機器人臂及包括該機器人臂的機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及機器人臂和包括該機器人臂的機器人。更具體地，本公開涉及機器人臂和包括該機器人臂的機器人，其防止線纜的長度由在機器人臂中的關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)而改變，所述機器人臂具有多個由線纜驅(qū)動的關(guān)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]具體地，機器人臂，在工業(yè)安裝中使用的可佩帶的機器人臂通常由多個連桿和關(guān)節(jié)組成，從而與佩帶者的手臂一起移動。機器人臂給佩帶者的動作增添了輔助力，從而允許佩帶者通過抓住物體容易地運輸較重的物體。
[0003]在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，在可佩帶的機器人臂的每個關(guān)節(jié)中設(shè)置了電動機，因此，在整個手臂上提供了多個電動機。但是，這多個電動機使機器人臂的重量過度增大，并且當由于過重而使佩帶者變得疲勞時，工作效率就顯著下降。
[0004]相應地，為解決該問題，在近幾年，已經(jīng)不再為每個關(guān)節(jié)提供電動機，而是提供連接多個關(guān)節(jié)的線纜和驅(qū)動線纜的驅(qū)動單元。而且，多個關(guān)節(jié)已經(jīng)通過少量的驅(qū)動單元移動，因此減少了機器人臂的重量。然而，為操作特定的連桿，當通過向線纜施加張力來操作機器人手臂時，在連桿的相對角度改變的同時，線纜的長度不能改變。
[0005]在本背景部分中所公開的以上信息僅為增加對本發(fā)明的背景的理解，并且因此其不應被看作該信息形成對本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的相關(guān)技術(shù)的確認。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開已經(jīng)致力提供機器人臂和具有該機器人臂的機器人，該機器人臂包括允許線纜通過關(guān)節(jié)的中心的導線器，所述關(guān)節(jié)的角度一直在改變，以防止與特定連桿接合的線纜的長度由于連桿之間的角度的改變而改變。
[0007]在優(yōu)選的實施例中，機器人臂可包括:與線纜的端部連接以便在牽拉線纜時旋轉(zhuǎn)的第一關(guān)節(jié)部；通過連桿與第一關(guān)節(jié)部連接的第二關(guān)節(jié)部；和由可旋轉(zhuǎn)地安裝在第二關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)板和被設(shè)置成連續(xù)地接觸旋轉(zhuǎn)板的一對導輥(idle roller)組成的導線器，其中線纜在導輥之間通過。
[0008]插入到第二關(guān)節(jié)部的插入軸被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板上，并且在插入軸的外周表面設(shè)置有軸承。因此，第二關(guān)節(jié)部可圍繞插入軸旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)板的軸向上可插入一對導輥軸，并且導輥可被設(shè)置在導輥軸的端部。該對導輥可被設(shè)置成從旋轉(zhuǎn)板向外突出。該對導輥被放置成使得該對導輥彼此接觸的點連續(xù)地位于旋轉(zhuǎn)板的中心軸線上。該對導輥可被放置成使該對導輥彼此接觸的點連續(xù)地位于第二關(guān)節(jié)部的中心軸線上。線纜可連續(xù)地通過該對導輥的接觸點。
[0009]根據(jù)本公開的實施例的機器人臂可包括:第一連桿，其一端連接到線纜并且當牽拉線纜時旋轉(zhuǎn)；第二連桿，其一端可旋轉(zhuǎn)地連接到第一連桿的另一端；第三連桿，其一端可旋轉(zhuǎn)連接到第二連桿的另一端；和導線器，其可在第二連桿和第三連桿互相接觸的位置自由轉(zhuǎn)動，并且一對彼此接觸的導輥被設(shè)置在導線器上。
[0010]自由旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)板可被布置在第二連桿和第三連桿彼此接觸的位置上，并且導線器被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板上。一對導輥的接觸點可被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板的中心軸線上。通過該對導輥的接觸點，線纜可連續(xù)地經(jīng)過，并且當?shù)诙B桿旋轉(zhuǎn)時，線纜圍繞作為軸的導輥彎曲。當線纜彎曲時，導輥可轉(zhuǎn)動，使得連接各自導輥的中心的線將線纜的彎曲角分成兩半。
[0011]根據(jù)本公開的實施例的機器人可包括機器人臂，該機器人臂具有與線纜的端部連接以便當牽拉該線纜時旋轉(zhuǎn)的第一關(guān)節(jié)部，通過連桿與第一關(guān)節(jié)部連接的第二關(guān)節(jié)部，和在其上的一對導輥被設(shè)置成連續(xù)地與可旋轉(zhuǎn)地布置在第二關(guān)節(jié)部上的旋轉(zhuǎn)板接觸的導線器。
