CN108406795A - 一种机器人及其线控颈部关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人及其线控颈部关节，线控颈部关节包括：驱动机构、动力线机构和颈部关节组件；驱动机构远离颈部关节组件设置；颈部关节组件包括用于与机器人的头部连接的头关节件，以及用于与机器人的躯干连接的底座；头关节件通过关节轮转动连接于底座；动力线机构包括与关节轮数量对应设置的卷线轮，且每一对对应设置的关节轮和卷线轮通过动力线张紧连接；驱动机构致动卷线轮旋转，使得卷线轮带动关节轮转动，致使头关节件通过关节轮相对于底座转动。本发明通过驱动机构通过动力线和关节轮远程为颈部关节提供驱动力，大大降低了颈部重量，降低了颈部的驱动力矩，使得颈部可实现更多动作的自由度。

Description

一种机器人及其线控颈部关节

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤指一种机器人及其线控颈部关节。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

但现有的机器人的颈部关节驱动常用安装在颈部处的电机加减速机组合形成的驱动机构来驱动，使得机器人成本高昂，且由于驱动机构安装在颈部处，增大了颈部的重量，使得颈部的驱动力矩受限、齿轮易出现受外力损伤的问题；且由于电机组件重量、体积和惯量大的缺点，使机器人动作速度无法提升，自由度小，不具备柔性等缺点。

因此，本申请提供了一种机器人及其线控颈部关节。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人及其线控颈部关节，通过将用于控制颈部关节动作的驱动机构远离颈部关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为颈部关节提供驱动力，大大降低了颈部重量，降低了颈部的驱动力矩，使得颈部可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离颈部关节的设置，使得颈部重量降低，进而使得颈部关节动作速度大大提升，进而提高了颈部关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。

本发明提供的技术方案如下：

一种适用机器人的线控颈部关节，包括：

驱动机构、动力线机构和颈部关节组件；

所述驱动机构远离所述颈部关节组件设置；

所述颈部关节组件包括用于与所述机器人的头部连接的头关节件，以及用于与所述机器人的躯干连接的底座；

所述头关节件通过关节轮转动连接于所述底座；

所述动力线机构包括与所述关节轮数量对应设置的卷线轮，且每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮通过动力线张紧连接；

所述驱动机构致动所述卷线轮旋转，使得所述卷线轮带动所述关节轮转动，致使所述头关节件通过所述关节轮相对于所述底座转动。

本技术方案中，通过将用于控制颈部关节动作的驱动机构远离颈部关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为颈部关节提供驱动力，大大降低了颈部重量，降低了颈部的驱动力矩，使得颈部可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离颈部关节的设置，使得颈部重量降低，进而使得颈部关节动作速度大大提升，进而提高了颈部关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。更优地，由于关节轮是通过动力线提供其转动动力，因此，在实际应用中，可根据安装需要，将驱动机构安装在不同类型的机器人的优化位置，只需改变动力线的长短即可，使得本发明的安装协调性大大提高，降低了本发明的安装难度。

进一步优选地，所述动力线机构还包括线管、第一线管座和第二线管座；

所述线管套设于每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间的所述动力线的外侧；所述线管靠近所述关节轮一侧的端部通过所述第一线管座固设于所述颈部关节组件；所述线管靠近所述卷线轮一侧的端部通过所述第二线管座固设。

本技术方案中，为了避免动力线在驱动关节轮转动的时候受到其它部件干扰(如卡死、卡挂、磨损等现象)，进而导致本发明的动作无法及时到位，甚至影响其它部件的运行性能(如因动力线的卡挂和摩擦，导致部件移位、脱落等现象)，通过线管和线管座来对动力线的走向进行定位、限位，以及对动力线的移动范围进行限定；从而隔绝动力线与其它部件之间的接触，使得动力线和其它部件之间的运行互不干扰，进而保证了各个部件运行性能；同时进一步保证了颈部关节动作的驱动力，以及动作的及时性、精准性和快速性。

