CN111409099B - 机器人关节及具有其的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人关节及具有其的机器人。其中，机器人关节包括：第一关节本体，第一关节本体具有存储腔和与存储腔连通的安装孔，存储腔用于存放润滑介质；第二关节本体，与第一关节本体可活动地连接；驱动装置，驱动装置的驱动端穿设在安装孔内并与第二关节本体驱动连接，以通过驱动端带动第二关节本体运动；密封组件，密封组件位于安装孔的孔壁与驱动端的外表面之间，以对安装孔与驱动端的连接处进行密封。本发明有效地解决了现有技术中位于机器人关节内的润滑油易进入至电机内而影响电机正常使用的问题。

Description

机器人关节及具有其的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人关节及具有其的机器人。

背景技术

目前，在机器人中，电机的端面与机器人关节的油腔的腔壁直接连接，易发生位于油腔内的润滑油进入电机中的现象，进而导致电机的刹车摩擦力矩降低，从而影响电机的正常制动。

可见，现有技术中的机器人存在掉臂、撞机等严重安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机器人关节及具有其的机器人，以解决现有技术中位于机器人关节内的润滑油易进入至电机内而影响电机正常使用的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种机器人关节，包括：第一关节本体，第一关节本体具有存储腔和与存储腔连通的安装孔，存储腔用于存放润滑介质；第二关节本体，与第一关节本体可活动地连接；驱动装置，驱动装置的驱动端穿设在安装孔内并与第二关节本体驱动连接，以通过驱动端带动第二关节本体运动；密封组件，密封组件位于安装孔的孔壁与驱动端的外表面之间，以对安装孔与驱动端的连接处进行密封。

进一步地，驱动装置为电机，驱动端为电机轴，密封组件包括油封，油封套设在电机轴上。

进一步地，电机还包括电机本体，电机轴可转动地设置在电机本体上，电机本体具有用于安装电机轴的安装端面，密封组件还包括：油封套，油封套包括套筒部和与套筒部连接的连接部，套筒部套设在油封外且与油封连接，连接部与安装端面连接，以通过连接部将油封套与电机本体连接。

进一步地，油封包括：油封本体，设置在套筒部内，油封本体包括相互连接的第一板段和第二板段，第一板段与第二板段之间呈夹角设置；唇口部，与第二板段连接，唇口部为环形并与电机轴过盈配合。

进一步地，套筒部的外表面与安装孔的孔壁过盈配合。

进一步地，机器人关节还包括传动组件，驱动端通过传动组件带动第二关节本体运动，传动组件包括：齿轮结构，齿轮结构包括齿状部和与齿状部连接的筒体部，筒体部套设在电机轴的外侧且与电机轴连接，油封套设在筒体部的外侧。

进一步地，齿状部具有凹槽，传动组件还包括：齿轮压板，设置在凹槽内；第一紧固件，第一紧固件穿过齿轮压板后设置在电机轴上，以实现齿轮结构与电机轴的连接。

进一步地，第一关节本体还具有安装凹部，安装凹部与安装孔连通；安装端面与安装凹部的内表面之间形成用于容纳至少部分第二紧固件的容纳腔，第二紧固件的一端穿过油封套后与电机本体连接。

进一步地，机器人关节还包括：密封件，密封件位于电机本体与第一关节本体之间，以对电机与第一关节本体的连接处进行密封。

进一步地，第一关节本体朝向电机本体的表面具有第一台阶面，第一台阶面包括第一平面和与第一平面连接并呈夹角设置的第二平面，第一平面与第二平面的连接处形成倒角部；电机本体朝向第一关节本体的表面具有第二台阶面，第二台阶面包括第三平面和与第三平面连接并呈夹角设置的第四平面，第一平面与第三平面相对设置，第二平面与第四平面相对设置，密封件设置在第三平面与第四平面的连接处和倒角部之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，包括机器人关节，机器人关节为上述的机器人关节。

应用本发明的技术方案，机器人关节包括第一关节本体、第二关节本体、驱动装置及密封组件。其中，第一关节本体具有存储腔和与存储腔连通的安装孔。驱动装置的驱动端穿设在安装孔内并与第二关节本体驱动连接，以通过驱动端带动第二关节本体相对于第一关节本体运动。密封组件位于安装孔的孔壁与驱动端的外表面之间，以对安装孔与驱动端的连接处进行密封，进而防止存储腔内的润滑介质通过安装孔的孔壁与驱动端的外表面之间的间隙进入驱动装置内，解决了现有技术中位于机器人关节内的润滑油易进入至电机内而影响电机正常使用的问题，以确保驱动装置能够正常制动，提升了机器人关节的运动可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的机器人关节的实施例的局部剖视图；

