CN105345815A - 关节连接器及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种关节连接器及机器人。根据本发明的关节连接器，包括：连接本体，具有用于与第一关节连接的第一连接部和用于与第二关节连接的第二连接部；第一连接部上设置有用于与第一关节连接的第一连接孔；第二连接部上设置有用于与第二关节连接的第二连接孔。本发明通过第一定位部和第二定位部分别将第一连接部与第一关节定位、第二连接部与第二关节定位，保证连接时的连接精度。另外，由于第一连接部和第二连接部均形成于连接本体上，与连接本体一体成型，减少了连接部件，从而提高了连接精度和可靠性。

Description

关节连接器及机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种关节连接器及具有该关节连接器的机器人。
背景技术
现有的大多数模块化机器人系统都属于同构机器人系统，即构成系统的各个机器人模块都是相同的，通过关节连接器将各个模块连接在一起，就可以进行灵活的手臂运动。
专利CN203805000U公开了一种模块化机器人通用对接器，其结构简单且易于操作，但是该对接器必须成对使用，零部件较多，连接费时费力。
专利CN101791803A公开了高刚度可拆式机器人手臂关节连接装置，便于拆卸、刚度高，但是这种结构长时间的运作和重复的拆卸难以保证机械精度。
专利CN101670586A公开了一种用于自重构模块机器人的基于销-轴楔合的对接机构，对接精度较高，但是机构较为复杂，成本较高。
发明内容
本发明旨在提供一种关节连接器及机器人，以解决现有技术中机器人的关节连接器结构复杂或连接精度不高的技术问题。
本发明提供了一种关节连接器，用于连接机器人的两个关节，关节连接器包括：连接本体，具有用于与第一关节连接的第一连接部和用于与第二关节连接的第二连接部，且第一连接部、连接本体和第二连接部一体成型；第一连接部上设置有用于与第一关节连接的第一连接孔；第二连接部上设置有用于与第二关节连接的第二连接孔。
进一步地，第一连接部与第二连接部相对设置，且第一连接部与第二连接部之间形成U形槽。
进一步地，U形槽的宽度大于连接螺栓的螺栓头的厚度，且小于连接螺栓的长度。
进一步地，连接本体上设置有穿线孔。
进一步地，连接本体为圆环状本体，圆环状本体的中心孔为穿线孔。
进一步地，第一连接部为从圆环状本体的轴向第一端向周向延伸的第一凸缘，第一连接孔沿圆环状本体的轴向延伸；第二连接部为从圆环状本体的轴向第二端向周向延伸的第二凸缘，第二连接孔沿圆环状本体的轴向延伸。
进一步地，第一连接孔包括孔径大于连接螺栓的螺栓头的直径的通过部和孔径小于连接螺栓的螺栓头的直径的卡接部；第二连接孔为与第一连接孔通过部同轴的通孔。
进一步地，第一连接孔包括孔径大于连接螺栓的螺栓头的直径的通过部和孔径小于螺栓头的直径的卡接部；第二连接孔包括孔径大于螺栓头的直径的通过部和孔径小于螺栓头的直径的卡接部；第一连接孔和第二连接孔在轴向上相互对应或者相互错开。
进一步地，第一连接部具有与第一关节定位配合的第一定位部，第二连接部具有与第二关节定位配合的第二定位部。
进一步地，第一定位部包括至少一个设置在第一连接部与第一关节配合的配合端面的第一定位槽；第二定位部包括至少一个设置在第二连接部与第二关节配合的配合端面的第二定位槽。
进一步地，第一定位部包括至少一个设置在第一连接部的侧面的第一定位孔；第二定位部包括至少一个设置在第二连接部的侧面的第二定位孔。
本发明还提供了一种机器人，包括多个关节以及前述的关节连接器，关节连接器连接相邻的两个关节。
本发明还提供了一种机器人，包括多个关节以及前述的关节连接器，关节连接器连接相邻的两个关节。
