CN108015801B - 关节结构、机器人手臂以及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种关节结构、机器人手臂以及机器人，其中，关节结构包括壳体、安装于壳体的第一舵机、容置于壳体且与第一舵机电连接的电导线以及位于第一舵机一端的电控组件，其特征在于，关节结构还包括与壳体连接的第一连接臂以及与壳体连接并与第一连接臂相对设置的第二连接臂，第一舵机设有输出轴的一侧与第一连接臂连接，第二连接臂与第一舵机的背离其输出轴的一侧转动连接，第二连接臂于其背离第一连接臂外表面开设有引线槽，第二连接臂还开设有将引线槽连通至壳体内的引线孔，电导线依次经引线孔、引线槽后电连接至电控组件。基于本发明的结构设计，能够避免壳体和第一舵机对电导线的拉扯，从而有效地防止电导线出现扯断的情况。

Description

关节结构、机器人手臂以及机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种关节结构、机器人手臂以及机器人。
背景技术
关节结构包括壳体、安装于壳体的第一舵机、容置于壳体且与第一舵机电连接的电导线以及位于第一舵机一端的电控组件，其中，由于电导线需要从前壳体布置到第一舵机，电导线要经过第一舵机和壳体之间的连接处，而又由于第一舵机和壳体的连接处是活动的，第一舵机和壳体相对转动时，会反复拉扯电导线，从而导致电导线容易出现被扯断的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种关节结构，其旨在解决导线容易出现扯断的情况。
本发明是这样实现的：一种关节结构，包括壳体、安装于所述壳体的第一舵机、容置于所述壳体且与所述第一舵机电连接的电导线以及位于所述第一舵机一端的电控组件，所述关节结构还包括与所述壳体连接的第一连接臂以及与所述壳体连接并与所述第一连接臂相对设置的第二连接臂，所述第一舵机设有输出轴的一侧与所述第一连接臂连接，所述第二连接臂与所述第一舵机的背离其输出轴的一侧转动连接，所述第二连接臂于其背离所述第一连接臂外表面开设有引线槽，所述第二连接臂还开设有将所述引线槽连通至所述壳体内的引线孔，所述电导线依次经所述引线孔、所述引线槽后电连接至所述电控组件。
可选地，所述关节结构还包括固定于所述第二连接臂的转接电路板，所述电导线包括依次经所述引线孔、所述引线槽后电连接至所述转接电路板的第一电线以及用于电连接所述转接电路板和所述电控组件的第二电线。
可选地，所述第二连接臂开设有转接口，所述第二连接臂从所述转接口口沿向所述第一连接臂方向延伸出转接筒，所述第一舵机于其外表面开设有与所述转接筒转接配合的转接盲孔，所述转接盲孔的孔壁与所述转接筒的外筒壁贴合设置，所述第一舵机的输出轴、所述转接筒、所述转接盲孔同轴设置。
可选地，所述关节结构包括固定于所述第二连接臂并用于盖合所述转接盲孔的盖板，所述第一舵机于所述转接盲孔的孔底设有绕线轴，所述转接电路板固定于所述盖板背离转接盲孔的板侧，所述盖板于其板边开设有供所述第一电线穿过并电连接至所述转接电路板的出线口，所述第一电线于转接盲孔处松弛地缠绕于所述绕线轴。
可选地，所述壳体包括前臂壳，所述前臂壳包括分体设置的第一臂壳和第二臂壳，所述第一连接臂和所述第二连接臂均连接至所述第二臂壳，所述引线孔开设于所述第二臂壳；
所述关节结构包括固定于所述第一臂壳并用于驱动所述第二臂壳绕其输出轴转动的第二舵机，所述第一舵机的输出轴与所述第二舵机的输出轴交错设置。
可选地，所述第一舵机的输出轴与所述第二舵机的输出轴垂直设置。
可选地，所述第一连接臂包括与所述第二舵机的输出轴连接的连接部和安装于所述第一舵机靠近输出轴部位的固定部，所述固定部上设有一收容孔，所述收容孔所述第一舵机的输出轴相配合。
可选地，所述收容孔内壁为锯齿形，所述第一舵机的输出轴通过一轴承与所述收容孔啮合。
本发明还提供一种机器人手臂，包括肩胛、上述关节结构以及固定于所述肩胛并用于驱动所述壳体转动的第三舵机，所述第一舵机的输出轴与所述第三舵机的输出轴平行。
本发明还提供一种机器人，包括上述的机器人手臂。
基于本发明结构设计，电导线经过第二连接臂，而由于第二连接臂大致位于第一舵机和壳体之间的转动轴线上，这样，当第一舵机和壳体发生转动时，能够避免第一舵机和壳体对电导线的拉扯，从而有效地防止电导线出现扯断的情况。