图2示出了图1中的机器人关节的A处放大示意图；以及

图3示出了图1中的机器人关节的B处放大示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一关节本体；11、存储腔；12、安装孔；13、安装凹部；14、倒角部；20、驱动装置；21、驱动端；22、电机本体；221、安装端面；222、台阶面；30、密封组件；31、油封；311、油封本体；312、唇口部；32、油封套；321、套筒部；322、连接部；40、齿轮结构；41、齿状部；42、筒体部；50、齿轮压板；60、第一紧固件；70、第二紧固件；80、密封件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中位于机器人关节内的润滑油易进入至电机内而影响电机正常使用的问题，本申请提供了一种机器人关节及具有其的机器人。

如图1至图3所示，机器人关节包括第一关节本体10、第二关节本体、驱动装置20及密封组件30。其中，第一关节本体10具有存储腔11和与存储腔11连通的安装孔12，存储腔11用于存放润滑介质。第二关节本体与第一关节本体10可活动地连接。驱动装置20的驱动端21穿设在安装孔12内并与第二关节本体驱动连接，以通过驱动端21带动第二关节本体运动。密封组件30位于安装孔12的孔壁与驱动端21的外表面之间，以对安装孔12与驱动端21的连接处进行密封。

应用本实施例的技术方案，机器人关节包括第一关节本体10、第二关节本体、驱动装置20及密封组件30。其中，第一关节本体10具有存储腔11和与存储腔11连通的安装孔12。驱动装置20的驱动端21穿设在安装孔12内并与第二关节本体驱动连接，以通过驱动端21带动第二关节本体相对于第一关节本体10运动。密封组件30位于安装孔12的孔壁与驱动端21的外表面之间，以对安装孔12与驱动端21的连接处进行密封，进而防止存储腔11内的润滑介质通过安装孔12的孔壁与驱动端21的外表面之间的间隙进入驱动装置20内，解决了现有技术中位于机器人关节内的润滑油易进入至电机内而影响电机正常使用的问题，以确保驱动装置20能够正常制动，提升了机器人关节的运动可靠性。

在本实施例中，驱动装置20为电机，驱动端21为电机轴，密封组件30包括油封31，油封31套设在电机轴上。这样，电机轴通过安装孔12伸入存储腔11内，以与第二关节本体驱动连接，油封31套设在电机轴上，以对电机轴与安装孔12的连接处进行密封，避免润滑介质通过二者的连接处进入电机内，提升了电机的运行可靠性。同时，上述设置使得密封组件30的结构简单，容易加工、实现，降低了加工难度和加工成本。

如图1至图3所示，电机还包括电机本体22，电机轴可转动地设置在电机本体22上，电机本体22具有用于安装电机轴的安装端面221，密封组件30还包括油封套32。其中，油封套32包括套筒部321和与套筒部321连接的连接部322，套筒部321套设在油封31外且与油封31连接，连接部322与安装端面221连接，以通过连接部322将油封套32与电机本体22连接。这样，上述设置使得油封31与油封套32、油封套32与电机本体22的拆装更加容易、简便，降低了拆装难度。

具体地，先将油封套32的套筒部321套设在油封31外且与油封31连接。之后，再将油封套32的连接部322与电机本体22的安装端面221连接，进而通过油封套32实现油封31与电机本体22的连接，以使油封31与电机本体22的拆装更加容易、简便，降低了拆装难度。同时，上述设置也能够防止润滑介质通过安装端面221进入电机本体22内。

在本实施例中，连接部322在安装端面221上的正投影在安装端面221上。这样，即使油封31与电机轴之间发生润滑介质泄露，也能够避免润滑介质与安装端面221直接接触，进一步防止润滑介质通过安装端面221进入电机本体22内。

如图2所示，油封31包括油封本体311和唇口部312。其中，油封本体311设置在套筒部321内，油封本体311包括相互连接的第一板段和第二板段，第一板段与第二板段之间呈夹角设置。唇口部312与第二板段连接，唇口部312为环形并与电机轴过盈配合。这样，油封本体311与套筒部321连接，唇口部312套设在电机轴外且与电机轴过盈配合，防止润滑介质进入唇口部312与电机轴的连接处。同时，上述设置使得油封31的结构更加简单，容易加工、实现，降低了油封31的加工成本。

