CN212096414U - 机器人关节机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人关节机构,其包括第一连杆以及第二连杆；所述第一连杆包括壳体及设置在所述壳体内的传动装置，所述传动装置与所述第二连杆相连接，以控制所述第二连杆相对于所述第一连杆运动；所述传动装置包括与动力源连接的第一同步带轮组件、与所述第二连杆连接的第二同步带轮组件、及将所述第一同步带轮组件与所述第二同步带轮组件连接的传动带。该机器人关节机构采用带传动装置，可以将动力源设置在该机械臂装置的底座或靠近底座处，减少机械臂运动负载，并具有结构简单、实用性强、节省成本、并能其延长实用寿命等的优点。

Description

机器人关节机构

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，更具体地说，涉及一种机器人关节机构。

背景技术

随着工业化的发展、社会的不断进步，机械化程度越来越高，机械手、机器人等完全机械化装置逐渐成为工业、农业、人类日常生活等领域中的常用设备。现有机械手、工业机器人、民宿小区等地方的机器人一般采用线性运动、旋转运动和两种运动方式的组合三种运动方式。线性运动采用类似机床的运动方式，通过导轨和丝杆实现三坐标的空间线性运动，旋转运动则采用多旋转关节加手臂机构实现平面或者三维空间运动。现有多关节机器人一般包括底座、大臂、小臂、多种运动结合的工作组件及动力源等组成；底座作为该机器人支撑架，用于支撑整个该机器人的各个关节及动力源；大臂与底座之间采用活动关节连接，大臂与小臂采用活动关节连接，大致类似人类的整条手臂；活动关节处一般设置有驱动电机、减速器、传动关节等零部件；大臂、小臂及该活动关节随不同程序的设置而配合运动，以满足不同的工作要求。由于该机器人至少有两个关节处，因此工作臂组件运动，也至少采用两套驱动电机、减速器和一套滚珠丝杆和滚动花键或者双导杆驱动来实现。且至少一套驱动电极、减速器等驱动机构随着工作臂组件的运动而运动，但电机、减速器等动力源一般较重，在一定程度上增加工作臂组件的负担，对该工作臂组件的质量要求更高，增加了成本，且容易损坏，尤其对于高速运动的机械臂来说，其影响更大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种机器人关节机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种机器人关节机构。该机器人关节机构，包括第一连杆以及第二连杆；所述第一连杆包括壳体及设置在所述壳体内的传动装置，所述传动装置与所述第二连杆相连接，以控制所述第二连杆相对于所述第一连杆运动；

所述传动装置包括与动力源连接的第一同步带轮组件、与所述第二连杆连接的第二同步带轮组件、及将所述第一同步带轮组件与所述第二同步带轮组件连接的传动带。

在一些实施例中，所述机器人关节机构还包括张紧组件，所述张紧轴组件包括张紧轴组件，所述张紧轴组件包括张紧轴以及套设于所述张紧轴上的至少一个第三轴承，所述张紧轴的两端分别可移动地安装于所述壳体上，所述至少一个第三轴承与所述传动带相抵。

在一些实施例中，所述张紧组件还包括至少一个带有内螺纹的定位套、及轴向移动地螺接于所述至少一个定位套中的至少一个带有外螺纹的顶杆，所述顶杆一端与所述张紧轴组件相抵，以驱动所述张紧轴组件朝向靠近或朝向远离所述传动带的方向移动，从而让所述传动带张紧或松弛。

在一些实施例中，所述壳体上下两侧分别设有供所述张紧轴的两端移动的滑槽。

在一些实施例中，所述张紧组件包括两个所述定位套以及两个所述顶杆；所述壳体上下两侧分别设有供所述定位套设置其中的卡槽，所述卡槽一侧与所述滑槽连通，另一侧与外部连通，以使所述顶杆的另一端与外部连通。

在一些实施例中，所述壳体包括第一上部件以及与所述第一上部件配合的第一下部件；所述两个滑槽开设在所述第一上部件和第一下部件上；所述两个卡槽分别开设在所述第一上部件和第一下部件上。

在一些实施例中，所述张紧组件包括两个串接在一起的所述第三轴承。

在一些实施例中，所述第一同步带轮组件包括第一皮带轮，所述第二同步带轮组件包括第二皮带轮，所述传动带套设在所述第一皮带轮和第二皮带轮上。

在一些实施例中，所述第一同步带轮组件还包括套设在所述第一皮带轮两端并与所述壳体连接的第一轴承；

所述第二同步带轮组件还包括套设在所述第二皮带轮两端并与所述第二连杆连接的第二轴承。

在一些实施例中，所述第二连杆包括第二上部件以及与所述第二上部件配合的第二下部件；所述第二上部件与所述第二下部件分别连接于所述第一连杆的两侧。

实施本实用新型的机器人关节机构，具有以下有益效果：机器人关节机构采用带传动装置，可以将动力源设置在该机械臂装置的底座或靠近底座处，减少机械臂运动负载，并具有结构简单、实用性强、节省成本、并能其延长实用寿命等的优点；采用可以从外部之间调节传动带松紧度的张紧组件，具有操作方便的有点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中的机器人关节机构的结构示意图；