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关节结构的分解图；
图2是图1的进一步分解图；
图3是图2中壳体的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的机器人手臂的结构示意图。
附图标号说明：
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。
本发明实施例提供一种关节结构，应用于人形机器人。
请参阅图1和图2，该关节结构包括壳体200、第一舵机400、电导线（图中未示出）和电控组件420，第一舵机400安装于壳体200，电导线容置与壳体200且与第一舵机400电连接，电控组件420位于第一舵机400一端。
请参阅图1至图3，在本发明实施例中，该关节结构包括与壳体200连接的第一连接臂220以及与壳体200连接并与第一连接臂220相对设置的第二连接臂230，第一舵机400设有输出轴的一侧与第一连接臂220连接，第二连接臂230与第一舵机400的背离其输出轴的一侧转动连接，第二连接臂230于其背离第一连接臂220外表面开设有引线槽202，第二连接臂230还开设有将引线槽202连通至壳体200内的引线孔201，电导线依次经引线孔201、引线槽202后电连接至电控组件420。
基于此结构设计，电导线经过第二连接臂230，而由于第二连接臂230大致位于第一舵机400和壳体200之间的转动轴线上，这样，当第一舵机400和壳体200发生转动时，能够避免第一舵机400和壳体200对电导线的拉扯，从而有效地防止电导线出现扯断的情况。
在本发明实施例中，第一舵机400为球形舵机。
在本发明实施例中，关节结构还包括固定于第二连接臂230的转接电路板620，电导线包括依次经引线孔201、引线槽202后电连接至转接电路板620的第一电线以及用于电连接转接电路板620和电控组件420的第二电线。基于此结构设计，将电导线分为两段，具体地电导线分为第一电线和第二电线，这样，当第一舵机400相对于壳体200转动时，第二电线不受第一舵机400和壳体200之间转动活动影响，不会受到拉扯。
请参阅图1至图3，在本发明实施例中，为增强第二连接臂230与第一舵机400之间的转接的稳定性，第二连接臂230开设有转接口2301，第二连接臂230从转接口2301口沿向第一连接臂220方向延伸出转接筒240，该转接筒240与第二连接臂230为一体结构设计，第一舵机400于其外表面开设有与转接筒240转接配合的转接盲孔4101，转接盲孔4101的孔壁与转接筒240的外筒壁贴合设置，第一舵机400的输出轴、转接筒240、转接盲孔4101同轴设置。
请参阅图1至图3，关节结构包括固定于第二连接臂230并用于盖合转接盲孔4101的盖板610，第一舵机400于转接盲孔4101的孔底设有绕线轴411，转接电路板620固定于盖板610的背离转接盲孔4101的板侧，盖板610于其板边开设有供第一电线穿并电连接至转接电路板620的出线口，第一电线于转接盲孔4101处松弛地缠绕于绕线轴411。其中，当前关节臂和后关节臂发生转动，对第一电线产生少许的拉扯时，由于第一电线于转接盲孔4101处松弛地缠绕于绕线轴411，第一电线将收紧于绕线轴411，避免压折第一电线，从而防止第一电线出现折断的情况。
在本发明实施例中，电控组件420包括固定于背离前关节臂的端部的电控电路板以及与电导线电连接并固定于电控电路板的电控器件。其中，由于电控器件通常包括多个元器件，将电控器件固定在电控电路板上有利于提高装配。
请参阅图1至图3，在本发明实施例中，所述壳体200包括前臂壳210，前臂壳210包括分体设置的第一臂壳211和第二臂壳212，第一连接臂220和第二连接臂230均连接至第二臂壳212，引线孔201开设于第二臂壳212；关节结构包括固定于第一臂壳211并用于驱动第二臂壳212绕第二轴线转动的第二舵机500，第一轴线与第二轴线交错设置。基于此结构设计，前关节臂本身就具有活动关节，这样，整体增加了关节结构的活动范围。具体地，第一臂壳211包括一对相互扣合的第一臂半壳2111，第二臂壳212包括一对相互扣合的第二臂半壳2121，其中，第一连接臂220与一第二臂半壳2121连接，第二连接臂230与另一第二臂半壳2121连接。
具体地，第一轴线与第二轴线垂直设置，有利于最大化关节结构的活动范围。