进一步优选地，所述关节轮为多个，且任意两个所述关节轮的轴线方向平行或垂直；和/或，所述动力线机构还包括至少一个预留卷线轮；和/或，所述驱动机构包括与所述卷线轮数量对应设置的驱动部。

本技术方案中，根据颈部关节动作自由度的需要，关节轮之间的轴线方向(即关节轮的转动方向)可相同或不同，从而使得颈部关节可做不同方向的动作(如点头动作、摆头动作、转头动作等)。

本技术方案中，为了便于本发明的售后维护、维修，避免因卷线轮的损坏而导致本发明的不可用，可通过预留卷线轮来替换损坏的卷线轮，从而保证本发明的正常使用。

本技术方案中，通过一对对应设置的关节轮和驱动部来实现每一个关节轮的转动的独立控制和运行，以保证每一个关节轮的动作的精准度和其独立控制。

进一步优选地，所述颈部关节组件还包括安装于机器人的躯干连接的轴座，以及动力机构；所述底座通过齿轮转动安装于所述轴座，且所述齿轮的轴线方向垂直于水平面；所述动力机构包括与所述齿轮啮合的驱动齿轮，以及用于驱动所述驱动齿轮旋转的驱动部。

本技术方案中，通过相互啮合的驱动齿轮和齿轮来控制整个颈部关节的在与水平面平行的平面转动，从而实现颈部的转动动作。

进一步优选地，至少一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间设有导线轮；使得从所述卷线轮出的所述动力线通过所述导线轮转向后，与所述关节轮张紧连接。

本技术方案中，为了提高动力线于机器人或颈部关节的走向和走位的便利性，以提高本颈部关节安装的协调性，可通过导线轮来改变动力线的方向，从而保证动力线可顺利地张紧安装在卷线轮和关节轮上，更优的，导线轮的安装还保证了动力线在走线时的张紧度，保证了本发明的颈部关节动作的精准性和及时性。

进一步优选地，所述头关节件为Y形结构，包括第一连接部、第二连接部和第三连接部；所述第一连接部的一端用于连接所述机器人的头部，所述第一连接部的另一端分别连接所述第二连接部和所述第三连接部，所述第二连接部和所述第三连接部呈预设角度设置；所述关节轮包括第一关节轮，所述第一关节轮通过第一转动轴轴接于所述底座，且所述第一转动轴依次贯穿所述第二连接部和所述第三连接部；所述第一关节轮的外周壁卡接于所述第一连接部靠近所述第二连接部的端部，使得所述头关节件在所述第一关节轮的带动下可绕所述第一转动轴旋转。

本技术方案中，为了保证机器人的头部可实现点头动作，通过轴接于底座且卡接于与头部连接的头关节件，此种连接方式大大节约了颈部关节的占用空间，使得机器人可具有纤细且长的优美颈部造型，使得机器人的造型更趋于人体的造型。

进一步优选地，所述底座包括设有容纳槽的槽形座和支架；所述第一关节轮容设于所述容纳槽内，且所述底座通过第二转动轴轴接于所述支架；所述第二转动轴的轴线方向与所述第一转动轴的轴线方向垂直；所述关节轮还包括与所述第一关节轮的轴线方向垂直的第二关节轮，所述第二关节轮包括相对设置的第一子关节轮和第二子关节轮；所述第一转动轴包括第一端和第二端，所述第一端与所述第一子关节轮连接；所述第二端与所述第二子关节轮连接；使得所述头关节件在所述第二关节轮的带动下可绕所述第二转动轴旋转。

本技术方案中，第一关节轮和第二关节轮的转动集成于一起，使得第一关节轮的转动可独立于第二关节轮，第二关节轮可带动第一关节轮动作从而实现机器人头部的动作执行，从而实现颈部关节的占用空间的减少的同时，还实现了机器人头部的一个动作或两个动作的同步进行，大大丰富了机器人的颈部、头部动作。

