CN107856057B - 一种连杆机构及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供了一种连杆机构及机器人，所述连杆机构包括用于机器人的身体胸部组件、固定安装在所述身体胸部组件上的舵机组件、一端与所述舵机组件的输出轴同轴设置且固定连接的主动旋转连杆、与所述主动旋转连杆的另一端转动连接的手臂组件，以及一端固定安装在所述身体胸部组件上且另一端与所述手臂组件转动连接的从动旋转连杆。当舵机组件的输出轴转动时，主动旋转连杆随输出轴一起转动，主动旋转连杆远离输出轴的一端围绕手臂组件运动，此时从动旋转连杆一起转动，支点位置不变，从动旋转连杆远离身体胸部组件的一端带动手臂组件进行转动，从而实现了手臂肘关节随肩部关节前后运动，手臂肘关节抬手相关运动。

Description

一种连杆机构及机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种连杆机构及机器人。
背景技术
现有技术中，机器人的肩膀和肘关节的摆动需要两个舵机来分别驱动，从而实现两个自由度。但是，采用两个舵机来实现肩膀和肘关节的摆动，其成本高且装配工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连杆机构，旨在解决现有技术中的机器人因采用两个舵机分别驱动肩关节和肘关节摆动而导致成本高、装配工艺复杂的技术问题。
本发明是这样实现的，一种连杆机构，包括用于机器人的身体胸部组件、固定安装在所述身体胸部组件上的舵机组件、一端与所述舵机组件的输出轴同轴设置且固定连接的主动旋转连杆、与所述主动旋转连杆的另一端转动连接的手臂组件，以及一端固定安装在所述身体胸部组件上且另一端与所述手臂组件转动连接的从动旋转连杆。
进一步地，所述身体胸部组件包括身体前胸骨架和身体后胸骨架，所述舵机组件通过所述身体前胸骨架和身体后胸骨架进行固定，所述从动旋转连杆远离所述手臂组件的一端通过所述身体前胸骨架和身体后胸骨架进行固定。
进一步地，所述从动旋转连杆远离所述手臂组件的一端套设有轴承，且所述轴承通过第一固定件与所述从动旋转连杆进行轴向固定。
进一步地，所述从动旋转连杆远离所述手臂组件的一端设有凸起，所述轴承套设在所述凸起上，所述凸起内开设有紧固孔，所述第一固定件的一端抵接在所述轴承的端面上且另一端固定在所述紧固孔内。
进一步地，所述手臂组件包括相互固定连接的手臂前骨架和手臂后骨架，以及固定连接在所述手臂前骨架和手臂后骨架之间的手，所述主动旋转连杆远离所述舵机组件的一端与所述手臂前骨架转动连接，所述从动旋转连杆远离所述身体胸部组件的一端与所述手臂后骨架转动连接。
进一步地，所述手臂前骨架和手臂后骨架的内侧分别设置有第一安装柱和第二安装柱，所述主动旋转连杆通过第二固定件与所述第一安装柱铰接，所述从动旋转连杆套设在所述第二安装柱上。
进一步地，所述第一安装柱内开设有安装孔，所述第二固定件的一端穿过所述主动旋转连杆后固定在所述安装孔内。
进一步地，所述手臂前骨架和手臂后骨架通过第三固定件固定连接在一起。
进一步地，所述连杆机构还包括固定连接在所述主动旋转连杆上的胳膊骨架前壳和胳膊骨架后壳。
本发明的另一目的在于提供一种机器人，包括如上述所述的连杆机构。
实施本发明的一种连杆机构及机器人，具有以下有益效果：其通过在舵机组件的输出轴上固定连接主动旋转连杆，主动旋转连杆远离输出轴的一端与手臂组件转动连接，在身体胸部组件上固定安装有从动旋转连杆，从动旋转连杆远离身体胸部组件的一端与手臂组件转动连接，当舵机组件的输出轴转动时，主动旋转连杆随输出轴一起转动，主动旋转连杆远离输出轴的一端围绕手臂组件运动，此时从动旋转连杆一起转动，支点位置不变，从动旋转连杆远离身体胸部组件的一端带动手臂组件进行转动，从而实现了手臂肘关节随肩部关节前后运动，手臂肘关节抬手相关运动；本发明采用一个舵机并通过空间连杆机构，实现了两个自由度的运动，其结构简单、成本低且装配方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的连杆机构的爆炸示意图。
上述附图所涉及的标号明细如下：