图2是图1所示的机器人关节机构的分解结构示意图；

图3是图1所示与A-A方向垂直的剖面结构示意图以及滑槽和定位槽的另一方向的结构示意图；

图4是图2所示B部分的张紧组件的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。

需要说明的是，术语上、下、左、右、前、后等指示的方位和位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本文所述连接可包括直接连接、间接连接、机械连接、非机械连接、电性连接、有限连接或无线连接等任何中一种连接方式。

图1至图4示出了本实用新型一些实施例中的机器人关节机构，该机器人关节机构可包括与动力源的连接的第一连杆10以及与该第一连杆10连接的第二连杆20。第一连杆10一端与第二连杆20连接，另一端与动力源连接。第一连杆10在动力源带动下可自转运动、直线运动、混合运动等。在一些实施例中的第一连杆10横截面呈方形，两端呈修饰半圆弧形，以便于运动或转动。第二连杆20一端与第一连杆10连接并相对第一连杆20运动，另一端与其工装夹具连接，以带动该工装夹具工作。在一些实施例中的第二连杆20的该一端呈半圆弧状，其形状大小与该第一连杆20的上述一端的形状大小相应，以便配合连接，另一端呈半圆弧状，其宽度小于该第二连杆20的上述一端的宽度，以节省加工材料，节省成本，另外，该第二连杆20另一端设置有安装孔，以安装其他工装夹具。

第一连杆20包括壳体21及设置在该壳体21内的传动装置23。

壳体21可包开设在上述一端的第一安装孔210、及开设在另一端处并与该第一安装孔210相对设置的第二安装孔211；第一安装孔210用于供第一同步带轮组件231设置其中；第二安装孔211用于供第二同步带轮组件232设置其中，并可用于连接于第二连杆20。该动力源装置23与第一同步带轮组件 231连接，设置在承载该机器人关节机构的底座支架或靠近底座支架的部位上。动力源装置可包括电源、电机、减速器。

如图2所示，壳体21可包括第一上部件212及与该第一上部件31配合的第一下部件213。在一些实施例中，该第一上部件212与第一下部件213可采用螺钉或螺栓连接、卡接、链接、胶粘等一种或多种连接方式组合在一起。

在一些实施例中，如图3所示，第一上部件212和第一下部件213上开设有供定位套63安装其中的定位槽316以及供张紧轴61滑动的滑槽315；定位槽316与第一定位套63的形状相应，以使定位套63较好的配合其中；定位槽316一侧与滑槽315相连通，另一侧与外部相连通，以使顶杆64能与张紧轴组件相抵，并可与外部连通，进而能通过外部直接旋转顶杆64，以调节传动带233的松紧度。在一些实施例中的第一滑动槽315呈方形槽，且靠近里面一端呈圆弧状。

传动装置23与第二连杆20连接，以控制第二连杆20相对于第一连杆10 运动。在一些实施例中的传动装置23可包括设置在第一安装孔210中的第一同步带轮组件231、设置在第二安装孔211中的第二同步带轮组件232、以及将该第一同步带轮组件231与该第二同步带轮组件232连接的传动带233。第一同步带轮组件231与动力源连接，并带动第一连杆10运动；第二同步带轮组件232带动第二连杆20相对第一连杆10运动。传动带233用于传输动力。传动装置23采用带传动方式，其结构简单，且可将动力源，如电机、减速器等部件设置在机器人或机械手臂的支架上或其它便于安装的空隙位置，可减轻第一连杆10和第二连杆20的载荷，并省去复杂的电线线路布置，有结构简单、节省成本、实用性强、延长实用寿命等优点。

第一同步带轮组件231可包括第一皮带轮2311及套设在该第一皮带轮 2311两端的两个第一轴承2312，并分别与第一连杆10的第一安装孔210的两端套接。第二同步带轮组件232可包括第二皮带轮2321及套设在该第二皮带轮2321两端的两个第二轴承2322，并分别与第一连杆10的第二安装孔211 的两端套接。

传动带233套设在第一皮带轮2311与第二皮带轮2321上；第一皮带轮 2311与动力源连接，作为主动轮，第二皮带轮2321为从动轮，在传动带50 的作用下，由第一皮带轮2311带动第二皮带轮2321传动，以实现传动。在一些实施例中，也可将上述带传动改为链传动等。

第二连杆20可包括第二上部件21及与该第二上部件21配合的第二下部件22。在一些实施例中，该第二上部件21与第二下部件22可采用螺钉或螺栓连接、卡接、链接、胶粘等一种或多种连接方式组合在一起。