进一步优选地，所述第一转动轴和所述第二转动轴的中心轴线相交于同一平面；和/或，所述第一子关节轮和所述第二子关节轮呈预设角度设置，且所述第一子关节轮对应的动力线和所述第二子关节轮对应的动力线相交于所述机器人的喉部。

本技术方案中，为了保证机器人颈部关节动作的拟人态，给使用者以舒适的动作感觉，第一转动轴和第二转动轴位于相交于同一平面。

本发明还提供了一种机器人，包括：

头部、躯干以及上述任意一项所述的适用机器人的线控颈部关节；

所述线控颈部关节设于所述躯干和所述头部之间，并形成所述机器人的颈部；

所述线控颈部关节的驱动机构设于所述躯干。

本技术方案中，通过将用于控制颈部关节动作的驱动机构远离颈部关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为颈部关节提供驱动力，大大降低了颈部重量，降低了颈部的驱动力矩，使得颈部可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离颈部关节的设置，使得颈部重量降低，进而使得颈部关节动作速度大大提升，进而提高了颈部关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。更优地，由于关节轮是通过动力线提供其转动动力，因此，在实际应用中，可根据安装需要，将驱动机构安装在不同类型的机器人的优化位置，只需改变动力线的长短即可，使得本发明的安装协调性大大提高，降低了本发明的安装难度。

进一步优选地，所述躯干包括躯干主体、驱动底座；所述躯干主体和所述驱动机构均设于所述驱动底座。

本技术方案中，驱动底座是整个机器人行走的动力部分以及承重部分，且为了保证机器人行走的平稳性，驱动底座需占用机器人体重的一定比例，必要时，需要在驱动底座上安装配重，而驱动机构移至驱动底座上，增加了驱动底座的重量，从而降低了驱动底座重量的实际需求，进而降低了机器人的生产成本。

本发明提供的一种机器人及其线控颈部关节，能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明中，通过将用于控制颈部关节动作的驱动机构远离颈部关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为颈部关节提供驱动力，大大降低了颈部重量，降低了颈部的驱动力矩，使得颈部可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离颈部关节的设置，使得颈部重量降低，进而使得颈部关节动作速度大大提升，进而提高了颈部关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。更优地，由于关节轮是通过动力线提供其转动动力，因此，在实际应用中，可根据安装需要，将驱动机构安装在不同类型的机器人的优化位置，只需改变动力线的长短即可，使得本发明的安装协调性大大提高，降低了本发明的安装难度。

2、本发明中，为了避免动力线在驱动关节轮转动的时候受到其它部件干扰(如卡死、卡挂、磨损等现象)，进而导致本发明的动作无法及时到位，甚至影响其它部件的运行性能(如因动力线的卡挂和摩擦，导致部件移位、脱落等现象)，通过线管和线管座来对动力线的走向进行定位、限位，以及对动力线的移动范围进行限定；从而隔绝动力线与其它部件之间的接触，使得动力线和其它部件之间的运行互不干扰，进而保证了各个部件运行性能；同时进一步保证了颈部关节动作的驱动力，以及动作的及时性、精准性和快速性。

3、本发明中，第一关节轮、第一关节轮和第二关节轮的结构设计，大大节约了颈部关节的占用空间，使得机器人可具有纤细且长的优美颈部造型，使得机器人的造型更趋于人体的造型；还实现了机器人头部的一个动作或两个动作的同步进行，大大丰富了机器人的颈部、头部动作。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对机器人及其线控颈部关节的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的线控颈部关节第一种实施例结构示意图；

