CN111890340A - 肘部结构、机械臂以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种肘部结构、机械臂以及机器人。其中，该肘部结构包括：壳体和减速器；所述壳体设置有容置腔和连通所述容置腔的过线孔，所述壳体的外表面凸设有凸筋，所述凸筋环绕所述过线孔设置，所述凸筋与所述定位槽的内壁面转动连接，所述凸筋部分与所述机械臂间隔以形成用于安装油封的限位槽，所述油封密闭所述壳体与所述机械臂之间的孔隙，所述容置腔用于安装机械臂的电机组件；所述减速器与所述凸筋相背设于所述壳体，并与所述定位槽的内壁面转动连接。本发明肘部结构提高过线套与大臂之间的装配精准度。

Description

肘部结构、机械臂以及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种肘部结构、应用该肘部结构的机械臂以及机器人。

背景技术

在机器人的装配中，需要用到油封，以封闭机械臂的大臂与机械臂的肘部之间的间隙，以避免外部灰尘进入到机械臂的内部。其中，肘部设置有电机组件，为了便于电机组件的走线，需要在大臂上安装有过线套；也就是说，将过线套穿过大臂连接到肘部上，并将油封对应套设在过线套上，使得油封夹设在大臂与肘部之间，以实现设备之间的密封。在油封的安装过程中，需要过线套对准油封和大臂上的过孔，在过线套插入大臂、油封及肘部的过程中，油封会与大臂、肘部和/或过线套之间产生摩擦，导致油封的四周受力不均匀，导致过线套、油封及大臂之间的配合精准度低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种肘部结构，旨在如何提高过线套与大臂之间的装配精准度。

为实现上述目的，本发明提出的肘部结构，应用于机械臂，所述机械臂设置有定位槽，所述肘部结构容纳于所述定位槽内，所述肘部结构包括：

壳体，所述壳体设置有容置腔和连通所述容置腔的过线孔，所述壳体的外表面凸设有凸筋，所述凸筋环绕所述过线孔设置，所述凸筋与所述定位槽的内壁面转动连接，所述凸筋部分与所述机械臂间隔以形成用于安装油封的限位槽，所述油封密闭所述壳体与所述机械臂之间的孔隙，所述容置腔用于安装机械臂的电机组件；和

减速器，所述减速器与所述凸筋相背设于所述壳体，并与所述定位槽的内壁面转动连接。

在本发明的一实施例中，所述凸筋邻近所述过线孔的内壁面设置有凸台，所述凸台与所述定位槽的内壁面转动连接，所述凸台还与所述油封抵接。

在本发明的一实施例中，所述凸台通过轴承与所述定位槽的内壁面转动连接。

在本发明的一实施例中，所述壳体还设置有第一注油孔和贯通孔，所述第一注油孔和所述贯通孔对应所述减速器设置，所述第一注油孔和所述贯通孔间隔设置。

在本发明的一实施例中，定义竖直于地面的方向为上下方向，所述第一注油孔和所述贯通孔呈上下方向间隔设置。

在本发明的一实施例中，所述贯通孔对应所述减速器的周缘设置。

在本发明的一实施例中，所述壳体设置有多个第一注油孔；

且/或，所述壳体设置有多个贯通孔。

本发明实施例还提出一种机械臂，包括：

第一安装件，所述第一安装件设置有让位孔；

第二安装件，所述第二安装件与所述第一安装件连接，并与所述第一安装件间隔形成定位槽，所述第二安装件对应所述安装槽设置有避让孔；以及

所述肘部结构，所述肘部结构位于所述定位槽内，所述肘部结构的减速器与所述第一安装件转动连接，所述减速器的输出轴穿设于所述让位孔，所述肘部结构的凸筋与所述第二安装件转动连接，所述过线孔与所述避让孔对应设置。

在本发明的一实施例中，所述第二安装件包括与所述第一安装件连接的构件和过线套筒，所述构件设置有连通所述定位槽的安装孔，所述过线套筒穿设于所述安装孔，所述过线套筒与所述肘部结构的凸筋转动连接，所述过线套筒设置有所述避让孔；