根据本发明的关节连接器及机器人，通过第一定位部和第二定位部分别将第一连接部与第一关节定位、第二连接部与第二关节定位，保证连接时的连接精度。另外，由于第一连接部和第二连接部均形成于连接本体上，与连接本体一体成型，从而保证了第一连接部和第二连接部直接的精度与可靠性，相比现有技术，本发明的关节连接器结构简单，减少了连接部件，从而提高了连接精度和可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的关节连接器的第一实施例的立体结构示意图；
图2是本发明的关节连接器的第一实施例的第一剖视结构示意图；
图3是本发明的关节连接器的第一实施例的第二剖视结构示意图；
图4是本发明的关节连接器的第二实施例的立体结构示意图。
附图标记说明：
10、连接本体；11、第一连接部；12、第二连接部；13、U形槽；14、穿线孔；112、第一连接孔；122、第二连接孔；111a、第一定位槽；121a、第二定位槽；111b、第一定位孔；121b、第二定位孔；20、第一关节；30、第二关节；1、第一连接螺栓；2、第二连接螺栓；3、第一定位螺栓；4、第二定位螺栓。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，根据本发明的关节连接器，用于连接机器人的两个关节，关节连接器包括：连接本体10，具有用于与第一关节20连接的第一连接部11和用于与第二关节30连接的第二连接部12；第一连接部11上设置有用于与第一关节20连接的第一连接孔112；第二连接部12上设置有用于与第二关节30连接的第二连接孔122。
根据本发明的关节连接器，通过第一定位部和第二定位部分别将第一连接部11与第一关节20定位、第二连接部12与第二关节30定位，再通过对应的连接孔通过连接螺栓对应连接，保证连接精度。另外，由于第一连接部11和第二连接部12均形成于连接本体10上，与连接本体10一体成型，从而保证了第一连接部11和第二连接部12之间的精度与可靠性，相比现有技术，本发明的关节连接器结构简单，减少了连接部件，从而提高了连接精度和可靠性。
优选地，第一连接部11具有与第一关节20定位配合的第一定位部，第二连接部12具有与第二关节30定位配合的第二定位部，可靠定位，保证连接精度。具体地，结合图1至4所示，第一定位部包括至少一个设置在第一连接部11与第一关节20配合的配合端面的第一定位槽111a，图1和图4中所示的第一定位槽111a为一个，根据定位需要或者扭矩大小，第一定位槽111a也可以设计为两个、三个等。结合图2所示，第一定位槽111a与第一关节20上的定位块配合，从而对二者配合定位，提高连接精度和可靠性。优选地，第一定位槽111a呈U形，U形的底部朝向第一定位部的圆心侧，定位槽和定位块配合后，能够形成周向和径向两个方向定位，能够有效地保证连接精度。
类似地，第二定位部包括至少一个设置在第二连接部12与第二关节30配合的配合端面的第二定位槽121a，第二定位槽121a与第二关节30上的定位块配合，从而对二者配合定位，提高连接精度。第二定位槽121a也可以对应地设置呈U形，U形的底部朝向第二定位部的圆心侧，定位槽和定位块配合后，能够形成周向和径向两个方向定位，能够有效地保证连接精度。
更优选地，结合图1和图4所示，第一定位部还包括至少一个设置在第一连接部11的侧面的第一定位孔111b，第一定位孔111b为螺纹孔，装配后，从侧面拧入第一定位螺栓3，能够进一步提高定位精度和连接可靠性。类似地，第二定位部还包括至少一个设置在第二连接部12的侧面的第二定位孔121b，相应地配合设置第二定位螺栓4，提高定位可靠性。优选地，第一定位部和第二定位部的定位孔和定位槽相对分布，使得受力更均匀，定位更可靠。
结合图1至4所示，第一连接部11和第二连接部12相对形成于连接本体10上，以使得第一连接部11和第二连接部12能够无干涉地分别连接第一关节20和第二关节30。连接本体10上设置有穿线孔14，以将连接线缆藏于连接本体10内部，提高连接本体10整体外观的同时也能防止连接线缆至于连接本体10外部而受磨损。结合图1和图2所示，第一连接部11与第二连接部12之间具有U形槽13，方便安装和拆卸时使用工具。