具体地，第一连接臂220包括与第二舵机500的输出轴连接的连接部221和安装于第一舵机400靠近输出轴部位的固定部222，这样，第一连接臂220将随第二舵机500的输出轴的转动而转动，而固定部222上设有一收容孔2221，收容孔2221与第一舵机400的输出轴相配合，将第一舵机400的输出轴置入，能够很好地避免第一舵机400的输出轴从第一连接臂220脱离。
进一步地，收容孔2221内壁为锯齿形，第一舵机400的输出轴通过一轴承700与收容孔2221啮合。其中，通过第一舵机400的输出轴通过一轴承700与收容孔2221连接，有利于减小第一舵机400的输出轴转动过程中与第一连接臂220之间产生的阻力。
在本发明实施例中，第二舵机500为柱形舵机。
请参阅图4，本发明还提供一种机器人手臂，包括肩胛800、上述关节结构以及固定于肩胛800并用于驱动壳体200绕第三轴线转动的第三舵机900，第一轴线与第三轴线平行。其中，关节结构的具体结构参照上述实施例，第三舵机球形舵机，由于本机器人手臂采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种机器人，该机器人包括机器人手臂，该机器人手臂的具体结构参照上述实施例，由于本机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种关节结构，包括壳体、安装于所述壳体的第一舵机、容置于所述壳体且与所述第一舵机电连接的电导线以及位于所述第一舵机一端的电控组件，其特征在于，所述关节结构还包括与所述壳体连接的第一连接臂以及与所述壳体连接并与所述第一连接臂相对设置的第二连接臂，所述第一舵机设有输出轴的一侧与所述第一连接臂连接，所述第二连接臂与所述第一舵机的背离其输出轴的一侧转动连接，所述第二连接臂于其背离所述第一连接臂外表面开设有引线槽，所述第二连接臂还开设有将所述引线槽连通至所述壳体内的引线孔，所述电导线依次经所述引线孔、所述引线槽后电连接至所述电控组件；
所述关节结构还包括固定于所述第二连接臂的转接电路板，所述电导线包括依次经所述引线孔、所述引线槽后电连接至所述转接电路板的第一电线以及用于电连接所述转接电路板和所述电控组件的第二电线；
所述第二连接臂开设有转接口，所述第二连接臂从所述转接口口沿向所述第一连接臂方向延伸出转接筒，所述第一舵机于其外表面开设有与所述转接筒转接配合的转接盲孔，所述转接盲孔的孔壁与所述转接筒的外筒壁贴合设置，所述第一舵机的输出轴、所述转接筒、所述转接盲孔同轴设置；
所述关节结构包括固定于所述第二连接臂并用于盖合所述转接盲孔的盖板，所述第一舵机于所述转接盲孔的孔底设有绕线轴，所述转接电路板固定于所述盖板背离转接盲孔的板侧，所述盖板于其板边开设有供所述第一电线穿过并电连接至所述转接电路板的出线口，所述第一电线于转接盲孔处松弛地缠绕于所述绕线轴；
所述电控组件包括电控电路板以及与所述电导线电连接并固定于所述电控电路板的电控器件；
所述壳体包括前臂壳，所述前臂壳包括分体设置的第一臂壳和第二臂壳，所述第一连接臂和所述第二连接臂均连接至所述第二臂壳，所述引线孔开设于所述第二臂壳；
所述关节结构包括固定于所述第一臂壳并用于驱动所述第二臂壳绕其输出轴转动的第二舵机，所述第一舵机的输出轴与所述第二舵机的输出轴交错设置。
2.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述第一舵机的输出轴与所述第二舵机的输出轴垂直设置。
3.如权利要求2所述的关节结构，其特征在于，所述第一连接臂包括与所述第二舵机的输出轴连接的连接部和安装于所述第一舵机靠近输出轴部位的固定部，所述固定部上设有一收容孔，所述收容孔所述第一舵机的输出轴相配合。
4.如权利要求3所述的关节结构，其特征在于，所述收容孔内壁为锯齿形，所述第一舵机的输出轴通过一轴承与所述收容孔啮合。
5.一种机器人手臂，其特征在于，包括肩胛、如权利要求1至3中任一项所述关节结构以及固定于所述肩胛并用于驱动所述壳体转动的第三舵机，所述第一舵机的输出轴与所述第三舵机的输出轴平行。
6.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求5中所述的机器人手臂。
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