1-身体胸部组件；11-身体前胸骨架；12-身体后胸骨架；2-舵机组件；3-主动旋转连杆；4-手臂组件；41-手臂前骨架；42-手臂后骨架；43-手；5-从动旋转连杆；51-凸起；511-紧固孔；6-轴承；7-胳膊骨架前壳；8-胳膊骨架后壳；101-第一固定件；102-第二固定件；103-第三固定件；104-第四固定件；105-第五固定件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明实施例提供的连杆机构包括身体胸部组件1、舵机组件2、主动旋转连杆3、手臂组件4和从动旋转连杆5。其中，身体胸部组件1用于机器人身上，舵机组件2固定安装在身体胸部组件1上，主动旋转连杆3的一端与舵机组件2的输出轴同轴设置且固定连接，主动旋转连杆3的另一端与手臂组件4转动连接，从动旋转连杆5的一端固定安装在身体胸部组件1上，从动旋转连杆5的另一端与手臂组件4转动连接。可以理解的是，在本发明实施例中，舵机组件2可以采用现有技术中的常用舵机结构，在此不作详细说明。另外，主动旋转连杆3和从动旋转连杆5大致平行设置。
本发明实施例其通过在舵机组件2的输出轴上固定连接主动旋转连杆3，主动旋转连杆3远离输出轴的一端与手臂组件4转动连接，在身体胸部组件1上固定安装有从动旋转连杆5，从动旋转连杆5远离身体胸部组件1的一端与手臂组件4转动连接，当舵机组件2的输出轴转动时，主动旋转连杆3随输出轴一起转动，主动旋转连杆3远离输出轴的一端围绕手臂组件4运动，此时从动旋转连杆5一起转动，支点位置不变，从动旋转连杆5远离身体胸部组件1的一端带动手臂组件4进行转动，从而实现了手臂肘关节随肩部关节前后运动，手臂肘关节抬手相关运动。本发明实施例采用一个舵机并通过空间连杆机构，实现了两个自由度的运动，其结构简单、成本低且装配方便。
进一步地，在本发明的一个实施例中，主动旋转连杆3的一端通过第四固定件104固定连接在舵机组件2的输出轴上。具体地，在主动旋转连杆3的一端的端部上开设有通孔，第四固定件104的一端穿过该通孔后固定在输出轴上。优选地，该第四固定件104为机牙螺钉。
进一步地，在本发明的一个实施例中，身体胸部组件1包括身体前胸骨架11和身体后胸骨架12。其中，身体前胸骨架11和身体后胸骨架12均位于机器人的躯干部位，两者前后相对设置。舵机组件2通过身体前胸骨架11和身体后胸骨架12进行固定，从动旋转连杆5远离手臂组件4的一端也通过身体前胸骨架11和身体后胸骨架12进行固定。具体地，舵机组件2可被固定夹持在身体前胸骨架11和身体后胸骨架12之间，从动旋转连杆5远离手臂组件4的一端也可被固定夹持在身体前胸骨架11和身体后胸骨架12之间。
进一步地，在从动旋转连杆5远离手臂组件4的一端套设有轴承6，该轴承6的设置便于从动旋转连杆5与主动旋转连杆3一起相对身体前胸骨架11和身体后胸骨架12转动。具体地，该轴承6可被固定夹持在身体前胸骨架11和身体后胸骨架12之间。另外，该轴承6通过第一固定件101与从动旋转连杆5进行轴向固定，以防止从动旋转连杆5脱离轴承6。具体地，在从动旋转连杆5套远离手臂组件4的一端设有凸起51，该凸起51呈圆柱状，轴承6套设在凸起51上，且在凸起51内开设有紧固孔511，第一固定件101的一端抵接在轴承6的端面上，第一固定件101的另一端固定在紧固孔511内。优选地，轴承6为法兰轴承。进一步优选地，第一固定件101为带平介自攻螺钉，该第一固定件101的一端插入紧固孔511内且与凸起51过盈配合。
进一步地，在本发明的一个实施例中，手臂组件4包括手臂前骨架41、手臂后骨架42和手43。其中，手臂前骨架41和手臂后骨架42相互固定连接在一起，手43固定连接在手臂前骨架41和手臂后骨架42之间。具体地，手臂前骨架41和手臂后骨架42通过多个第三固定件103固定连接在一起。优选地，该第三固定件103为自攻螺钉。在本实施例中，第三固定件103的个数为四个，且四个第三固定件103均匀分布。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，第三固定件103的个数可以是根据实际情况确定的其它个数。
另外，主动旋转连杆3远离舵机组件2的一端与手臂前骨架41转动连接，从动旋转连杆5远离身体胸部组件1的一端与手臂后骨架42转动连接。具体地，在手臂前骨架41和手臂后骨架42的内侧分别设置有第一安装柱(未示出)和第二安装柱(未示出)，主动旋转连杆3通过第二固定件102与第一安装柱铰接，从动旋转连杆5套设在第二安装柱上以实现从动旋转连杆5与手臂后骨架42转动连接。优选地，第一安装柱设置在手臂前骨架41靠近主动旋转连杆3的一端，第二安装柱设置在手臂后骨架42靠近从动旋转连杆5的一端。
进一步地，在第一安装柱内开设有安装孔(未示出)，第二固定件102的一端穿过主动旋转连杆3后固定在第一安装柱的安装孔内，以防止主动旋转连杆3脱离第一安装柱。优选地，该第二固定件102为带平介自攻螺钉，该第二固定件102的一端插入安装孔内且与第一安装柱过盈配合。
