專利名稱：機器人關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于機器人上的機器人關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
機器人能模仿人手和臂的某些動作，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機器人包括手部、臂部及機器人關(guān)節(jié)，機器人關(guān)節(jié)用以將該手部及臂部相互連接以使手部能相對于臂部實現(xiàn)多自由度運動。機器人關(guān)節(jié)一般包括基座、用以驅(qū)動手部相對于臂部旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動電機及用以驅(qū)動手部相對于臂部擺動的第二驅(qū)動電機，然而第一驅(qū)動電機及第二驅(qū)動電機一般設(shè)于該基座的外側(cè)，從而使得機器人關(guān)節(jié)的體積較大， 并導(dǎo)致機器人關(guān)節(jié)在使用時的動作不夠靈活。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種體積較小且動作靈活的機器人關(guān)節(jié)。一種機器人關(guān)節(jié)，包括基座、安裝于該基座上的第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機及可相對該基座運動的轉(zhuǎn)接頭，該機器人關(guān)節(jié)還包括固接于該第二驅(qū)動電機上的滑塊及齒輪， 該第二驅(qū)動電機上設(shè)有第二動力輸出軸，該滑塊及該齒輪固定地套設(shè)于該第二動力輸出軸上，該轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有輪齒槽及與該輪齒槽平行的導(dǎo)槽，該齒輪與該輪齒槽嚙合，該滑塊滑動地容置于該導(dǎo)槽內(nèi)，該基座上還設(shè)有導(dǎo)向限位組件，該導(dǎo)向限位組件將該轉(zhuǎn)接頭可滾動地定位于該基座，該第一驅(qū)動電機上設(shè)有第一動力輸出軸，該第一動力輸出軸與該滑塊固接， 啟動該第一驅(qū)動電機時，該轉(zhuǎn)接頭在該第一動力輸出軸的驅(qū)動下將繞該第一動力輸出軸轉(zhuǎn)動，啟動該第二驅(qū)動電機時，該轉(zhuǎn)接頭在該第二動力輸出軸的驅(qū)動下將沿該齒輪滾動。上述機器人關(guān)節(jié)在分別啟動第一驅(qū)動電機及第二驅(qū)動電機時，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)接頭相對基座的多角度運動。轉(zhuǎn)接頭通過第一引導(dǎo)臂及第二引導(dǎo)臂的夾持定位于基座上，如此可省去其他復(fù)雜的定位機構(gòu)便可將轉(zhuǎn)接頭定位于基座上，且第一驅(qū)動電機及第二驅(qū)動電機均安裝與基座內(nèi)，從而使上述機器人關(guān)節(jié)的體積更小且結(jié)構(gòu)更簡單。


圖1為本發(fā)明較佳實施方式機器人關(guān)節(jié)的立體分解圖；圖2為圖1所示機器人關(guān)節(jié)的另一視角分解圖；圖3為圖1所示機器人關(guān)節(jié)的組裝圖；圖4為圖1所示機器人關(guān)節(jié)的局部組裝圖；圖5為圖3所示機器人關(guān)節(jié)沿V-V線的剖視圖。主要元件符號說明機器人關(guān)節(jié)100基座10第一驅(qū)動電機20
轉(zhuǎn)接頭30齒輪40第二驅(qū)動電機50滑塊60連接件70本體12導(dǎo)向限位組件14安裝孔122第一引導(dǎo)臂142第二引導(dǎo)臂144固接段1442引導(dǎo)段1444連接段1446第一動力輸出軸22從動部32連接部34輪齒槽322導(dǎo)槽324第二動力輸出軸52通孔62第一固接部64第二固接部66安裝孔66具體實施例方式請一并參閱圖1及圖2，本實施例中揭示的機器人關(guān)節(jié)100包括一個基座10、一個第一驅(qū)動電機20、一個轉(zhuǎn)接頭30、一個齒輪40、兩個第二驅(qū)動電機50及兩個滑塊60。第一驅(qū)動電機20及第二驅(qū)動電機50上分別設(shè)有第一動力輸出軸22及第二動力輸出軸52。