CN105945986B - 一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，所述球碗背面排列设有安装沉孔；所述磁性绕组包括绕芯和线圈；绕芯中部沿轴向设有圆柱形的DC插座，DC插座的中心为中心极，DC插座的外圈为外圈极，绕芯的底部设有沿轴向延伸的螺柱；圈的两端分别与DC插座的中心极和外圈极电连接；磁性绕组安装于球碗的安装沉孔中；球碗外部还罩设有一个防护罩，防护罩对应于每个磁性绕组设置一个插接通孔，每个磁性绕组对应插接一个与DC插座匹配的圆柱形的DC插头，DC插头穿过防护罩的插接通孔插接于DC插座内，每个磁性绕组均通过DC插座和DC插头与中央控制器电连接。本发明合理化磁性绕组的安装结构，便于安装及布线。

Description

一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组。

背景技术

磁性球铰机器人是一种采用万向球铰结构的高自由度机器人，采用规律排列的磁性绕组通过磁力进行驱动。

然而现有技术中，多个磁性绕组都是直接安装在球铰的球碗表面的，缺乏专门的安装结构，使多个磁性绕组的布线变得非常不合理。依照传统的球铰结构和磁性绕组结构，磁性绕组凸出于球碗的表面，仅通过防护罩进行表面的保护，使磁性绕组较容易损坏，防护性差。每个凸出安装于球碗球面上的磁性绕组，布线杂乱，不利于电线的管理与维护，而且影响产品的外观。

也有设计是在球碗表面开设沉孔，将磁性绕组安装于沉孔内部，然后采用防护罩上设置的电路板来进行电连接。然而防护罩是一个独立部件，其安装一般采用额外的安装结构或直接用螺栓固定，安装较为困难。且其内壁上的电路板与磁性绕组采用触点接触连接的方式，接触难以保障贴合紧密，容易因为安装精度的误差和防护罩自身的公差造成电路板与磁性绕组之间的脱离。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，合理化磁性绕组的安装结构，便于安装及布线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，其中磁性机器人包括固定关节和活动关节，固定关节顶部设有一个球碗，活动关节底部设有一个球销，活动关节通过球销与球碗万向铰接于固定关节上，球销上设有永磁体，球碗上设有磁性绕组，磁性绕组与固定关节内部的中央控制器连接；

所述球碗背面排列设有安装沉孔，安装沉孔的底部设有螺纹孔；所述磁性绕组包括绕芯和线圈；绕芯中部沿轴向设有圆柱形的DC插座，DC插座的中心为中心极，DC插座的外圈为外圈极，绕芯的底部设有沿轴向延伸的螺柱；线圈绕设于绕芯的外壁上，且线圈的两端分别与DC插座的中心极和外圈极电连接；磁性绕组安装于球碗的安装沉孔中，通过螺柱与螺纹孔螺纹连接；球碗外部还罩设有一个防护罩，防护罩对应于每个磁性绕组设置一个插接通孔，每个磁性绕组对应插接一个与DC插座匹配的圆柱形的DC插头，DC插头穿过防护罩的插接通孔插接于DC插座内，每个磁性绕组均通过DC插座和DC插头与中央控制器电连接。

进一步的，所述防护罩呈球面，其内壁上设有紧贴球碗表面设置的电路板，电路板对应于磁性绕组设有接电通孔，每个接电通孔上设有内环形导电端子和外环形导电端子，内环形导电端子与DC插座的外圈极电连接，外环形导电端子与DC插座的中心极电连接，中央控制器通过电路板与每个磁性绕组电连接。

进一步的，所述电路板上设有与外环形导电端子及内环形导电端子电连接的导电接口，导电接口外露于防护罩之外，中央控制器与导电接口之间通过排线电连接。

进一步的，所述插接通孔的孔径大于接电通孔的孔径；所述DC插头的尾部设有外径等于插接通孔的连接部，连接部上设有接电内圈和位于接电内圈之外的接电端子；DC插座的外圈极通过接电内圈与电路板的内环形导电端子电连接，DC插座的中心极通过接电端子与电路板的外环形导电端子电连接；连接部外部覆有绝缘层。