图2是本发明的线控颈部关节第二种实施例结构示意图；

图3是图2的前视图结构示意图；

图4是图2的第一种剖面结构示意图；

图5是图2的第二种剖面结构示意图；

图6是本发明的动力线机构的一种结构示意图；

图7是本发明的机器人的一种实施例结构示意图。

附图标号说明：

1.线控颈部关节，11.驱动机构，111.第一电机，112.预留电机，113.安装座，12.动力线机构，121.第一动力线，122.第二动力线，1221.第一接头，1222.第二接头，123.预留动力线，124.线管，125.第一线管座，126.第二线管座，13.颈部关节组件，131.头关节件，1311.第一连接部，1312.第二连接部，1313.第三连接部，132.底座，1321.槽形座，1322.支架，1323.第二转动轴，133.第一关节轮，1331.第一转动轴，132.第一卷线轮，1331.第一子关节轮，1332.第二子关节轮，134.第二卷线轮，135.轴座，1351.凸台，136.齿轮，137.驱动齿轮，138.第二电机，2.头部，3.躯干，31.躯干主体，32.左手臂，33.右手臂，4.驱动底座，41.底盘，42.驱动轮。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本文中，以机器人的高度方向为上下方向，以机器人的左右方向为左右方向，以机器人的前后方向为前后方向进行说明，并不完全代表实际情况。

在实施例一中，如图1-6所示，一种适用机器人的线控颈部关节，包括：驱动机构11、动力线机构12和颈部关节组件13；驱动机构11远离颈部关节组件13设置；颈部关节组件13包括用于与机器人的头部2连接的头关节件131，以及用于与机器人的躯干3连接的底座132；头关节件131通过关节轮(即第一关节轮133、第二关节轮等)转动连接于底座132；动力线机构12包括与关节轮数量对应设置的卷线轮，且每一对对应设置的关节轮和卷线轮通过动力线张紧连接；驱动机构11致动卷线轮旋转，使得卷线轮带动关节轮转动，致使头关节件131通过关节轮相对于底座132转动。在实际应用中，数量对应设置的关节轮和卷线轮对数可根据机器人的颈部关节的自由度(即机器人的头部2的自由度)进行设置，如当机器人的头部2只需要执行点头动作时，即机器人的颈部关节的自由度为两个，则此时只需要一对对应设置的关节轮和卷线轮；当机器人的头部2需要执行点头动作和摇头动作时，即机器人的颈部关节的自由度为四个，则此时需要两对对应设置的关节轮和卷线轮，且控制点头动作的关节轮和控制摇头动作的关节轮的轴线方向相互垂直；当机器人的头部2需要执行点头动作、摇头动作和转向动作时，即机器人的颈部关节的自由度为六个，则此时需要三对对应设置的关节轮和卷线轮，且控制点头动作的关节轮和控制摇头动作的关节轮的轴线方向相互垂直；而控制转向动作的关节轮和控制点头动作的关节轮的轴线方向相互平行。

在实施例二中，如图1-6所示，在实施例一的基础上，动力线机构12还包括线管124、第一线管座125和第二线管座126；线管124套设于每一对对应设置的关节轮和卷线轮之间的动力线的外侧；线管124靠近关节轮一侧的端部通过第一线管座125固设于颈部关节组件13；线管124靠近卷线轮一侧的端部通过第二线管座126固设。值得说明的是，线管124对动力线的走向、移位范围、安装位置的限定，使得每一根动力线均在与之对应的线管124内进行移动，从而实现与该动力线张紧连接的关节轮的转动(正转或反转)，且在实际安装过程中，由于动力线是卷设在关节轮和卷线轮的，因此，一对对应设置的关节轮和卷线轮对应设有相对设置的两根动力线(即位于关节轮左侧的左侧动力线和位于关节轮右侧的右侧动力线)，而动力线需要与关节轮和卷线轮张紧连接，因此，线管124的两端分别距离关节轮和卷线轮会有一定的距离，为了便于本发明的颈部关节的安装，左侧动力线(或右侧动力线)对应设置的线管124可为一根完整的线管124，且第一线管座125和第二线管座126均为一个；当然，左侧动力线(或右侧动力线)也可设有多个间隔设置的线管124、第一线管座125和第二线管座126；左侧动力线和右侧动力线的线管124、第一线管座125和第二线管座126的数量可不相同；一对对应设置的关节轮和卷线轮对应设有的左侧动力线和右侧动力线的第一线管座125和第二线管座126的结构可相同也可不相同；同样的，不同对对对应设置的关节轮和卷线轮对应设有的左侧动力线和右侧动力线的第一线管座125和第二线管座126的结构可相同也可不相同；如线管座(即第一线管座125或第二线管座126)的结构可为管状结构、中空的块状结构、中空的球状结构等中的一种或多种。

