CN111469163A - 机器人及其关节组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人及其关节组件，机器人的关节组件包括：保护壳、电路板、电机、行星减速机构以及导线。电路板设于保护壳的一端，电路板与保护壳固定连接；电机包括定子和转子，电机设于保护壳内，转子相对于定子可转动，定子设于转子的一端，转子的另一端设有太阳轮；行星减速机构与保护壳间具有间隙，转子转动时，动力通过太阳轮传递至行星减速机构；导线穿设于间隙内，导线的一端与电路板电连接，导线的另一端穿设于保护壳的另一端。根据本发明的机器人的关节组件，通过将导线穿设于行星减速机构与保护壳之间的间隙内，可以实现机器人的关节组件的内部走线，保证了机器人的可靠性和安全性能。同时，有利于关节组件的小型化设计。

Description

机器人及其关节组件

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人及其关节组件。

背景技术

相关技术中，机器人的关节组件设有导线，一般导线设于关节组件的外部以便于多个关节组件的串联，这样设置的暴露再关节组件的外部的导线，易受到例如灰尘的外界环境的影响，进而导致会老化较快，同时较容易受到拉扯，影响机器人的使用寿命以及可靠性。另外，这样设置不利于机器人的小型化设计。

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，本发明提出了一种机器人的关节组件，所述机器人的关节组件可靠性好，尺寸较小。

本发明还提出了一种机器人，所述机器人包括所述机器人的关节组件。

根据本发明实施例的机器人的关节组件，包括保护壳；电路板，所述电路板设于所述保护壳的一端，且所述电路板与所述保护壳固定连接；电机，所述电机包括定子和转子，所述电机设于所述保护壳内，所述转子相对于所述定子可转动，所述定子设于所述转子的一端，所述转子的另一端设有太阳轮；行星减速机构，所述行星减速机构与所述保护壳之间具有间隙，所述行星减速机构与所述太阳轮连接，所述转子转动时，动力通过所述太阳轮传递至所述行星减速机构；导线，所述导线穿设于所述间隙内，所述导线的一端与所述电路板电连接，所述导线的另一端适于穿设于所述保护壳的另一端。

根据本发明实施例的机器人的关节组件，通过将导线穿设于行星减速机构与所述保护壳之间的所述间隙内，可以实现机器人的关节组件的内部走线，避免了导线裸漏在机器人的关节组件的外部，进而可以防止导线受到拉扯，避免导线受到例如灰尘的外界环境的影响，以提高导线的使用寿命，保证了机器人的可靠性和安全性能。同时，可以充分行星减速机构与所述保护壳之间的缝隙，导线无需占用关节组件的外部的空间，有利于关节组件的小型化设计。

在一些示例中，所述行星减速机构包括：行星架，所述行星架与所述定子固定连接；多个行星齿轮，多个所述行星齿轮设于所述行星架，且每个所述行星齿轮相对于所述行星架可转动，每个所述行星齿轮与所述太阳轮均啮合。

在一些示例中，所述行星架与所述定子通过螺钉、或者铆接件固定连接，

或者，所述行星架与所述定子卡接或者焊接。

在一些示例中，所述行星架的外周壁与所述保护壳的内周壁之间限定出所述间隙。

在一些示例中，所述行星减速机构还包括：齿圈，所述齿圈的内圈设有啮合轮齿，多个所述行星齿轮设于所述齿圈内，且每个所述行星齿轮与所述啮合轮齿均啮合。

在一些示例中，所述电路板具有第一编码器，所述关节组件还包括：第二编码器，所述第二编码器设于所述保护壳的另一端，所述导线的所述另一端与所述第二编码器电连接。

在一些示例中，关节组件还包括：磁性件，所述磁性件设于所述保护壳的另一端。

在一些示例中，所述磁性件具有镂空部，所述导线穿设于所述镂空部。

在一些示例中，所述电机为内转子电机或外转子电机。

根据本发明实施例的机器人，包括所述机器人的关节组件。根据本发明实施例的机器人，机器人结构稳定可靠，使用寿命长。

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例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的机器人的关节组件的结构示意图；