进一步的，所述DC插头的连接部端部设有向外凸出的握把。

进一步的，所述绕芯的顶部设有用于供扳手旋拧的铣边。

本发明所提供的一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，具有以下优点：

所有磁性绕组藏于球碗的内部，隐蔽性强，保护性好，易于安装和布线；

磁性绕组灵活运用DC插头插接通电，安装简单；

防护罩采用电路板结构，便于电连接，布线更科学合理；

DC插头兼具固定防护罩的功能，一物二用，也免除了防护罩的额外安装结构；

产品的整体更简洁美观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的磁性球铰机器人的整体结构示意图。

图2为本发明磁性球铰机器人的插接式磁性绕组的结构示意图。

图3为磁性绕组的安装结构示意图。

图4为固定关节的结构示意图。

图5为绕芯的结构示意图。

图6为DC插头的结构示意图。

图7为防护罩的结构示意图。

附图标记说明：

1、固定关节 2、活动关节

3、球碗 4、球销

5、磁性绕组 6、DC插头

7、安装沉孔 8、绕芯

9、螺柱 10、铣边

11、DC插座 12、连接部

13、握把 14、接电内圈

15、接电端子 16、导电接口

17、外环形导电端子 18、内环形导电端子

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1，是现有技术的磁性机器人的整体结构。磁性机器人包括固定关节1和活动关节2，固定关节1顶部设有一个球碗3，活动关节2底部设有一个球销4，活动关节2通过球销4与球碗3万向铰接于固定关节1上，球销4上设有永磁体，球碗3上设有磁性绕组5，磁性绕组5与固定关节1内部的中央控制器连接。

请参阅图2至图7，本发明公开了一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组5，其中所述球碗3背面排列设有安装沉孔7，安装沉孔7的底部设有螺纹孔；所述磁性绕组5包括绕芯8和线圈；绕芯8中部沿轴向设有圆柱形的DC插座11，DC插座11的中心为中心极，DC插座11的外圈为外圈极，绕芯8的底部设有沿轴向延伸的螺柱9；线圈绕设于绕芯8的外壁上，且线圈的两端分别与DC插座11的中心极和外圈极电连接；磁性绕组5安装于球碗3的安装沉孔7中，通过螺柱9与螺纹孔螺纹连接；球碗3外部还罩设有一个防护罩，防护罩对应于每个磁性绕组5设置一个插接通孔，每个磁性绕组5对应插接一个与DC插座11匹配的圆柱形的DC插头6，DC插头6穿过防护罩的插接通孔插接于DC插座11内，每个磁性绕组5均通过DC插座11和DC插头6与中央控制器电连接。

本发明的磁性绕组5和球铰结构都是专门设计的。一般的球铰结构，球碗3都是薄壁球面的设计，而本发明为了便于收纳磁性绕组5，将球碗3改而采用厚度较厚的铸件结构。球碗3的表面可通过机加工加工出用于收纳磁性绕组5的安装沉孔7。安装时，通过旋拧磁性绕组5的绕芯8，使其底部的螺柱9拧入安装沉孔7底部的螺纹孔中。为了便于旋拧绕芯8，作为优选，所述绕芯8的顶部设有用于供扳手旋拧的铣边10，通过扳手卡紧铣边10即可进行旋拧操作。而磁性绕组5的接电则采用了圆柱形插接的DC插座11和DC插头6结构，直接将DC插头6沿延伸方向插接入DC插座11中即可完成通电连接，连接非常方便。防护罩主要起保护作用，避免磁性绕组5外露。

请参阅图2及图7，作为优选，所述防护罩呈球面，其内壁上设有紧贴球碗3表面设置的电路板，电路板对应于磁性绕组5设有接电通孔，每个接电通孔上设有内环形导电端子18和外环形导电端子17，内环形导电端子18与DC插座11的外圈极电连接，外环形导电端子17与DC插座11的中心极电连接，中央控制器通过电路板与每个磁性绕组5电连接。

