机械臂直径的需求，具有广泛的适用性，结构简单，牢固；同时球铰连接机构与束线夹机构实现沿机械臂周向的相对运动，大大降低线缆因机械臂旋转而造成的扭转变形。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种周向滑动球铰链连接可拆卸式机械臂束线装置。

背景技术

机械臂在实际应用时，一般会在其末端安装工装，例如电(气)动抓手、传感器等，相应的就会应用到动力线缆、控制线缆等。这些线缆的需求和种类会根据不同工况而变化，一般不会在机械臂内部给它们预留全部的走线空间，不可避免的，将会有线缆固定在机械臂外部进而带来不方便的问题。

现阶段机械臂外部走线的方案比较少。最简单的方法，就是通过束线夹直接粘贴在机械臂上，能起到短时间束线的效果，但是一是影响机械臂外观，二是在机械臂旋转角度较大的情况下，容易造成线夹脱落；有些则是通过防滑布带捆绑在机械臂上，但是结构不够牢固，机械臂高速运转时产生的扭力，会使其产生变形，长时间后会对布带及线缆造成损伤；有些则是通过金属抱箍将线缆固定在机械臂上，但是线缆管夹不能相对抱箍旋转，在机械臂旋转幅度比较大的情况下，造成线缆的扭曲，最终造成线缆的破损或通讯断开的现象。现有机械臂外部走线方案，虽然短时间内能起到束线的作用，但是存在着束线不牢、线缆与线夹之间缺少相对运动、线夹直径不能调节的缺点，最终会对线缆造成一定的损伤。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种周向滑动球铰链连接可拆卸式机械臂束线装置，所述束线装置具体包括双丝抱箍机构、球铰连接机构和束线夹机构，双丝抱箍机构通过球铰连接机构连接束线夹机构。所述双丝抱箍机构包括金属双丝、金属抱箍以及抱箍连接螺栓；所述球铰连接机构包括抱箍滑动连接件、球铰链外部接件、球铰链内部接件以及球铰连接螺栓；所述束线夹机构包括棘轮、棘爪以及棘轮连接螺栓。

在所述双丝抱箍机构中，所述金属抱箍为环状，能够环抱在机械臂上，所述金属双丝为双层环形丝状，所述金属双丝沿周向环抱在金属抱箍外表面上，金属双丝末端通过抱箍连接螺栓进行连接。在所述球铰连接机构中，所述球铰链内部接件的上半部分为柱状，下半部分为球状，所述球铰链外部接件为∩状且内部中空，球铰链外部接件顶部具有开口，球铰链内部接件下半部分从所述球铰链外部接件顶部开口伸入所述球铰链外部接件内部，且球铰链内部接件下半部分的直径大于球铰链外部接件顶部开口最大直径；所述抱箍滑动连接件为┴状，抱箍滑动连接件上半部分伸入所述球铰链外部接件下半部分，且通过球铰连接螺栓固定连接；所述抱箍滑动连接件的下半部分与金属抱箍外表面之间滑动连接，具体为，在金属抱箍外表面沿周向设置滑道，抱箍滑动连接件的下半部分卡在金属抱箍外表面的滑道间实现滑动连接；在所述束线夹机构中，所述棘轮和所述棘爪之间通过棘轮连接螺栓进行固定连接，棘轮和棘爪形成环状，利用所述棘轮连接螺栓将棘轮和棘爪固定在所述球铰链内部接件的上半部分。

本发明的优点在于：

1、机械臂上的双丝抱箍机构直径可调，满足不同机械臂直径的需求，具有广泛的适用性，结构简单稳定、牢固、易实现。

2、球铰连接机构与束线夹机构可以实现沿机械臂周向的相对运动，大大降低了线缆因机械臂旋转而造成的扭转变形。

3、球铰约束，释放了线夹各旋转方向上的自由度，扩大了旋转角度，降低了机械臂线缆的受力及变形。

4、球铰连接机构的分离式设计，方便球铰约束的维护与更换。

5、束线夹机构中的棘轮，具有可调性、满足不同机械臂线缆直径需求的同时，结构简单、不易松脱。