在实施例三中，如图1-6所示，在实施例一或二的基础上，关节轮为多个，且任意两个关节轮的轴线方向平行或垂直。如控制点头动作的关节轮和控制摇头动作的关节轮的轴线方向相互垂直；但控制转向动作的关节轮和控制点头动作的关节轮的轴线方向相互平行。优选地，动力线机构12还包括至少一个预留卷线轮。在本发明的售后使用或维护、维修过程中，可在因使用而损坏而导致本发明的不可用时，可通过预留卷线轮来替换损坏的卷线轮，保证了本发明的正常使用，由于在更换预留卷线轮时，只需要将动力线从损坏的卷线轮拆下后安装在预留卷线轮上，步骤简单，只需拆除卷线轮所在的位置即可，而无需整体拆装整个机器人；从而大大降低了机器人的拆装步骤，减少拆装部件的数量，从而简化本发明的售后使用成本和维护、维修成本。值得说明的是，预留卷线轮可为预安装在卷线轮旁侧；进一步优选地，预留卷线轮配有动力线，且该动力线延展至颈部关节成为预留部件；也可为与机器人一起售卖的零部件，则此时卷线轮为可拆卸的部件。进一步优选地，驱动机构11包括与卷线轮数量对应设置的驱动部，优选地，驱动部为可正反转动的第一电机111；进一步优选地，驱动机构11还包括与预留卷线轮数量对应设置的可正反转的预留电机112。优选地，预留卷线轮还对应设有预留动力线123、线管124、第一线管座125、第二线管座126。

在实施例四中，如图1-6所示，在实施例一、二或三的基础上，至少一对对应设置的关节轮和卷线轮之间设有导线轮；使得从卷线轮出的动力线通过导线轮转向后，与关节轮张紧连接。为了便于动力线(左侧动力线或右侧动力线)在机器人上的走线，提高本颈部关节安装协调性，降低其安装难度，通过至少一个导线轮对需要转向的动力线进行转向后与关节轮连接。在实际应用中，左侧动力线和右侧动力线对应设置的导线轮的数量、安装位置可相同或不同，根据实际需要(如机器人的种类、造型、构造等)进行设置。

在实施例五中，如图1-6所示，在实施例一、二、三或四的基础上，头关节件131为Y形结构，包括第一连接部1311、第二连接部1312和第三连接部1313；第一连接部1311的一端用于连接机器人的头部2，第一连接部1311的另一端分别连接第二连接部1312和第三连接部1313，第二连接部1312和第三连接部1313呈预设角度设置；关节轮包括第一关节轮133，第一关节轮133通过第一转动轴1331轴接于底座132，且第一转动轴1331依次贯穿第二连接部1312和第三连接部1313；第一关节轮133的外周壁卡接于第一连接部1311靠近第二连接部1312的端部，使得头关节件131在第一关节轮133的带动下可绕第一转动轴1331旋转。为了不影响动力线与第一关节轮133的张紧连接以及第一关节轮133与第一连接部1311的卡接，第一关节轮133的外周壁优选凹设有便于动力线卷设和走线的环槽。优选地，为了避免动力线于关节轮上脱离，关节轮的外周壁均优选设有环槽。

