CN106003015B - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人，其包括手臂组件、安装框架、传动装置及驱动装置，手臂组件转动地安装在安装框架的外侧，传动装置包括传动齿轮及转动轴，传动齿轮安装在安装框架的内侧，转动轴可转动地穿设安装框架，转动轴的一端固定连接传动齿轮，转动轴的另一端固定连接手臂组件，驱动装置安装在安装框架的内侧，驱动装置包括驱动电机及驱动齿轮，驱动电机连接驱动齿轮，驱动齿轮与传动齿轮啮合，驱动电机用于驱动驱动齿轮转动以带动传动齿轮转动并通过转动轴带动手臂组件相对于安装框架转动。如此，驱动方式简单且可靠，并且由于手臂组件位于安装框架的外侧，而传动齿轮及驱动装置均为安装在安装框架的内侧，使得机器人的结构较为紧凑。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人。

背景技术

在相关技术中，机器人的实现手臂摆动的传动结构较为复杂，且所占空间体积较大，故障率高，容易出现偏摆等现象。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种机器人。

本发明实施方式的机器人包括手臂组件、安装框架、传动装置及驱动装置，所述手臂组件转动地安装在所述安装框架的外侧，所述传动装置包括传动齿轮及转动轴，所述传动齿轮安装在所述安装框架的内侧，所述转动轴可转动地穿设所述安装框架，所述转动轴的一端固定连接所述传动齿轮，所述转动轴的另一端固定连接所述手臂组件，所述驱动装置安装在所述安装框架的内侧，所述驱动装置包括驱动电机及驱动齿轮，所述驱动电机连接所述驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述传动齿轮啮合，所述驱动电机用于驱动所述驱动齿轮转动以带动所述传动齿轮转动并通过所述转动轴带动所述手臂组件相对于所述安装框架转动。

在本发明实施方式的机器人中，手臂组件可直接通过齿轮与转动轴的传动配合方式实现转动，如此，驱动方式简单且可靠，并且由于手臂组件位于安装框架的外侧，而传动齿轮及驱动装置均为安装在安装框架的内侧，使得机器人的结构较为紧凑，从而减少了机器人所占的空间。

在一个实施方式中，所述驱动齿轮与所述驱动电机以螺钉连接的方式固定在所述安装框架的内侧。

在一个实施方式中，所述机器人包括固定螺母，所述传动齿轮开设有第一通孔，所述转动轴的一端穿设所述第一通孔并与所述固定螺母螺纹配合以固定连接所述传动齿轮。

在一个实施方式中，所述机器人包括支撑部，所述支撑部安装在所述安装框架的外侧，所述转动轴可转动地穿设所述支撑部，所述手臂组件可转动地部分收容在所述支撑部中。

在一个实施方式中，所述手臂组件包括第一手臂构件、第二手臂构件及第三手臂构件，所述第一手臂构件及所述第三手臂构件固定在所述第二手臂构件上，所述支撑部形成有承接槽，所述第一手臂构件包括配合部，所述配合部可转动地收容在所述承接槽内，所述转动轴固定连接所述第二手臂构件。

在一个实施方式中，所述第二手臂构件开设第二通孔，所述转动轴穿设所述第二通孔并与固定螺母螺纹配合以固定连接所述第二手臂构件。

在一个实施方式中，所述第一手臂构件通过螺纹连接的方式固定在所述第二手臂构件上，所述第三手臂构件通过卡扣的方式固定在所述第二手臂构件上。

在一个实施方式中，所述支撑部包括第一轴承、第二轴承及轴承套筒，所述轴承套筒开设有第三通孔，所述第一轴承及所述第二轴承间隔设置在所述第三通孔内，所述第一轴承及所述第二轴承固定在所述转动轴上。

在一个实施方式中，所述第一轴承及所述第二轴承均与所述第三通孔过盈配合而设置在所述第三通孔内。

在一个实施方式中，所述机器人包括控制器及位置传感器，所述控制器连接所述位置传感器及所述驱动电机，所述位置传感器用于检测所述手臂组件的摆动角度，所述控制器用于根据所述手臂组件的摆动角度控制所述驱动电机以调整所述手臂组件的摆动角度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施方式的机器人的立体示意图。