具体地，结合图1至3所示，连接本体10为圆环状本体，也即连接本体10呈圆环状，穿线孔14即为圆环的中心孔。第一连接部11为从圆环状本体的轴向第一端向周向延伸的第一凸缘，第二连接部12为从圆环状本体的轴向第二端向周向延伸的第二凸缘，第一凸缘与第二凸缘之间具有一定的距离，即第一凸缘与第二凸缘之间形成前述的U形槽13。第一连接孔112和第二连接孔122均沿圆环状本体的轴向延伸。安装时，与第一连接孔112和第二连接孔122配合的第一连接螺栓1和第二连接螺栓2的螺栓头均朝向U形槽13。一方面，方便在U形槽13中使用工具安装和拆卸；另一方面，安装后，可以使螺栓头隐藏在U形槽13中，不露出在外表面，使得连接后的结构更简洁美观。
更具体地，U形槽13的宽度大于连接螺栓的螺栓头的厚度，且小于螺栓的总长度。优选地，U形槽13的宽度仅仅弱大于螺栓头的厚度，如仅为螺栓总长度的1/2、1/4或者更小，保证能够使用工具拧紧连接螺栓即可，从而使关节连接器结构更小，连接后的机构结构更紧凑，控制更准确，响应更迅速。
为了解决U形槽13的宽度小于连接螺栓的长度，带来无法通过U形槽13直接将连接螺栓放入到第一连接孔112或者第二连接孔122中的问题，本发明对第一连接孔112和第二连接孔122及其相应关系做了相应的改进。
具体地，结合图1至3所示，在第一实施例中，第一连接孔112包括孔径大于螺栓头的直径的通过部和孔径小于螺栓头的直径的卡接部，即第一连接孔112整体呈钥匙状。第二连接孔122为与第一连接孔112通过部同轴的通孔。安装时，先将与第二连接孔122配合的第二连接螺栓2从第一连接孔112的通过部中插入到第二连接孔122中，同时将第二定位槽121a与第二关节30上的定位块对准定位，并将第二连接部12与第二关节30固定连接。然后再将与第一连接孔112配合的第一连接螺栓1先固定在第一关节20上(仅拧紧一部分)，再将第一连接螺栓1的螺栓头的插入到通过部中，然后旋转定位，使螺栓头对应在卡接部处，再通过工具从U形槽13中将连接螺栓拧紧在卡接部处固定连接。
第一定位螺钉1拧入第一定位孔111b内，与定位孔共同定位，从而保护定位块，同时保证连接精度。因第二连接螺栓2需要从第一连接孔112的通过部中穿过，才能使第二连接部12与第二关节30连接，故安装顺序有先后之分。
优选地，第二连接孔122采用沉头孔，与第二连接孔122配合的第二连接螺栓2采用内六角螺栓，从第一连接孔112的通过部中插入内六角螺栓并拧紧在沉头孔中，从而避免安装第一关节20时，第二连接螺栓2对第一连接螺栓1形成干涉。相应地，也可以减小第一连接部11和第二连接部12之间的U形槽13的宽度，从而使关节连接器整体结构更小，更紧凑，也有利于提高连接后的结构的可靠性和响应速度。
如图4所示，在第二实施例中，第一连接孔112和第二连接孔122都类似于第一实施例中第一连接孔112，均包括通过部和卡接部，相应地，连接方式也都类似于的第一实施例中的第一关节20的连接方式，即先将第一连接螺栓1固定在第一关节20上，然后从通过部插入，再旋转到卡接部，然后再拧紧螺栓固定。相比第一实施例，第一连接孔112和第二连接孔122相应的装配相互独立，不再需要第一连接孔112和第二连接孔122在轴向上具有相互对应的关系，第一连接孔112和第二连接孔122在轴向上可以相互对应，也可以相互错开。
相比第一实施例，第二实施例的关节连接器的装配无先后顺序，当第一连接部11和第二连接部12全部采用对称性结构时，这种对称性的布置利于关节的模块化设计，利于装配和加工，增强了结构的通用性，但是无法实现第一实施例中的关节连接器的结构最小化。
本发明还提供了一种机器人，包括多个关节和前述的关节连接器，关节连接器连接相邻的两个关节，采用前述的关节连接器，能够有效提高连接可靠性和精度。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