在实施例六中，如图1-6所示，在实施例五的基础上，底座132包括设有容纳槽的槽形座1321和支架1322；第一关节轮133容设于容纳槽内，且底座132通过第二转动轴1323轴接于支架1322；第二转动轴1323的轴线方向与第一转动轴1331的轴线方向垂直；关节轮还包括与第一关节轮133的轴线方向垂直的第二关节轮，第二关节轮包括相对设置的第一子关节轮1331和第二子关节轮1332；第一转动轴1331包括第一端和第二端，第一端与第一子关节轮1331连接；第二端与第二子关节轮1332连接；使得头关节件131在第二关节轮的带动下可绕第二转动轴1323旋转。本实施例中，第一关节轮133可独立于第二关节轮进行转动(正转或反转)；而由于第二关节轮、第二连接部1312和第三连接部1313与第一转动轴1331连接，因此，第二关节轮在转动过程中带动头关节件131转动(正转或反转)，同时会带动第一关节轮133通过第二转动轴1323进行转动(正转或反转)；使得第一关节轮133和第二关节轮均可独立工作或同时进行工作，增加了颈部关节的动作，且结构紧凑。优选地，为了延长第一转动轴1331和第二转动轴1323的使用寿命，第一转动轴1331和第二转动轴1323在其与底座132接触的位置设有限位垫块。优选地，为了使颈部关节的动作更为拟人化，第一转动轴1331和第二转动轴1323的中心轴线相交于同一平面；进一步优选地，第一子关节轮1331和第二子关节轮1332沿上下方向呈对称设置，且第一子关节轮1331对应的动力线和第二子关节轮1332对应的动力线相交于机器人的喉部，即第一子关节轮1331和第二子关节轮1332呈预设角度设置，使得第一子关节轮1331对应的动力线和第二子关节轮1332对应的动力线的夹角范围优选为20～60°；进一步优选地，第二子关节轮1332负责机器人头部2的摆头动作，即第二关节轮的轴线方向为水平方向；对应的第一关节轮133负责机器人的点头动作，即第一关节轮133的轴线方向为水平方向。当然，在实际应用中，第一关节轮133也可负责头部2的摆头动作，而第二关节轮负责头部2的点头动作。

在实施例七中，如图1-6所示，在实施例一、二、三、四、五或六的基础上，颈部关节组件13还包括安装于机器人的躯干3连接的轴座135，以及动力机构；底座132通过齿轮136转动安装于轴座135，且齿轮136的轴线方向垂直于水平面；动力机构包括与齿轮136啮合的驱动齿轮137，以及用于驱动驱动齿轮137旋转的驱动部。优选地，轴座135靠近齿轮136一侧的端部设有凸台1351，其中动力机构(即可正反转动的第二电机138)安装于凸台1351的下方，而齿轮136和驱动齿轮137安装于凸台1351的上方。本实施例中，通过齿轮136与关节轮的接合来实现颈部关节动作的执行，用于齿轮136运行具有良好的稳定性和承重性能，大大优化了颈部关节执行动作时的稳定性和精准性。优选地，齿轮136位于机器人的喉部，且齿轮136的轴线方向垂直于第二关节轮的轴线方向，且第一子关节轮1331的动力线和第二子关节轮1332的动力线相交于齿轮136的轴心位置，即第一转动轴1331和第二转动轴1323的相交点与齿轮136的轴心位于平行于上下方向的一条直线上。且第二动力线122的左侧动力线与第一子关节轮1331的连接处到达齿轮136轴心的距离、第二动力线122的右侧动力线与第二子关节轮1332的连接处到达齿轮136轴心的距离、第一转动轴1331的轴心到达齿轮136轴心的距离相等，即相交于同一球心。

优选地，为了便于动力线的走线和安装，轴座135、齿轮136、底座132均为沿上下方向的中空结构，使得第一关节轮133和第一卷线轮132张紧连接的第一动力线121、与第二关节轮和第二卷线轮134张紧连接的第二动力线122均穿过轴座135、齿轮136和底座132的中空管道后再分别与第一关节轮133和第二关节轮连接，值得指出的是，为了便于不同动力线的走线，轴座135、齿轮136、底座132也可为开有用于安装动力线的通孔的结构，使得动力线可自由地于机器人的一些部件自由穿梭；优选地，与第一动力线121对应设置的第一线管座125设置于底座132的内侧壁上，第一线管座125包括用于第一动力线121的右侧动力线走线的第一子线管座，以及用于第一动力线121的左侧动力线走线的第二子线管座；且第一子线管座和第二子线管座的通槽的延展方向呈预设角度设置，优选地，该预设角度不小于20°。