该第二上部件21一端与第二下部件22一端分别配合在该第一连杆10的另一端的上下两侧，即分别设置在第一上部件11的另一端的上部与第一下部件12另一端的下部。第二上部件21与第二下部件22的上述一端分别设置有第一凸出部210和第二凸出部220，分别用于配合于第一连杆10的另一端上下两端。

在一些实施例中，如图2及图4所示，该机器人关节机构还可包括张紧组件60，用于调节传动带50的松紧度，从而调节该机器人关节机构的运动臂组件即第一连杆30和第二连杆40的行程和精度，以更好的控制夹具装置的工作。在一些实施例中的张紧组件60包括张紧轴组件。该张紧轴组件可包括张紧轴61、以及套设于张紧轴61上并用于与该传动带233相抵的第三轴承 62；张紧轴61的可滑动的设置在滑槽315中，即张紧轴61的两端分别设置在位于第一上部件212的滑槽315和位于第一下部件213的滑槽315中，并可在两个滑槽315中滑动。可以理解地，张紧轴组件可包括多个第三轴承62，并以穿接的方式套设在张紧轴61上。在一些实施例中的张紧组件60还包括两个定位套63以及与该两个定位套63配合的两个顶杆；该两个定位套63，并分别安装在位于第一上部件212上的定位槽316和位于第一下部件213上的定位槽。两个顶杆64中每个顶杆64一端可分别与张紧轴61的上下两端相抵，另一端与外部相连通，从而可以直接从外部控制顶杆64调节传动带233 的松紧度。在一些实施例中的该两个定位套63上下对称设置，且对应在第一连杆30的第一上部件31和第二上部件32上设置有两个定位套孔35，以供顶杆64与外部连通。即在对应连个定位套63的第一上部件212与第二下部件 213上分别开设有连通孔。该连通孔可供顶杆64配合定位套，并与张紧轴组件相抵。在一些实施例中的定位套63带有内螺纹，顶杆64带有外螺纹，顶杆64可活动地螺接于该定位套63。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人关节机构，包括第一连杆以及第二连杆；所述第一连杆包括壳体及设置在所述壳体内的传动装置，所述传动装置与所述第二连杆相连接，以控制所述第二连杆相对于所述第一连杆运动；

其特征在于，所述传动装置包括与动力源连接的第一同步带轮组件、与所述第二连杆连接的第二同步带轮组件、及将所述第一同步带轮组件与所述第二同步带轮组件连接的传动带。

2.根据权利要求1所述的机器人关节机构，其特征在于，所述机器人关节机构还包括张紧组件，所述张紧组件包括张紧轴组件，所述张紧轴组件包括张紧轴以及套设于所述张紧轴上的至少一个第三轴承，所述张紧轴的两端分别可移动地安装于所述壳体上，所述至少一个第三轴承与所述传动带相抵。

3.根据权利要求2所述的机器人关节机构，其特征在于，所述张紧组件还包括至少一个带有内螺纹的定位套、及轴向移动地螺接于所述至少一个定位套中的至少一个带有外螺纹的顶杆，所述顶杆一端与所述张紧轴组件相抵，以驱动所述张紧轴组件朝向靠近或朝向远离所述传动带的方向移动，从而让所述传动带张紧或松弛。

4.根据权利要求3所述的机器人关节机构，其特征在于，所述壳体上下两侧分别设有供所述张紧轴的两端移动的滑槽。

5.根据权利要求4所述的机器人关节机构，其特征在于，所述张紧组件包括两个所述定位套以及两个所述顶杆；所述壳体上下两侧分别设有供所述定位套设置其中的卡槽，所述卡槽一侧与所述滑槽连通，另一侧与外部连通，以使所述顶杆的另一端与外部连通。

6.根据权利要求5所述的机器人关节机构，其特征在于，所述壳体包括第一上部件以及与所述第一上部件配合的第一下部件；所述两个滑槽开设在所述第一上部件和第一下部件上；所述两个卡槽分别开设在所述第一上部件和第一下部件上。

7.根据权利要求2至6任一项所述的机器人关节机构，其特征在于，所述张紧组件包括两个串接在一起的所述第三轴承。

8.根据权利要求7所述的机器人关节机构，其特征在于，所述第一同步带轮组件包括第一皮带轮，所述第二同步带轮组件包括第二皮带轮，所述传动带套设在所述第一皮带轮和第二皮带轮上。

9.根据权利要求8所述的机器人关节机构，其特征在于，所述第一同步带轮组件还包括套设在所述第一皮带轮两端并与所述壳体连接的第一轴承；

所述第二同步带轮组件还包括套设在所述第二皮带轮两端并与所述第二连杆连接的第二轴承。

10.根据权利要求9所述的机器人关节机构，其特征在于，所述第二连杆包括第二上部件以及与所述第二上部件配合的第二下部件；所述第二上部件与所述第二下部件分别连接于所述第一连杆的两侧。

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