进一步地，在本发明的一个实施例中，连杆机构还包括胳膊骨架前壳7和胳膊骨架后壳8。其中，胳膊骨架前壳7和胳膊骨架后壳8均固定连接在主动旋转连杆3上，且胳膊骨架前壳7和胳膊骨架后壳8相对设置并围合成用于容纳主动旋转连杆3和从动旋转连杆5的空间。具体地，该胳膊骨架前壳7和胳膊骨架后壳8通过多个第五固定件105固定连接在主动旋转连杆3上。优选地，该第五固定件105为自攻螺钉。在本实施例中，第五固定件105的个数为三个，且三个第五固定件105均匀分布。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，第五固定件105的个数可以是根据实际情况确定的其它个数。
综上所述，在本发明实施例中，主动旋转连杆3的一端固定在舵机输出轴上，另一端与手臂前骨架41铰接，舵机组件2通过身体前胸骨架11和身体后胸骨架12进行固定，从动旋转连杆5的一端通过身体前胸骨架11和身体后胸骨架12进行固定，另一端与手臂后骨架42转动连接，手臂前骨架41和手臂后骨架42通过螺丝进行固定，就形成了一个空间立体连杆机构。当舵机输出轴转动时，主动旋转连杆3随舵机输出轴一起转动，主动旋转连杆3的另一端围绕手臂前骨架41的螺丝柱运动，从动旋转连杆5此时依靠固定在其上面的轴承6，一起转动，支点位置不变，从动旋转连杆5的另一端带动手臂后骨架42进行转动，从而实现了手臂肘关节随肩部关节前后运动，手臂肘关节抬手相关运动。
本发明实施例还提供了一种机器人，其包括如上述所述的连杆机构，采用该连杆机构的机器人结构简单、成本低且装配方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种连杆机构，其特征在于，包括用于机器人的身体胸部组件、固定安装在所述身体胸部组件上的舵机组件、一端与所述舵机组件的输出轴同轴设置且固定连接的主动旋转连杆、与所述主动旋转连杆的另一端转动连接的手臂组件，以及一端固定安装在所述身体胸部组件上且另一端与所述手臂组件转动连接的从动旋转连杆，所述身体胸部组件包括身体前胸骨架和身体后胸骨架，所述从动旋转连杆远离所述手臂组件的一端通过所述身体前胸骨架和身体后胸骨架进行固定，所述从动旋转连杆远离所述手臂组件的一端套设有轴承，且所述轴承通过第一固定件与所述从动旋转连杆进行轴向固定，所述轴承的设置便于所述从动旋转连杆与所述主动旋转连杆一起相对所述身体前胸骨架和所述身体后胸骨架转动，所述手臂组件包括相互固定连接的手臂前骨架和手臂后骨架，以及固定连接在所述手臂前骨架和手臂后骨架之间的手，所述主动旋转连杆远离所述舵机组件的一端与所述手臂前骨架转动连接，所述从动旋转连杆远离所述身体胸部组件的一端与所述手臂后骨架转动连接，所述手臂前骨架和所述手臂后骨架的内侧分别设置有第一安装柱和第二安装柱，所述主动旋转连杆通过第二固定件与所述第一安装柱铰接，所述从动旋转连杆套设在所述第二安装柱上以实现所述从动旋转连杆与所述手臂后骨架转动连接，所述第二固定件与所述舵机组件的输出轴呈夹角设置，所述舵机组件的输出轴转动时，所述主动旋转连杆随所述舵机组件的输出轴一起转动，所述主动旋转连杆远离输出轴的一端围绕手臂组件运动，所述从动旋转连杆此时依靠固定在其上面的所述轴承一起转动且支点位置不变，所述从动旋转连杆的另一端带动所述手臂后骨架进行转动，实现手臂肘关节随肩部关节前后运动、手臂肘关节抬手。
2.如权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，所述舵机组件通过所述身体前胸骨架和身体后胸骨架进行固定。
3.如权利要求2所述的连杆机构，其特征在于，所述从动旋转连杆远离所述手臂组件的一端设有凸起，所述轴承套设在所述凸起上，所述凸起内开设有紧固孔，所述第一固定件的一端抵接在所述轴承的端面上且另一端固定在所述紧固孔内。
4.如权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，所述第一安装柱内开设有安装孔，所述第二固定件的一端穿过所述主动旋转连杆后固定在所述安装孔内。
5.如权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，所述手臂前骨架和手臂后骨架通过第三固定件固定连接在一起。
6.如权利要求4或5所述的连杆机构，其特征在于，所述连杆机构还包括固定连接在所述主动旋转连杆上的胳膊骨架前壳和胳膊骨架后壳。
7.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的连杆机构。
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