在本实施例中，套筒部321的外表面与安装孔12的孔壁过盈配合。可选地，套筒部321和唇口部312由橡胶或硅胶制成。具体地，唇口部312与电机轴过盈配合，且套筒部321的外表面与安装孔12的孔壁过盈配合，进而避免存储腔11内的润滑介质通过电机轴与唇口部312的连接处、套筒部321与安装孔12的连接处流向电机本体22，进而避免润滑介质进入电机内而影响电机的制动。

如图1所示，机器人关节还包括传动组件，驱动端21通过传动组件带动第二关节本体运动，传动组件包括齿轮结构40。其中，齿轮结构40包括齿状部41和与齿状部41连接的筒体部42，筒体部42套设在电机轴的外侧且与电机轴连接，油封31套设在筒体部42的外侧。这样，齿轮结构40的筒体部42套设在电机轴外且与电机轴同步转动，齿轮结构40的齿状部41与减速器连接，以通过减速器带动第二关节本体相对于第一关节本体转动，进而实现机器人关机的运动。

具体地，筒体部42与电机轴之间设置有键，以使电机轴与齿轮结构40同步转动，油封31套设在筒体部42外且与筒体部42过盈配合，避免润滑介质通过筒体部42与油封31的连接处进入电机内。

如图1所示，齿状部41具有凹槽，传动组件还包括齿轮压板50和第一紧固件60。其中，齿轮压板50设置在凹槽内。第一紧固件60穿过齿轮压板50后设置在电机轴上，以实现齿轮结构40与电机轴的连接。这样，上述设置能够进一步确保齿轮结构40与电机轴同步转动，进而提升了传动组件的传动可靠性。

如图1所示，第一关节本体10还具有安装凹部13，安装凹部13与安装孔12连通。安装端面221与安装凹部13的内表面之间形成用于容纳至少部分第二紧固件70的容纳腔，第二紧固件70的一端穿过油封套32后与电机本体22连接。可选地，第二紧固件70为螺钉或螺栓，螺钉或螺栓的头部位于容纳腔内。这样，上述设置使得机器人关节的内部结构布局更加合理、紧凑，提升了机器人关机的结构稳定性。

具体地，在电机与第一关节本体完成装配后，第二紧固件70的头部位于容纳腔内，进而避免第二紧固件70与第一关节本体10之间发生结构干涉而影响油封套32与安装孔12之间的过盈配合。

如图1和图3所示，机器人关节还包括密封件80。其中，密封件80位于电机本体22与第一关节本体10之间，以对电机与第一关节本体10的连接处进行密封。这样，密封件80的上述设置在能够避免存储腔11内的润滑介质通过第一关节本体10与电机的连接处泄露至机器人关节外，进而提升了机器人关节的整体美观性及洁净度。

在本实施例中，密封件80为O型密封圈，进而降低了密封件80的加工成本。

如图1和图3所示，第一关节本体10朝向电机本体22的表面具有第一台阶面，第一台阶面包括第一平面和与第一平面连接并呈夹角设置的第二平面，第一平面与第二平面的连接处形成倒角部14。电机本体22朝向第一关节本体10的表面具有第二台阶面222，第二台阶面222包括第三平面和与第三平面连接并呈夹角设置的第四平面，第一平面与第三平面相对设置，第二平面与第四平面相对设置，密封件80设置在第三平面与第四平面的连接处和倒角部14之间。这样，上述设置使得密封件80的拆装更加容易、简便，降低了拆装难度，也提升了密封件80的密封可靠性，进一步避免存储腔11内的润滑介质泄露至机器人关节外。

具体地，第一平面与第三平面相互平行设置，第二平面与第四平面相互平行设置，待电机与第一关节本体10装配完成后，第一平面与第三平面相贴合，第二平面与第四平面相贴合，密封件80卡设在倒角部14与第三平面和第四平面的连接处，一方面避免密封件80相对于电机和第一关节本体10发生移位而影响密封可靠性；另一方面使得密封件80的拆装更加容易、简便，降低了拆装难度。这样，在机器人关节上具有两处密封，其一是通过油封31和油封套32防止存储腔11内的润滑介质进入电机内；其二是通过密封件80防止存储腔11内的润滑介质泄漏至机器人关节外。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