图2是根据本发明实施方式的机器人的平面示意图。

图3是图2的机器人沿A-A线的剖面示意图。

图4是图2的机器人沿B-B线的剖面示意图。

图5是根据本发明实施方式的机器人的功能模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1～图4，本发明实施方式的机器人100包括手臂组件10、安装框架20、传动装置30及驱动装置40。手臂组件10转动地安装在安装框架20的外侧。传动装置30包括传动齿轮31及转动轴32。传动齿轮31安装在安装框架20的内侧。转动轴32可转动地穿设安装框架20。转动轴32的一端固定连接传动齿轮31。转动轴32的另一端固定连接手臂组件10。驱动装置40安装在安装框架20的内侧。驱动装置40包括驱动电机41及驱动齿轮42。驱动电机41连接驱动齿轮42。驱动齿轮42与传动齿轮31啮合。驱动电机41用于驱动驱动齿轮42转动以带动传动齿轮31转动并通过转动轴32带动手臂组件10相对于安装框架20转动。

因此，在本发明实施方式的机器人100中，手臂组件10可直接通过齿轮与转动轴的传动配合方式实现转动，如此，驱动方式简单且可靠，并且由于手臂组件10位于安装框架20的外侧，而传动齿轮31及驱动装置40均为安装在安装框架20的内侧，使得机器人100的结构较为紧凑，从而减少了机器人100所占的空间。

在本发明实施方式中，机器人100包括两个手臂组件10、两个传动装置30及两个驱动装置40，两个手臂组件10对称地安装在安装框架20的两外侧，两个传动装置30及两个驱动装置40安装在安装框架20的两内侧，并且每个手臂组件10与传动装置30及驱动装置40的连接方式相同。

在本发明实施方式中，驱动电机41可通过驱动齿轮42与传动齿轮31的配合来实现对手臂组件10的转动速度控制。

在本发明实施方式中，转动轴32可为阶梯螺纹轴。如此，使得配合方式较为简单且稳定。

在一个实施方式中，驱动齿轮42与驱动电机41以螺钉连接的方式固定在安装框架20的内侧。

如此，螺钉连接的方式保证了驱动齿轮42与驱动电机41安装在安装框架20上的稳定性。

具体地，在本发明示例中，驱动齿轮42与驱动电机41通过电机支架43(见图4)与安装框架20螺钉连接的方式固定在安装框架20内。

在一个实施方式中，机器人100包括第一固定螺母50。传动齿轮31开设有第一通孔311。转动轴32的一端穿设第一通孔311并与第一固定螺母50螺纹配合以固定连接传动齿轮31。

如此，螺纹配合的方式保证了转动轴32与传动齿轮31配合的轴向平行度，使得转动轴32在传动齿轮31的驱动下能够平稳地进行转动。

在一个实施方式中，机器人100包括支撑部60。支撑部60安装在安装框架20的外侧。转动轴32可转动地穿设支撑部60。手臂组件10可转动地部分收容在支撑部60中。

如此，当传动齿轮31驱动转动轴32转动时，转动轴32可驱动手臂组件10相对于支撑部60转动，并且，支撑部60的设置保证了转动轴32转动时的轴向稳定性。

在一个实施方式中，手臂组件10包括第一手臂构件11、第二手臂构件12及第三手臂构件13。第一手臂构件11及第三手臂构件13固定在第二手臂构件12上。支撑部60形成有承接槽61。第一手臂构件11包括配合部111。配合部111可转动地收容在承接槽61内。转动轴32固定连接第二手臂构件12。

如此，第一手臂构件11通过配合部111可转动地收容在承接槽61内，而第一手臂构件11及第三手臂构件13为固定第二手臂构件12上。手臂组件10如此的组合配合方式可提高手臂组件10的设置空间，从而可对机器人100进行进一步的多功能设计，例如，可将对应的控制部件(例如位置传感器)安装在手臂组件10内，甚至可通过在手臂组件10内进行智能化集成设置，以增加手臂组件10的使用功能。

在一个实施方式中，第二手臂构件12开设第二通孔121。转动轴32穿设第二通孔121并与第二固定螺母51螺纹配合以固定连接第二手臂构件12。

如此，转动轴32可通过驱动第二手臂构件12转动从而带动第一手臂构件11及第三手臂构件13相对于承接槽61转动，由于第二手臂构件12为设置在第一手臂构件11及第三手臂构件13之间，从而可保证手臂组件10转动时受力的平稳性。

在一个实施方式中，第一手臂构件11通过螺纹连接的方式固定在第二手臂构件12上。第三手臂构件13通过卡扣的方式固定在第二手臂构件12上。

如此，固定连接方式较为简单且可靠，便于安装及维修保护。

在一个实施方式中，支撑部60包括第一轴承62、第二轴承63及轴承套筒64。轴承套筒64开设有第三通孔641。第一轴承62及第二轴承63间隔设置在第三通孔641内。第一轴承62及第二轴承63固定在转动轴32上。

如此，当传动齿轮31驱动转动轴32转动时，转动轴32在两个轴承支点的作用下，保证了轴向稳定性，使得手臂组件10转动时不会有偏摆现象，同时两个轴承支点也提供了较大的手臂抗剪切力矩，提高手臂组件10抗击意外撞击的能力。