機器人關(guān)節(jié)100還包括一連接件70，第一驅(qū)動電機20安裝于基座10內(nèi)，且第一驅(qū)動電機20 通過連接件70與滑塊60固接。基座10包括本體12及設(shè)于本體12上的導(dǎo)向限位組件14。本體12的中部開設(shè)有安裝孔122，第一驅(qū)動電機20安裝于安裝孔122內(nèi)。本實施例中，導(dǎo)向限位組件14包括兩個由本體12的一端遠離另一端延伸且相對設(shè)置的第一引導(dǎo)臂142及相對本體12可分離的兩個第二引導(dǎo)臂144，上述第一引導(dǎo)臂142及第二引導(dǎo)臂144相配合用以引導(dǎo)轉(zhuǎn)接頭30 轉(zhuǎn)動并同時將轉(zhuǎn)接頭30定位于基座10上。第二引導(dǎo)臂144包括固接段1442、引導(dǎo)段1444 及連接固接段1442及引導(dǎo)段1444的連接段1446。固接段1442固接于連接件70上。第一引導(dǎo)臂142及引導(dǎo)段1444與轉(zhuǎn)接頭30相接觸的面均為部分球面，引導(dǎo)段1444用以引導(dǎo)轉(zhuǎn)接頭30繞第二驅(qū)動電機50的第二動力輸出軸52轉(zhuǎn)動，同時引導(dǎo)段1444與第一引導(dǎo)臂 142將轉(zhuǎn)接頭30夾持于中間以防止轉(zhuǎn)接頭30脫離基座10。
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轉(zhuǎn)接頭30大致呈一球缺體，且上述球缺體的高度大于或等于其半徑，本實施中球缺體的高度優(yōu)選大于其半徑。轉(zhuǎn)接頭30包括從動部32及由從動部32延伸的連接部34。轉(zhuǎn)接頭30大致呈一半球體，轉(zhuǎn)接頭30的球面上沿經(jīng)度方向設(shè)有輪齒槽322及兩個導(dǎo)槽324， 且輪齒槽322與導(dǎo)槽3 平行設(shè)置。輪齒槽322與齒輪40嚙合，以使轉(zhuǎn)接頭30在齒輪40 的帶動下可相對基座10擺動?；瑝K60滑動地容置于導(dǎo)槽324內(nèi)，用以引導(dǎo)轉(zhuǎn)接頭30擺動。 為使滑塊60于導(dǎo)槽324內(nèi)更平滑地滑動，本實施例中優(yōu)選地將滑塊60與導(dǎo)槽3M相對的抵持面61設(shè)計弧形面或球面。連接部34用以與機器人的手部(圖未示)固接。齒輪40固定地套設(shè)于第二驅(qū)動電機50的第二動力輸出軸52上。每一滑塊60上均開設(shè)有通孔62，第二動力輸出軸52通過通孔62穿設(shè)于滑塊60上。每一滑塊60上還設(shè)有第一固接部64及第二固接部66。每一第二固接部66鄰近第一驅(qū)動電機20的一側(cè)開設(shè)有一個安裝孔662。連接件70的一側(cè)凸設(shè)有兩個固定銷72，固定銷72分別固定于安裝孔 662內(nèi)。連接件70的另一相對側(cè)開設(shè)有一固接孔74，第一驅(qū)動電機20的第一動力輸出軸 22通過緊配合的方式安裝于固接孔74內(nèi)。請一并參閱圖3、圖4及圖5，組裝機器人關(guān)節(jié)100時可按如下步驟進行首先，將第一驅(qū)動電機20設(shè)有第一動力輸出軸22的一端由基座10設(shè)有第一引導(dǎo)臂142的一端置于安裝孔122內(nèi)，并將第一驅(qū)動電機20固定。接著，將連接件70通過其固接孔74固定地套設(shè)于第一驅(qū)動電機20的第一動力輸出軸22上。而后，將第二引導(dǎo)臂144 的固接段1442相對設(shè)置，并將上述固接段1442固定于連接件70上。旋轉(zhuǎn)上述第二引導(dǎo)臂 144，使第二引導(dǎo)臂144與第一引導(dǎo)臂142重疊。之后，將齒輪40通過緊配合的方式套設(shè)于第二動力輸出軸52的中部，并將第二動力輸出軸52的兩端分別穿過滑塊60的通孔62，再將第二動力輸出軸52的兩端分別安裝于第二驅(qū)動電機50內(nèi)以使第二驅(qū)動電機50能帶動第二動力輸出軸52旋轉(zhuǎn)。然后，將上述兩個滑塊60分別容置于轉(zhuǎn)接頭30的導(dǎo)槽324內(nèi)，同時齒輪40也將與轉(zhuǎn)接頭30的輪齒槽 322嚙合。