适用于布线机器人的机械臂装置的制作方法

本发明涉及一种适用于布线机器人的机械臂装置。

背景技术：

线束是当今电子化、信息化时代行业中发展最快，市场需求量最大，安装最为方便的产品之一。从普及的家用电器到通讯设备、计算机及外部设备，以及安防、太阳能、飞机、汽车和军用仪器设备等均广泛采用线束。

传统的线束制造全部由人工进行，其中的主要困难在于绕线难度大、线束易排错，导致了人工效率低、布线成本高等问题，无法满足我国日益增长的线束需求。因此，一种更加方便快捷的自动化布线工艺逐渐兴起，用于替代纯粹的人工布线。

目前布线机器人主要分为两类，一种是采用工业机器人进行全自动布线，另一种采用三坐标机器人进行全自动布线。

第一类采用两台工业机器人相互配合布线，一台机器人进行出线、走线、裁线、做头等动作，另一台则执行拧螺钉的动作。为保证布线过程的可靠性，第一台机器人布线手臂前端需要安装视觉识别系统。

第二类布线工艺没有使用工业机器人，采用的是三坐标机器人将出线、走线、裁线、做头以及拧螺钉等动作全部集成在一起进行布线。

上述两类布线机器人的自动化程度均非常高，但只能用于标准配电柜内部的电路板进行布线，线缆端头全部采用线鼻的固定方式，制作和固定过程均较为简单，且走线形式不必非常整齐。

技术实现要素：

为解决前述问题，本发明提供了一种适用于布线机器人的机械臂装置，

适用于布线机器人的机械臂装置包括：

机械臂和末端机构；

机械臂包括多个相互独立运动的电机转轴，用于控制整个机械臂的运动方向；

机械臂的首端与机架固定连接，机械臂的末端与末端机构连接；

末端机构包括送线装置、夹线装置和出线检测装置；

夹线装置包括主支架、直线运动机构、侧板、从动轮载板、从动轮、电机和主动轮；

主支架与机械臂的末端连接，主支架上设有直线运动机构，直线运动机构输出端与从动轮载板连接，从动轮载板上连接有从动轮，从动轮沿轴心转动；直线运动机构与侧板连接，侧板上设有电机，电机与主动轮连接，使主动轮沿轴心转动。

进一步地，机械臂的一端通过法兰与机架固定连接，另一端通过法兰与末端机构连接。

进一步地，送线装置为设于侧板上的过线环。

进一步地，主支架远端连接出线管，出线管上安装有出线检测装置。

进一步地，主支架与机械臂的末端之间通过法兰连接有力传感器。

进一步地，从动轮铰接在从动轮载板上。

进一步地，侧板上连接有减速器；减速器与主动轮连接，用于将电机的转动减速传递给主动轮。

进一步地，出线检测装置采用出线检测传感器。

进一步地，电机轴设置有6个。

进一步地，主支架与直线运动机构通过螺钉固定连接。

本发明所达到的有益效果：提供一种机械臂，可以以任意姿态遍历其工作范围内的任一点，其机械臂的末端具有过线、夹线、主动送线的功能，并且末端上的传感器还可以实现碰撞的检测，以及出线状态的检测。

附图说明

图1是机械臂的结构示意图；

图2是末端机构的立体结构示意图；

图3是图2的结构爆炸图；

图4是机械臂的末端结构示意图；

图5是图4的俯视结构示意图。

图中附图标记的含义：

101-第一转轴，102-第二转轴，103-第三转轴，104-第四转轴，105-第五转轴，106-第六转轴，2-过线环，3-从动轮载板，4-侧板，5-力传感器与机械臂连接法兰，6-力传感器，7-主支架，8-直线运动机构，9-出线检测传感器，10-出线管，11-主动轮，12-从动轮，12a-从动轮连接板，13-电机，14-减速器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种适用于布线机器人的机械臂装置，包括机械臂和末端机构。机械臂的首端与机架固定连接，机械臂的末端与末端机构连接。

如图1所示，机械臂的首端上设有法兰，可以用于与机架的连接固定，机械臂的末端同样设有法兰，用于与末端机构相连。机械臂包括六个独立运动的电机轴，能够以任意姿态到达特定空间的任一点，机械臂采用现有技术中的机械臂hsr-br609。

如图2所示，末端机构包括送线装置、夹线装置、和出线检测装置。力传感器6通过法兰与机械臂的末端连接，采用螺钉紧固。主支架7与力传感器6通过法兰连接，采用螺钉紧固。力传感器6起到了实时监测布线过程中的碰撞的作用。主支架7上设有直线运动机构8，采用螺钉固连。直线运动机构8输出端与从动轮12载板3连接，采用螺钉紧固。从动轮12载板3上铰链连接有从动轮12，从动轮12能够沿轴心转动。直线运动机构8与侧板4连接，侧板4上设有减速器14和电机，均采用螺钉紧固。减速器14与主动轮11连接，将电机的转动，减速传递给主动轮11，使主动轮11沿轴心转动。

直线运动机构8回缩，主动轮11与从动轮12分开，物料的线缆通过主动轮11和从动轮12的间隙进线。如图3所示，直线运动机构8伸出，主动轮11与从动轮12闭合，主动轮11带动从动轮12转动。

侧板4上安装有过线环2，主支架7远端连接出线管10，出线管10上安装有出线检测装置。出线检测装置为出线检测传感器9，起到了实时监测布线过程中出线状态的作用。

使用时，首先是接线状态，机械臂带着机械臂的末端运动到线缆出料的位置，此时直线运动机构8回缩，主动轮11与从动轮12分开，物料的线缆通过过线环2、主动轮11和从动轮12的间隙，进入出线管10。当到达一定长度时，变为夹线状态，直线运动机构8伸出，主动轮11与从动轮12闭合，如图3所示。夹住出线管10中的线缆，机械臂运动到该线缆预定的布线起点位置，此时进入布线状态，主动轮11与从动轮12闭合，电机13运行，主动向下输送线缆，机械臂沿预定的轨迹完成该线缆的布线过程，重复上述过程，直至一整套线束布线完毕。力传感器6用于检测碰撞；出线检测传感器9用于检测出现状态是否正常。

本技术方案能够实现自动的布线过程，包括运动到线缆出线口，主动轮12与从动轮11张开的过线过程，主动轮12与从动轮11闭合的夹线过程，主动轮12转动，从动轮11跟随的主动放线过程，并且布置了力传感器6以及出线检测传感器9，可以实时监测布线过程中的碰撞，以及出线的状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于布线机器人的机械臂装置，包括：机械臂和末端机构；所述末端机构包括送线装置、夹线装置和出线检测装置；所述夹线装置包括主支架、直线运动机构、侧板、从动轮载板、从动轮、电机和主动轮；所述主支架与所述机械臂的末端连接，所述主支架上设有所述直线运动机构，所述直线运动机构输出端与所述从动轮载板连接，所述从动轮载板上连接有所述从动轮，所述从动轮沿轴心转动；所述直线运动机构与所述侧板连接，所述侧板上设有所述电机，所述电机与所述主动轮连接，使所述主动轮沿轴心转动。本发明所达到的有益效果：提供一种机械臂，可以以任意姿态遍历其工作范围内的任一点。

技术研发人员：郑海洋;郭永泉;梁海建;金广洪;张朝波;邢玉民;张稳
受保护的技术使用者：通号工程局集团有限公司;通号工程局集团信息技术有限公司
技术研发日：2019.03.29
技术公布日：2019.06.14