图2是图1中的A-A处的剖视图；

图3是根据本发明实施例的机器人的关节组件的部分结构的剖视图；

图4是根据本发明实施例的行星减速机构的爆炸图；

图5是根据本发明实施例的机器人的关节组件的爆炸图。

附图标记：

关节组件100；保护壳10；上盖11；外壳12；电路板20；

电机30；定子31；转子32；太阳轮33；太阳轮轴承331；

行星减速机构40；行星架41；行星齿轮42；行星齿轮轴承43；行星齿轮转轴44；齿圈45；啮合轮齿451；齿圈本体452；齿圈轴承453；齿圈法兰454；齿圈轴承盖455；导线50；

第二编码器61；磁性件70；磁钢片80；铁芯90。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、 “厚度”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的机器人的关节组件100。

根据本发明实施例的机器人的关节组件100，包括：保护壳10、电路板20、电机30、行星减速机构40以及导线50。

如图1-图3所示，电路板20设于保护壳10的一端，且电路板20与保护壳10固定连接。电机30包括定子31和转子32，电机30设于保护壳10内，转子32相对于定子31可转动，定子31设于转子32的一端，转子32的另一端设有太阳轮33。行星减速机构40与保护壳10之间具有间隙，行星减速机构40与太阳轮33连接，转子32转动时，动力通过太阳轮33传递至行星减速机构40；导线50穿设于间隙内，导线50的一端与电路板20电连接，导线50的另一端适于穿设于保护壳10的另一端。

根据本发明实施例的机器人的关节组件100，通过将导线50穿设于行星减速机构40与保护壳10之间的间隙内，可以实现机器人的关节组件100的内部走线，避免了导线50裸漏在机器人的关节组件100的外部，进而可以防止导线50受到拉扯，避免导线50受到例如灰尘的外界环境的影响，以提高导线50的使用寿命，保证了导线50的机器人的可靠性和安全性能。同时，可以充分行星减速机构40与保护壳10之间的缝隙，导线50无需占用关节组件100的外部的空间，有利于关节组件100的小型化设计。

此外，还需要说明的是，通过将行星架41与定子31固定连接，还可以减少至少一个太阳轮轴承331，进而可以使得关节组件100的厚度变小，并且降低了成本。

在一些实施例中，结合图2，行星减速机构40包括：行星架41和多个行星齿轮42，行星架41与定子31固定连接，多个行星齿轮42设于行星架41，且每个行星齿轮42相对于行星架41可转动，每个行星齿轮42与太阳轮33均啮合。通过行星架41与定子31固定连接，可以避免行星架41相对电机30定子31转动而与导线50发生干涉，进而可以机器人的关节组件100的内部走线，进而保证导线50的机器人的可靠性和安全性能好。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

为了方便将行星架41与定子31固定连接，在一些实施例中，行星架41可以与定子31通过螺钉、或者铆接件固定连接。在另一些实施例中，行星架41可以与定子31卡接或者焊接以使得行星架41与定子31固定的可靠性好。

在图2和图3的示例中，行星架41的外周壁与保护壳10的内周壁之间限定出间隙。如此，可以便于导线50的设置，无需设置其他安装结构，进而使得关节组件100的结构简单可靠。

根据本发明的一个实施例，行星减速机构40还包括齿圈45，齿圈45的内圈设有啮合轮齿451，多个行星齿轮42设于齿圈45内，且每个行星齿轮42与齿圈45的啮合轮齿451啮合。

参照图2并结合图4，行星减速机构40包括行星架41、三个行星齿轮42、三个行星齿轮轴承43、以及三个行星齿轮转轴44，三个行星齿轮42啮合。太阳齿轮可以与三个行星齿轮42中的任意一个同轴设置，且带动其同步转动，上述行星齿轮42可以与啮合轮齿451啮合，进而可以使得齿圈45作为关节组件100的输出机构，从而保证了行星减速机构40的输出的稳定性的同时，可以实现机器人的关节组件100的内部走线。

在一些示例中，关节组件100具有第一编码器，第一编码器集成于电路板。机器人的关节组件100还包括：第二编码器60，第二编码器60设于保护壳10的另一端，导线50的另一端与第二编码器60电连接。需要说明的是，本发明实施例中的机器人的关节组件100可以具有多个第二编码器60，。

如图3所示，关节组件100具有第一编码器和第二编码器61，电路板20设于保护壳10的其中一端，第二编码器61设于保护壳10的另一端，电路板20与第二编码器61均设于关节组件100中以便于多个关节组件100的串联。导线50的一端与电路板20连接，导线50的另一端与第二编码器61电连接。第一编码器可以检测电机30的转子32与定子31的相对旋转位置，第二编码器61可以检测输出端的位置，进而实现了双编码器的设置，本发明实施例中，关机组件100的成本较低，且导线50可以设置于关节组件100的内部，保证了可靠性的同时，有利于降低成本。