防护罩内壁设有一块特殊印制的电路板，用于与磁性绕组5的电连接，从而避免了繁琐的电线连接。而且防护罩本身就盖设于球碗3的表面，实现一物二用。

请参阅图6，作为进一步的优选，所述电路板上设有与外环形导电端子17及内环形导电端子18电连接的导电接口16，导电接口16外露于防护罩之外，中央控制器与导电接口16之间通过排线电连接。所述插接通孔的孔径大于接电通孔的孔径；所述DC插头6的尾部设有外径等于插接通孔的连接部12，连接部12上设有接电内圈14和位于接电内圈14之外的接电端子15；DC插座11的外圈极通过接电内圈14与电路板的内环形导电端子18电连接，DC插座11的中心极通过接电端子15与电路板的外环形导电端子17电连接；连接部12外部覆有绝缘层。这样中央控制器与各个磁性绕组5之间的电连接结构就进一步简化了，而且避免了复杂凌乱的走线，使产品更简洁美观，也更便于日后的维护。在没有插接DC插头6时，相应的磁性绕组5是没有接通的。而插接的操作都极为简单，与普通家庭电气的DC插头6插入DC插口的操作是完全一样的，而且DC插头6与DC插口的两极都是中心极和外圈极，即使怎么旋转DC插头6都不会影响正常的电连接，因此安装时无需注意插接的旋转角度。而且DC插头6也起到固定防护罩的作用，好像“图钉”一样，将防护罩“钉”在球碗3的表面，从而省略了防护罩的额外安装结构的设计。

最后，为了便于DC插头6的插入与拔出，作为优选，所述DC插头6的连接部12端部设有向外凸出的握把13。

本发明所提供的一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组5，将所有磁性绕组5藏于球碗3的内部，隐蔽性强，保护性好，易于安装和布线。磁性绕组5灵活运用DC插头6插接通电，安装方便，而防护罩采用电路板结构，便于电连接，布线更科学合理。且DC插头6兼具固定防护罩的功能，一物二用，也免除了防护罩的额外安装结构。相对于现有技术的磁性球铰机器人的结构，产品的整体更简洁美观，也更便于维护。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，其中磁性机器人包括固定关节和活动关节，固定关节顶部设有一个球碗，活动关节底部设有一个球销，活动关节通过球销与球碗万向铰接于固定关节上，球销上设有永磁体，球碗上设有磁性绕组，磁性绕组与固定关节内部的中央控制器连接，其特征在于：

所述球碗背面排列设有安装沉孔，安装沉孔的底部设有螺纹孔；所述磁性绕组包括绕芯和线圈；绕芯中部沿轴向设有圆柱形的DC插座，DC插座的中心为中心极，DC插座的外圈为外圈极，绕芯的底部设有沿轴向延伸的螺柱；线圈绕设于绕芯的外壁上，且线圈的两端分别与DC插座的中心极和外圈极电连接；磁性绕组安装于球碗的安装沉孔中，通过螺柱与螺纹孔螺纹连接；球碗外部还罩设有一个防护罩，防护罩对应于每个磁性绕组设置一个插接通孔，每个磁性绕组对应插接一个与DC插座匹配的圆柱形的DC插头，DC插头穿过防护罩的插接通孔插接于DC插座内，每个磁性绕组均通过DC插座和DC插头与中央控制器电连接；

所述防护罩呈球面，其内壁上设有紧贴球碗表面设置的电路板，电路板对应于磁性绕组设有接电通孔，每个接电通孔上设有内环形导电端子和外环形导电端子，内环形导电端子与DC插座的外圈极电连接，外环形导电端子与DC插座的中心极电连接，中央控制器通过电路板与每个磁性绕组电连接。

2.根据权利要求1所述的磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，其特征在于：所述电路板上设有与外环形导电端子及内环形导电端子电连接的导电接口，导电接口外露于防护罩之外，中央控制器与导电接口之间通过排线电连接。

3.根据权利要求1所述的磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，其特征在于：所述插接通孔的孔径大于接电通孔的孔径；所述DC插头的尾部设有外径等于插接通孔的连接部，连接部上设有接电内圈和位于接电内圈之外的接电端子；DC插座的外圈极通过接电内圈与电路板的内环形导电端子电连接，DC插座的中心极通过接电端子与电路板的外环形导电端子电连接；连接部外部覆有绝缘层。

4.根据权利要求3所述的磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，其特征在于：所述DC插头的连接部端部设有向外凸出的握把。

5.根据权利要求1所述的磁性球铰机器人的插接式磁性绕组，其特征在于：所述绕芯的顶部设有用于供扳手旋拧的铣边。