在实施例八中，如图1-6所示，在实施例七基础上，为了限制机器人头部2的点头动作的幅度，第一关节轮133设有弧形通孔，且该弧形通孔贯穿有限位件，该限位件的延展方向与第一转向轴的轴线方向相同，值得说明的是，弧形通孔的圆心与第一关节轮133的圆心重合，且弧形通孔的圆心角范围(即头部2点头幅度)可根据需要进行设置。当然，第一关节轮133转动的角度也可通过第一关节轮133和容纳槽之间的配合进行限制，即第一关节轮133和容纳槽的内侧部设有沿上下方向相互抵接的抵设部，当第一关节轮133的和容纳槽的抵设部相互抵接时，则为头部2上或下的最大摆动幅度。

优选地，与第二动力线122对应设置的第一线管座125设置于齿轮136的内侧壁上，且与第二动力线122的左侧动力线对应的第三子线管座设于齿轮136的左侧，与第二动力线122的右侧动力线对应的第四子线管座设于齿轮136的右侧，第三子线管座和第四子线管座的通槽的延展方向呈预设角度设置，优选地，该预设角度范围为20～60°，优选为30°；进一步优选地，第三子线管座和第一子关节轮1331相对设置，第四子线管座和第二子关节轮1332相对设置；使得第二动力线122(即第二动力线122的左侧动力线)拉动第一子关节轮1331朝向左侧转动时，当第一子关节轮1331抵接于第三子线管座时，则第二动力线122无法再拉动头部关节，此时头部2的向左偏向的角度即为头部2的最大左摆角度；同理，当第二子关节轮1332抵接于第四子线管座时，则第二动力线122(即第二动力线122的右侧动力线)无法再拉动头部2，此时头部2的向左偏向的角度即为头部2的最大右摆角度。优选地，第二动力线122的左侧动力线靠近第一子关节轮1331一侧的端部设有大于第二动力进行尺寸的第一接头1221，即第二动力线122的左侧动力线通过第一接头1221与第一子关节轮1331连接；第二动力线122的右侧动力线靠近第二子关节轮1332一侧的端部设有大于第二动力进行尺寸的第二接头1222，即第二动力线122的右侧动力线通过第二接头1222与第二子关节轮1332连接。

值得指出的是，在上述实施例中，与每一根动力线对应的卷线轮、预留卷线轮、第一电机111、第二电机138均通过安装座113统一远离颈部关节组件13设置，当然，不同动力线对应的驱动部可安装于机器人不同的位置，可根据实际需要进行安装。如驱动部可安装于机器人的躯干3、驱动底座4等位于其颈部的下方。且动力线可为但不限为单股或多股或编织的钢丝线、尼龙线；而线管124可为但不限为弹簧管、尼龙管、弹簧尼龙组合管。

在实施例九中，如图1-7所示，一种机器人，包括：头部2、躯干3以及上述任意一项所述的适用机器人的线控颈部关节1；线控颈部关节1设于躯干3和头部2之间，并形成机器人的颈部；线控颈部关节1的驱动机构11设于躯干3。优选地，躯干3包括躯干主体31、驱动底座4；躯干主体31和驱动机构11均设于驱动底座4。优选地，驱动底座4包括底盘41，以及安装于底盘41上的驱动轮42，优选地，驱动底座4还设有控制系统和用于安装驱动机构11的安装座113；优选地，第二线管座126也可安装于安装座113。当然，在实际应用中，不同动力对应设置的第一线管座125、第二线管座126的数量、安装位置、结构可相同或不相同。优选地，当机器人为人形机器人时，躯干主体31的左右两侧分别设有左手臂32和右手臂33。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用机器人的线控颈部关节，其特征在于，包括：