机器人关节包括第一关节本体、第二关节本体、驱动装置及密封组件。其中，第一关节本体具有存储腔和与存储腔连通的安装孔。驱动装置的驱动端穿设在安装孔内并与第二关节本体驱动连接，以通过驱动端带动第二关节本体相对于第一关节本体运动。密封组件位于安装孔的孔壁与驱动端的外表面之间，以对安装孔与驱动端的连接处进行密封，进而防止存储腔内的润滑介质通过安装孔的孔壁与驱动端的外表面之间的间隙进入驱动装置内，解决了现有技术中位于机器人关节内的润滑油易进入至电机内而影响电机正常使用的问题，以确保驱动装置能够正常制动，提升了机器人关节的运动可靠性。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人关节，其特征在于，包括：

第一关节本体(10)，所述第一关节本体(10)具有存储腔(11)和与所述存储腔(11)连通的安装孔(12)，所述存储腔(11)用于存放润滑介质；

第二关节本体，与所述第一关节本体(10)可活动地连接；

驱动装置(20)，所述驱动装置(20)的驱动端(21)穿设在所述安装孔(12)内并与所述第二关节本体驱动连接，以通过所述驱动端(21)带动所述第二关节本体运动；

密封组件(30)，所述密封组件(30)位于所述安装孔(12)的孔壁与所述驱动端(21)的外表面之间，以对所述安装孔(12)与所述驱动端(21)的连接处进行密封；

所述驱动装置(20)为电机，所述驱动端(21)为电机轴，所述密封组件(30)包括油封(31)，所述油封(31)套设在所述电机轴上；

所述电机还包括电机本体(22)，所述电机轴可转动地设置在所述电机本体(22)上，所述电机本体(22)具有用于安装所述电机轴的安装端面(221)，所述密封组件(30)还包括：

油封套(32)，所述油封套(32)包括套筒部(321)和与所述套筒部(321)连接的连接部(322)，所述套筒部(321)套设在所述油封(31)外且与所述油封(31)连接，所述连接部(322)与所述安装端面(221)连接，以通过所述连接部(322)将所述油封套(32)与所述电机本体(22)连接；其中，所述连接部(322)在所述安装端面(221)上的正投影在所述安装端面(221)上。

2.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述油封(31)包括：

油封本体(311)，设置在所述套筒部(321)内，所述油封本体(311)包括相互连接的第一板段和第二板段，所述第一板段与所述第二板段之间呈夹角设置；

唇口部(312)，与所述第二板段连接，所述唇口部(312)为环形并与所述电机轴过盈配合。

3.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述套筒部(321)的外表面与所述安装孔(12)的孔壁过盈配合。

4.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括传动组件，所述驱动端(21)通过所述传动组件带动所述第二关节本体运动，所述传动组件包括：

齿轮结构(40)，所述齿轮结构(40)包括齿状部(41)和与所述齿状部(41)连接的筒体部(42)，所述筒体部(42)套设在所述电机轴的外侧且与所述电机轴连接，所述油封(31)套设在所述筒体部(42)的外侧。

5.根据权利要求4所述的机器人关节，其特征在于，所述齿状部(41)具有凹槽，所述传动组件还包括：

齿轮压板(50)，设置在所述凹槽内；

第一紧固件(60)，所述第一紧固件(60)穿过所述齿轮压板(50)后设置在所述电机轴上，以实现所述齿轮结构(40)与所述电机轴的连接。

6.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述第一关节本体(10)还具有安装凹部(13)，所述安装凹部(13)与所述安装孔(12)连通；所述安装端面(221)与所述安装凹部(13)的内表面之间形成用于容纳至少部分第二紧固件(70)的容纳腔，所述第二紧固件(70)的一端穿过所述油封套(32)后与所述电机本体(22)连接。

7.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述机器人关节还包括：

密封件(80)，所述密封件(80)位于所述电机本体(22)与所述第一关节本体(10)之间，以对所述电机与所述第一关节本体(10)的连接处进行密封。

8.根据权利要求7所述的机器人关节，其特征在于，所述第一关节本体(10)朝向所述电机本体(22)的表面具有第一台阶面，所述第一台阶面包括第一平面和与所述第一平面连接并呈夹角设置的第二平面，所述第一平面与所述第二平面的连接处形成倒角部(14)；所述电机本体(22)朝向所述第一关节本体(10)的表面具有第二台阶面(222)，所述第二台阶面(222)包括第三平面和与所述第三平面连接并呈夹角设置的第四平面，所述第一平面与所述第三平面相对设置，所述第二平面与所述第四平面相对设置，所述密封件(80)设置在所述第三平面与所述第四平面的连接处和所述倒角部(14)之间。

9.一种机器人，其特征在于，包括机器人关节，所述机器人关节为权利要求1至8中任一项所述的机器人关节。

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