最后，將上述組裝成一體的轉(zhuǎn)接頭30、齒輪40、第二驅(qū)動電機50及滑塊60置于基座10內(nèi)，并將滑塊60的第二固接部66通過安裝孔662分別固接地套設(shè)于連接件70的固定銷72上。機器人關(guān)節(jié)100便組裝完畢。使用機器人關(guān)節(jié)100時，當(dāng)啟動第一驅(qū)動電機20時，第一驅(qū)動電機20的第一動力輸出軸22旋轉(zhuǎn)并通過連接件70帶動與其固接的第二引導(dǎo)臂144及滑塊60繞第一動力輸出軸22轉(zhuǎn)動，滑塊60轉(zhuǎn)動的同時一并帶動穿設(shè)于其內(nèi)的第二動力輸出軸52及第二驅(qū)動電機50轉(zhuǎn)動。由于滑塊60容置于轉(zhuǎn)接頭30的導(dǎo)槽324內(nèi)，滑塊60轉(zhuǎn)動時將與形成導(dǎo)槽324 的側(cè)壁抵持并推動轉(zhuǎn)接頭30沿基座10的第一引導(dǎo)臂142 —并轉(zhuǎn)動。當(dāng)啟動第二驅(qū)動電機50時，第二驅(qū)動電機50的第二動力輸出軸52旋轉(zhuǎn)，使得套設(shè)于第二動力輸出軸52的齒輪40隨之旋轉(zhuǎn)。齒輪40旋轉(zhuǎn)時將驅(qū)動與其嚙合的輪齒槽322 轉(zhuǎn)動，由于導(dǎo)向限位組件14的作用從而使得轉(zhuǎn)接頭30順著滑塊60沿第二引導(dǎo)臂144滾動， 并最終帶動固接于轉(zhuǎn)接頭30上的機器人手部相對基座10擺動。本發(fā)明的機器人關(guān)節(jié)100在分別啟動第一驅(qū)動電機20及第二驅(qū)動電機50時，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)接頭30相對基座10的多角度運動。轉(zhuǎn)接頭30通過第一引導(dǎo)臂142及第二引導(dǎo)臂 144的夾持定位于基座10上，如此可省去其他復(fù)雜的定位機構(gòu)便可將轉(zhuǎn)接頭30定位于基座上，且第一驅(qū)動電機20及第二驅(qū)動電機50均安裝與基座10內(nèi)，從而使本發(fā)明的機器人關(guān)節(jié)100的體積更小且結(jié)構(gòu)更簡單。可以理解，第二驅(qū)動電機50的數(shù)量不局限于兩個。由上可知，第二驅(qū)動電機50的作用是驅(qū)動轉(zhuǎn)接頭30于導(dǎo)向限位組件14內(nèi)沿第二引導(dǎo)臂144滾動，然而當(dāng)?shù)诙?qū)動電機 50只設(shè)置一個時也同樣能達到上述目的。因此，第二驅(qū)動電機50的數(shù)量也可僅為一個?？梢岳斫?，基座10上導(dǎo)向限位組件14的作用是用以將轉(zhuǎn)接頭30可擺動地夾持于基座10上，且導(dǎo)向限位組件14中第二引導(dǎo)臂144的作用是配合第一引導(dǎo)臂142以將轉(zhuǎn)接頭30可擺動地夾持于基座10上。因此，只要能實現(xiàn)上述目的，第一引導(dǎo)臂142及第二引導(dǎo)臂144的數(shù)量均不局限于兩個，第一引導(dǎo)臂142及第二引導(dǎo)臂144的數(shù)量可以為能使轉(zhuǎn)接頭30可擺動地夾持于基座10上的任意數(shù)量。同時，由于第一引導(dǎo)臂142及第二引導(dǎo)臂144 數(shù)量的改變可能給機器人關(guān)節(jié)100的組裝帶來一定的困難，因此，為使機器人關(guān)節(jié)100的組裝過容易實現(xiàn)，可將基座10設(shè)計成可拆分的結(jié)構(gòu)，也可將第二引導(dǎo)臂144直接安裝與基座 10上。
權(quán)利要求
1.一種機器人關(guān)節(jié)，包括基座、安裝于該基座上的第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機及可相對該基座運動的轉(zhuǎn)接頭，其特征在于該機器人關(guān)節(jié)還包括固接于該第二驅(qū)動電機上的滑塊及齒輪，該第二驅(qū)動電機上設(shè)有第二動力輸出軸，該滑塊及該齒輪固定地套設(shè)于該第二動力輸出軸上，該轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有輪齒槽及與該輪齒槽平行的導(dǎo)槽，該齒輪與該輪齒槽嚙合， 該滑塊滑動地容置于該導(dǎo)槽內(nèi)，該基座上還設(shè)有導(dǎo)向限位組件，該導(dǎo)向限位組件將該轉(zhuǎn)接頭可滾動地定位于該基座，該第一驅(qū)動電機上設(shè)有第一動力輸出軸，該第一動力輸出軸與該滑塊固接，啟動該第一驅(qū)動電機時，該轉(zhuǎn)接頭在該第一動力輸出軸的驅(qū)動下將繞該第一動力輸出軸轉(zhuǎn)動，啟動該第二驅(qū)動電機時，該轉(zhuǎn)接頭在該第二動力輸出軸的驅(qū)動下將沿該齒輪滾動。