根据本发明的关节连接器及机器人，通过第一定位部和第二定位部分别将第一连接部与第一关节定位、第二连接部与第二关节定位，保证连接时的连接精度。另外，由于第一连接部和第二连接部均形成于连接本体上，与连接本体一体成型，从而保证了第一连接部和第二连接部直接的精度与可靠性，相比现有技术，本发明的关节连接器结构简单，减少了连接部件，从而提高了连接精度和可靠性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种关节连接器，用于连接机器人的两个关节，其特征在于，所述关节连接器包括：
连接本体(10)，具有用于与第一关节(20)连接的第一连接部(11)和用于与第二关节(30)连接的第二连接部(12)，且所述第一连接部(11)、所述连接本体(10)和所述第二连接部(12)一体成型；
所述第一连接部(11)上设置有用于与所述第一关节(20)连接的第一连接孔(112)；所述第二连接部(12)上设置有用于与所述第二关节(30)连接的第二连接孔(122)。
2.根据权利要求1所述的关节连接器，其特征在于，
第一连接部(11)与第二连接部(12)相对设置，且所述第一连接部(11)与所述第二连接部(12)之间形成U形槽(13)。
3.根据权利要求2所述的关节连接器，其特征在于，
所述U形槽(13)的宽度大于连接螺栓的螺栓头的厚度，且小于连接螺栓的长度。
4.根据权利要求2所述的关节连接器，其特征在于，
所述连接本体(10)上设置有穿线孔(14)。
5.根据权利要求4所述的关节连接器，其特征在于，
所述连接本体(10)为圆环状本体，所述圆环状本体的中心孔为所述穿线孔(14)。
6.根据权利要求5所述的关节连接器，其特征在于，
所述第一连接部(11)为从所述圆环状本体的轴向第一端向周向延伸的第一凸缘，所述第一连接孔(112)沿所述圆环状本体的轴向延伸；
所述第二连接部(12)为从所述圆环状本体的轴向第二端向周向延伸的第二凸缘，所述第二连接孔(122)沿所述圆环状本体的轴向延伸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的关节连接器，其特征在于，
所述第一连接孔(112)包括孔径大于连接螺栓的螺栓头的直径的通过部和孔径小于连接螺栓的螺栓头的直径的卡接部；
所述第二连接孔(122)为与所述第一连接孔(112)通过部同轴的通孔。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的关节连接器，其特征在于，
所述第一连接孔(112)包括孔径大于连接螺栓的螺栓头的直径的通过部和孔径小于螺栓头的直径的卡接部；
所述第二连接孔(122)包括孔径大于螺栓头的直径的通过部和孔径小于螺栓头的直径的卡接部；
所述第一连接孔(112)和第二连接孔(122)在轴向上相互对应或者相互错开。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的关节连接器，其特征在于，
所述第一连接部(11)具有与所述第一关节(20)定位配合的第一定位部，所述第二连接部(12)具有与所述第二关节(30)定位配合的第二定位部。
10.根据权利要求9所述的关节连接器，其特征在于，
所述第一定位部包括至少一个设置在所述第一连接部(11)与所述第一关节(20)配合的配合端面的第一定位槽(111a)；
所述第二定位部包括至少一个设置在所述第二连接部(12)与所述第二关节(30)配合的配合端面的第二定位槽(121a)。
11.根据权利要求9所述的关节连接器，其特征在于，
所述第一定位部包括至少一个设置在所述第一连接部(11)的侧面的第一定位孔(111b)；
所述第二定位部包括至少一个设置在所述第二连接部(12)的侧面的第二定位孔(121b)。
12.一种机器人，其特征在于，包括多个关节以及如权利要求1至11中任一项所述的关节连接器，所述关节连接器连接相邻的两个所述关节。
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