在一些实施例中，如图3所示，关节组件100还包括磁性件70，磁性件70设于保护壳10的另一端。由此可以简化关节组件100的结构。在一些示例中，如图3所示，磁性件70具有镂空部，导线50穿设于镂空部。镂空部沿太阳轮33的轴线方向延伸，以使得导线50可以伸出关节组件100。在一些示例中，电机30可以为内转子电机30，或者电机30可以为外转子电机30。举例而言，电机30为内转子电机30，进而可以使得关节组件100的散热性能好。

在一些示例中，结合图5，关节组件100还可以包括磁钢片80以及铁芯90。保护壳10可以包括上盖11以及外壳12。齿圈45可以包括齿圈本体452、齿圈轴承453、齿圈法兰454、以及齿圈轴承盖455。机器人的关节组件100可以通过如下装配顺序进行装配：

（1）电路板20与上盖11固定连接以形成第一装配体；

（2）定子31与外壳12固定连接以形成第二装配体；

（3）太阳轮33可以与转子32配合组成组合体，并与铁芯90进行连接以形成第三装配体；

（4）第二装配体与磁钢片80装配连接以形成第四装配体；

（5）齿圈轴承453与外壳12以及齿圈本体452进行装配连接；

（6）齿圈轴承盖455与外壳12进行固定连接；

（7）行星减速机构40与电机30外壳12进行固定连接，并与可以齿圈本体452相对转动；

（8）整理导线50，使得导线50穿过外壳12与电机30定子31形成的过线孔；

（9）将第一装配体与第四装配体装配，装配完成后装入第二装配体，且上盖11与第二装配体固定连接；

（10）将导线50穿过齿圈法兰454的定位孔，且将齿圈法兰454与齿圈本体452固定连接。当然，在另一些示例中，关节组件100可以具有多种装配方式。

根据本发明实施例的机器人，包括机器人的关节组件100。根据本发明实施例的机器人，机器人结构稳定可靠，使用寿命长。举例而言，机器人为四足机器人。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。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例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，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例进行多种变化、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)

1.一种机器人的关节组件，其特征在于，包括：

保护壳；

电路板，所述电路板设于所述保护壳的一端，且所述电路板与所述保护壳固定连接；

电机，所述电机包括定子和转子，所述电机设于所述保护壳内，所述转子相对于所述定子可转动，所述定子设于所述转子的一端，所述转子的另一端设有太阳轮；

行星减速机构，所述行星减速机构与所述保护壳之间具有间隙，所述行星减速机构与所述太阳轮连接，所述转子转动时，动力通过所述太阳轮传递至所述行星减速机构；

导线，所述导线穿设于所述间隙内，所述导线的一端与所述电路板电连接，所述导线的另一端适于穿设于所述保护壳的另一端。

2.根据权利要求1所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述行星减速机构包括：

行星架，所述行星架与所述定子固定连接；

多个行星齿轮，多个所述行星齿轮设于所述行星架，且每个所述行星齿轮相对于所述行星架可转动，每个所述行星齿轮与所述太阳轮均啮合。

3.根据权利要求2所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述行星架与所述定子通过螺钉、或者铆接件固定连接；

或者，所述行星架与所述定子卡接或者焊接。

4.根据权利要求2所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述行星架的外周壁与所述保护壳的内周壁之间限定出所述间隙。

5.根据权利要求2所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述行星减速机构还包括：

齿圈，所述齿圈的内圈设有啮合轮齿，多个所述行星齿轮设于所述齿圈内，且每个所述行星齿轮与所述齿圈的啮合轮齿啮合。

6.根据权利要求1所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述电路板具有第一编码器，所述关节组件还包括：

第二编码器，所述第二编码器设于所述保护壳的另一端，所述导线的所述另一端与所述第二编码器电连接。

7.根据权利要求6所述的机器人的关节组件，其特征在于，还包括：

磁性件，所述磁性件设于所述保护壳的另一端。

8.根据权利要求7所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述磁性件具有镂空部，所述导线穿设于所述镂空部。

9.根据权利要求1所述的机器人的关节组件，其特征在于，所述电机为内转子电机或外转子电机。

10.一种机器人，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的机器人的关节组件。

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