[发明专利]一种工业机器人的电缆走线结构

说明书

本发明涉及工业机器人技术领域，具体为一种工业机器人的电缆走线结构，包括扭转关节固定侧、扭转关节活动侧，还包括：耐磨套；过线套；螺旋电缆，主体呈螺旋状结构，置于耐磨套内部，螺旋电缆一端穿过扭转关节活动侧、另一端通过过线套的内孔穿过扭转关节固定侧，且通过固定钣金在扭转关节活动侧、过线套的端部处形成固定螺旋电缆两端的固定点一、固定点二。本发明通过采用螺旋结构电缆的使用，可有效减小扭转关节作扭转动作时，该部分电缆的受扭转力的情况，可实现扭转关节以更大角度的扭转动作范围；可有效避免工业机器人扭转关节处电缆屏蔽及线缆线芯的损坏；同时避免由于线束受扭转力作用，导致线缆接头处发生接触不良的情况。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体为一种工业机器人的电缆走线结构。

背景技术

随着工业机器人技术的快速发展，工业机器人的应用也迅速扩展至各种行业，作业环境也变得复杂多样，工业机器人的一般有6个转动关节构成，实现机器人末端点的位置及姿态控制，一般前3个关节进行工业机器人的位置控制，后3个关节进行机器人的姿态控制，由于各个关节在机器人末端点位的不同作用，导致机器人某些关节的电缆主要受扭转力作用，某些关节主要受弯曲力作用。

由于电缆为多股铜芯线体绞合绕制而成，使得机器人电缆有一定的耐弯曲力和耐受扭转力的能力，但机器人线缆在绞合体外围还覆盖有一层屏蔽层，屏蔽层一般为铜(或铝)线编织网结构，由于铜(或铝)线为塑性材料，具有较高的延展性，随着弯曲和扭转次数的增加，电缆屏蔽层在受力较大的部位逐渐发生断裂(松散)，导致电缆屏蔽层散失抗干扰能力；对于机器人的扭转关节，由于结构限制，布线空间狭小，通常的电缆走线的结构设计，仅在两作扭转动作的部件上各设置一固定点，且固定点之间达到一定的距离，主要通过线束自身的抗扭转能力来实现关节扭转，故电缆屏蔽层承受较大的扭转应力，电缆的屏蔽层极易损坏，且此类设计方法的限制条件要求较多，如线束直径、线束固定点之间的距离、扭转的角度范围等。

现有的结构设计由于线束自身承受扭转力较大，且电缆的屏蔽层为铜(铝)网编织结构，无法避免电缆屏蔽层(编织铜网)的损坏，从而影响机器人的抗电磁干扰能力的下降(甚至消失)。同时，由于电缆在扭转时，电缆两端的固定点承受较大的约束力，随着扭转次数的增加，在一定条件下，会发生由于电缆接头扭动而导致线路出现接触不良的情况，导致机器人发生线缆接触不良等故障。

申请号为CN201810671742.5“一种工业机器人中空线缆保护机构”，包括电机座、中空减速机，所述中空减速机的输出端连接有手腕体、中空轴驱动端连接有驱动带轮，还包括两端分别安装在手腕体的止口内和驱动带轮上的中空过线套、连接在电机座上的T型过线套、穿过中空过线套和T型过线套且通过扎带捆扎在T型过线套上的机器人线缆。该专利保证过线套与减速机同心，避免中空过线套的磨损，还可避免线缆偏置，减少线缆与中空过线套的直接接触，起到二次保护作用，有效的提高线缆使用寿命，使得线缆的可靠性大大提升，从而保证机器人的稳定性，降低了维护成本。

但该专利中的保护机构主要通过在线缆外围增加减磨材料(聚甲醛)制作的中空过线套来减少线缆束与中空保护套的磨损，以及T形套使线缆束与中空过线套同心(规避线缆与过线套的接触)来减小线缆磨损。由于机器人关节结构所限，线缆束要通过的孔径较小，机器人关节在扭转动作时，线缆与过线套之间存在相互扭动运动，所以此结构只能在一定程度上减小线缆由于与过线套接触造成的磨损。另外，为达到线缆与中空过线套无接触(或少接触)，一般线缆两端的固定点固定较紧，相关的关节位置作扭转运动时，线缆主要通过自身的绞合绕线结构来承受扭转运动场产生的扭转应力，无法避免线缆屏蔽层铜网的损坏，从而降低了机器人的抗干扰能力，以及线缆两端受扭转力而导致接头松动而产生接触不良的问题。