在一个实施方式中，第一轴承62及第二轴承63均与第三通孔641过盈配合而设置在第三通孔641内。

如此，连接结构简单，定心性好，且承载能力高，能承受冲击载荷，对转动轴32的强度削弱小。

在本发明实施方式中，机器人100的装配工艺过程包括如下步骤：首先将驱动电机41和驱动齿轮42通过螺纹方式固定在安装框架20上，再将第一轴承62压入转动轴32上，然后将轴承套筒64压入并与第一轴承62过盈配合，再将第二轴承63压入轴承套筒64内并套在转动轴32上，然后将第一手臂构件11套入转动轴32上，然后将第二手臂构件12套入转动轴32并与第一手臂构件11用螺纹固定，再将第二固定螺母51拧紧使得之前装配的组件形成一个整体，然后将第三手臂构件13通过卡扣方式和第二手臂构件12配合，然后再将传动齿轮31装配在转动轴32上，并与前面装配好的装配组件通过第一固定螺母50固定在安装框架20上。

在一个实施方式中，请参图5，机器人100包括控制器70及位置传感器80。控制器70连接位置传感器80及驱动电机41。位置传感器80用于检测手臂组件10的摆动角度。控制器70用于根据手臂组件10的摆动角度控制驱动电机41以调整手臂组件10的摆动角度。

具体地，在本发明实施方式中，位置传感器80可为光电式位置传感器，当手臂组件10从一个位置(例如水平位置)摆动至另一位置(例如与水平位置垂直的竖直位置)时，光电式位置传感器根据手臂组件10摆动的位移产生对应的电信号并传输至控制器70，然后控制器70根据接收的对应电信号判断手臂组件10是否到达该另一位置。若否，控制器70发出控制信号以控制驱动电机41调整手臂组件10的摆动角度使手臂组件10到达该另一位置。

如此，可通过较为简单的方式实现对手臂组件10的摆动角度的控制，从而提升了机器人100的精确度。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，包括：

手臂组件，所述手臂组件包括第一手臂构件、第二手臂构件及第三手臂构件，所述第一手臂构件及所述第三手臂构件固定在所述第二手臂构件上并分别位于所述第二手臂构件的相背两侧；

安装框架，所述手臂组件转动地安装在所述安装框架的外侧；

传动装置，所述传动装置包括传动齿轮及转动轴，所述传动齿轮安装在所述安装框架的内侧，所述转动轴可转动地穿设所述安装框架，所述转动轴的一端固定连接所述传动齿轮，所述转动轴的另一端穿过所述第一手臂构件并固定连接所述第二手臂构件；

驱动装置，所述驱动装置安装在所述安装框架的内侧，所述驱动装置包括驱动电机及驱动齿轮，所述驱动电机连接所述驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述传动齿轮啮合，所述驱动电机用于驱动所述驱动齿轮转动以带动所述传动齿轮转动并通过所述转动轴带动所述手臂组件相对于所述安装框架转动。

2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述驱动齿轮与所述驱动电机以螺钉连接的方式固定在所述安装框架的内侧。

3.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括固定螺母，所述传动齿轮开设有第一通孔，所述转动轴的一端穿设所述第一通孔并与所述固定螺母螺纹配合以固定连接所述传动齿轮。

4.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括支撑部，所述支撑部安装在所述安装框架的外侧，所述转动轴可转动地穿设所述支撑部，所述手臂组件可转动地部分收容在所述支撑部中。

5.如权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述支撑部形成有承接槽，所述第一手臂构件包括配合部，所述配合部可转动地收容在所述承接槽内。

6.如权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述第二手臂构件开设第二通孔，所述转动轴穿设所述第二通孔并与固定螺母螺纹配合以固定连接所述第二手臂构件。

7.如权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述第一手臂构件通过螺纹连接的方式固定在所述第二手臂构件上，所述第三手臂构件通过卡扣的方式固定在所述第二手臂构件上。

8.如权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述支撑部包括第一轴承、第二轴承及轴承套筒，所述轴承套筒开设有第三通孔，所述第一轴承及所述第二轴承间隔设置在所述第三通孔内，所述第一轴承及所述第二轴承固定在所述转动轴上。

9.如权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述第一轴承及所述第二轴承均与所述第三通孔过盈配合而设置在所述第三通孔内。

10.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括控制器及位置传感器，所述控制器连接所述位置传感器及所述驱动电机，所述位置传感器用于检测所述手臂组件的摆动角度；

所述控制器用于根据所述手臂组件的摆动角度控制所述驱动电机以调整所述手臂组件的摆动角度。