2.如權(quán)利要求1所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該機器人關(guān)節(jié)還包括連接件，該連接件的一端開設(shè)有固接孔，該第一動力輸出軸固接于該固接孔內(nèi)，該連接件的另一端與該滑塊固接。
3.如權(quán)利要求2所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該連接件的所述另一端凸設(shè)有固定銷，該滑塊上開設(shè)有安裝孔，該固定銷固接于該安裝孔內(nèi)以將該連接件與該滑塊固接。
4.如權(quán)利要求2所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該導(dǎo)向限位組件包括設(shè)于該基座上的第一引導(dǎo)臂及安裝于該連接件上的第二引導(dǎo)臂，該轉(zhuǎn)接頭可滾動地夾持于所述第一引導(dǎo)臂及所述第二引導(dǎo)臂之間。
5.如權(quán)利要求4所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于所述第一引導(dǎo)臂及所述第二引導(dǎo)臂與該轉(zhuǎn)接頭夾持所接觸的面均呈部分球面。
6.如權(quán)利要求1所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該導(dǎo)向限位組件包括設(shè)于該基座上的兩個相對設(shè)置的第一引導(dǎo)臂及兩個相對設(shè)置的第二引導(dǎo)臂，該轉(zhuǎn)接頭可滾動地夾持于所述第一引導(dǎo)臂及所述第二第一引導(dǎo)臂之間。
7.如權(quán)利要求1所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該基座上開設(shè)有安裝孔，該第一驅(qū)動電機安裝于該安裝孔內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該轉(zhuǎn)接頭呈一高度大于其半徑的球缺體。
9.如權(quán)利要求8所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該轉(zhuǎn)接頭包括從動部及由從動部延伸的連接部，該輪齒槽設(shè)于該從動的表面上。
10.如權(quán)利要求9所述的機器人關(guān)節(jié)，其特征在于該從動部呈一半球體。
全文摘要
一種機器人關(guān)節(jié)，包括基座和安裝于該基座上的第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機及可相對該基座運動的轉(zhuǎn)接頭，該機器人關(guān)節(jié)還包括固接于該第二驅(qū)動電機上的滑塊及齒輪，該第二驅(qū)動電機上設(shè)有第二動力輸出軸，該滑塊及該齒輪固定地套設(shè)于該第二動力輸出軸上，該轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有輪齒槽及與該輪齒槽平行的導(dǎo)槽，該齒輪與該輪齒槽嚙合，該滑塊滑動地容置于該導(dǎo)槽內(nèi)；該基座上還設(shè)有導(dǎo)向限位組件，該導(dǎo)向限位組件將該轉(zhuǎn)接頭可滾動地定位于該基座，該第一驅(qū)動電機上設(shè)有第一動力輸出軸，該第一動力輸出軸與該滑塊固接。
文檔編號B25J17/00GK102452078SQ20101052841
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者李昇軍, 梁獻全, 許壽國 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司