[0012]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的機器人臂，由于線纜的長度不因連桿之間的角度的改變而改變，所以可準確控制要操作的目標連桿。進一步地，因為結(jié)構(gòu)不復雜，因此降低了對操作失敗的擔心，并且可均勻且連續(xù)地提供操作力以提高產(chǎn)品的價值。
【附圖說明】
[0013]現(xiàn)在，將參考由附圖例證的某些示例性實施例詳細描述本發(fā)明的上述和其他特征，其中附圖在下文中僅作為例證說明給出，因此并非限制本發(fā)明，其中::
[0014]圖1為根據(jù)本公開的實施例的機器人臂和包括該機器人臂的機器人的配置圖；
[0015]圖2為根據(jù)本公開的實施例的沿線A-A的機器人臂和包括該機器人臂的機器人的截面圖；以及
[0016]圖3為說明根據(jù)本公開的實施例的機器人臂和包括該機器人臂的機器人的操作狀態(tài)的圖。
[0017]應當理解，附圖不必按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說明本發(fā)明基本原理的各種特征的稍簡化表示。本文所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計特征，包括例如特定尺寸、取向、位置和形狀，部分地由預期的特定應用和使用環(huán)境來確定。在附圖中，貫穿于附圖的幾個圖中，相同的附圖標記指代本發(fā)明的相同或等同部件。
【具體實施方式】
[0018]在下文將詳細參考本公開的各種實施例，其中本公開的實例在附圖中示出并且在下面進行描述。盡管本公開將結(jié)合示例性實施例進行描述，但應該清楚，本說明并非旨在將本公開限制到那些示例性實施例。相反，本公開不僅旨在覆蓋示例性實施例，而且也覆蓋包括在如由所附權(quán)利要求所限定的本公開的精神和保護范圍內(nèi)的各種變化、修改、等效和其他實施例。
[0019]這里使用的術(shù)語只是用于說明特定的實施例，并不意圖限制本發(fā)明。這里使用的單數(shù)形式意圖還包括復數(shù)形式，除非上下文明確地另有說明。另外要明白當用在本說明書中時，術(shù)語“包括”指定陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，不過并不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合的存在或增加。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列術(shù)語的任何或全部的組合。
[0020]在下文中，將參考附圖描述本公開的機器人臂和包括該機器人臂的機器人的優(yōu)選實施例。
[0021]圖1為根據(jù)本公開的實施例的機器人臂和包括該機器人臂的機器人的配置圖。根據(jù)本公開的實施例的機器人臂和包括該機器人臂的機器人包括:與線纜200的端部連接并且在牽拉線纜200時轉(zhuǎn)動的第一關(guān)節(jié)部120 ;通過連桿連接到第一關(guān)節(jié)部120的第二關(guān)節(jié)部140 ;和由可旋轉(zhuǎn)地安裝在第二關(guān)節(jié)部140的旋轉(zhuǎn)板310與被設(shè)置成連續(xù)接觸旋轉(zhuǎn)板310的一對導輥331組成的導線器300，其中線纜200在導輥331之間通過。
[0022]更詳細地，機器人臂包括第一連桿110、第二連桿130和第三連桿150，并且可包括:由第一連桿110的一端與第二連桿130的一端組成的、具有待與鉸鏈銷結(jié)合的通孔的第一關(guān)節(jié)部120，和由第二連桿130的另一端與第三連桿150的一端組成的也具有通孔的第二關(guān)節(jié)部140。當牽拉線纜200時，線纜200用來在牽拉的方向上使第一關(guān)節(jié)部120和第一連桿110轉(zhuǎn)動。在第一連桿110處可設(shè)置夾持器(未示出)或其他連桿，并且第三連桿150的另一端可結(jié)合到安裝機器人臂的機器人的上部(未示出)，或與另一個連桿再接合?？蛇x擇地，第二關(guān)節(jié)部140可接合到機器人的上部。
[0023]同時，第二連桿130與除上述線纜200之外的另外的線纜200連接，因此，當通過牽拉另外的線纜200施加外力時，第二連桿130可圍繞第二關(guān)節(jié)部140的中心點旋轉(zhuǎn)，并且在旋轉(zhuǎn)時，第二連桿130與第三連桿150形成預定的角度。因此，在根據(jù)本公開的實施例的機器人臂中，即使在第二連桿130和第三連桿150之間的角度改變，但為了防止線纜200因此而產(chǎn)生的長度變化，在第二關(guān)節(jié)部140處設(shè)置了導線器300，從而，允許線纜200連續(xù)地通過第二關(guān)節(jié)部140的中心點，而與第二關(guān)節(jié)部140的轉(zhuǎn)動無關(guān)。
[0024]圖2更詳細地描述了用于以上操作的導線器300的構(gòu)造，其中插入到第二關(guān)節(jié)部140的插入軸311被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板310上，并且在插入軸311的外周表面