驱动机构、动力线机构和颈部关节组件；

所述驱动机构远离所述颈部关节组件设置；

所述颈部关节组件包括用于与所述机器人的头部连接的头关节件，以及用于与所述机器人的躯干连接的底座；

所述头关节件通过关节轮转动连接于所述底座；

所述动力线机构包括与所述关节轮数量对应设置的卷线轮，且每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮通过动力线张紧连接；

所述驱动机构致动所述卷线轮旋转，使得所述卷线轮带动所述关节轮转动，致使所述头关节件通过所述关节轮相对于所述底座转动。

2.根据权利要求1所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

所述动力线机构还包括线管、第一线管座和第二线管座；

所述线管套设于每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间的所述动力线的外侧；

所述线管靠近所述关节轮一侧的端部通过所述第一线管座固设于所述颈部关节组件；

所述线管靠近所述卷线轮一侧的端部通过所述第二线管座固设。

3.根据权利要求1所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

所述关节轮为多个，且任意两个所述关节轮的轴线方向平行或垂直；

和/或，

所述动力线机构还包括至少一个预留卷线轮；

和/或，

所述驱动机构包括与所述卷线轮数量对应设置的驱动部。

4.根据权利要求1所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

所述颈部关节组件还包括安装于机器人的躯干连接的轴座，以及动力机构；

所述底座通过齿轮转动安装于所述轴座，且所述齿轮的轴线方向垂直于水平面；

所述动力机构包括与所述齿轮啮合的驱动齿轮，以及用于驱动所述驱动齿轮旋转的驱动部。

5.根据权利要求1所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

至少一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间设有导线轮；使得从所述卷线轮出的所述动力线通过所述导线轮转向后，与所述关节轮张紧连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

所述头关节件为Y形结构，包括第一连接部、第二连接部和第三连接部；

所述第一连接部的一端用于连接所述机器人的头部，所述第一连接部的另一端分别连接所述第二连接部和所述第三连接部，所述第二连接部和所述第三连接部呈预设角度设置；

所述关节轮包括第一关节轮，所述第一关节轮通过第一转动轴轴接于所述底座，且所述第一转动轴依次贯穿所述第二连接部和所述第三连接部；

所述第一关节轮的外周壁卡接于所述第一连接部靠近所述第二连接部的端部，使得所述头关节件在所述第一关节轮的带动下可绕所述第一转动轴旋转。

7.根据权利要求6所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

所述底座包括设有容纳槽的槽形座和支架；

所述第一关节轮容设于所述容纳槽内，且所述底座通过第二转动轴轴接于所述支架；

所述第二转动轴的轴线方向与所述第一转动轴的轴线方向垂直；

所述关节轮还包括与所述第一关节轮的轴线方向垂直的第二关节轮，所述第二关节轮包括相对设置的第一子关节轮和第二子关节轮；

所述第一转动轴包括第一端和第二端，所述第一端与所述第一子关节轮连接；所述第二端与所述第二子关节轮连接；使得所述头关节件在所述第二关节轮的带动下可绕所述第二转动轴旋转。

8.根据权利要求7所述的适用机器人的线控颈部关节，其特征在于：

所述第一转动轴和所述第二转动轴的中心轴线相交于同一平面；

和/或，

所述第一子关节轮和所述第二子关节轮呈对称设置，且所述第一子关节轮对应的动力线和所述第二子关节轮对应的动力线相交于所述机器人的喉部。

9.一种机器人，其特征在于，包括：

头部、躯干以及上述权利要求1-8任意一项所述的适用机器人的线控颈部关节；

所述线控颈部关节设于所述躯干和所述头部之间，并形成所述机器人的颈部；

所述线控颈部关节的驱动机构设于所述躯干。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于：

所述躯干包括躯干主体、驱动底座；

所述躯干主体和所述驱动机构均设于所述驱动底座。