且/或，所述第一安装件设置有第二注油孔，所述第二注油孔对应所述减速器设置；

且/或，所述机械臂还包括有至少一个薄壁轴承，所述薄壁轴承设于所述过线套筒的避让孔内。

本发明实施例还提出一种机器人，包括控制电路和多个所述机械臂，相邻两个所述机械臂之间通过所述机械臂的肘部结构传动连接，所述控制电路与多个所述机械臂电连接。

本发明技术方案采用在壳体上设置有凸筋的结构，凸筋和壳体的外表面围合形成限位槽，以便于将油封定位在限位槽内，油封可与限位槽的内壁面抵接，即是，油封安装于壳体以形成一整体结构，避免油封与壳体之间产生位移；其中，限位槽的内壁面对油封提供背向壳体的作用力，在机械臂的过线套插入到肘部结构时，油封和壳体相对静止，机械臂的过线套移动，以使油封的受力均匀，避免油封和机械臂的过线套之间发生偏移，提高机械臂的过线套、油封及肘部结构之间的装配精度。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明机械臂的结构示意图；

图2为图1中机械臂部分结构的剖面结构示意图；

图3为图1中机械臂部的另一剖面结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种肘部结构，所述肘部结构应用于机械臂，所述机械臂设置有定位槽，所述肘部结构容纳于所述定位槽内；也就是说，机械臂包括臂杆和肘部结构，臂杆的一端设置有定位槽，肘部结构作为机械臂的活动关节的一部分，肘部结构设置在臂杆上，肘部结构可与机械臂的另一臂杆连接，或肘部结构可与机械臂的加工头连接。具体参考图1，为本发明机械臂的结构示意图；参考图2，为图1中机械臂部分结构的剖面结构示意图；参考图3，为图1中机械臂部的另一剖面结构示意图。

在本发明实施例中，如图1所示，并结合图2和图3所示，该肘部结构1包括：壳体11和减速器13。其中，壳体11设置有容置腔111和连通容置腔111的过线孔112，壳体11的外表面凸设有凸筋113，凸筋113环绕过线孔112设置，凸筋113与定位槽21的内壁面转动连接，凸筋113部分与机械臂间隔以形成用于安装油封12的限位槽114，油封12密闭壳体11与机械臂之间的孔隙，容置腔111用于安装机械臂的电机组件；减速器13与凸筋113相背设于壳体11，并与定位槽21的内壁面转动连接。

在本实施例中，在壳体11上设置有凸筋113的结构，凸筋113和壳体11的外表面围合形成限位槽114，以便于将油封12定位在限位槽114内，油封12可与限位槽114的内壁面抵接，即是，油封12安装于壳体11以形成一整体结构，避免油封12与壳体11之间产生位移；其中，限位槽114的内壁面对油封12提供背向壳体11的作用力，在机械臂的过线套筒插入到肘部结构1时，油封12和壳体11相对静止，机械臂的过线套筒移动，以使油封12的受力均匀，避免油封12和机械臂的过线套筒之间发生偏移，以便于提高机器人的安装效率。

在本实施例的实际应用中，机械臂包括臂杆和肘部结构1，臂杆的一端设置有安装肘部结构1的定位槽21，肘部结构1与臂杆连接，并位于定位槽21内。其中，肘部结构1的减速器13的输出轴与定位槽21内壁面转动连接，且减速器13的输出轴延伸出臂杆的外表面设置；肘部结构1壳体11的凸筋113与定位槽21内壁面转动连接，壳体11的容置腔111内设置有电机组件，导线穿过过线孔112处接入到电机组件，电机组件的输出轴延伸出臂杆，电机组件的输出轴可与机械臂的另一臂杆或加工头连接，以实现机械臂的活动。

在本实施例中，为了便于电机组件和导线的连接，可在定位槽21处开设有避让孔31，避让孔31与过线孔112对应设置。或者，在定位槽21的内壁面设置有电性连接的金属触点，金属触点通过导线穿过过线孔112与电机组件连接。在电机组件可与导线连接的前提下，在此不限定其具体的走线方式。

可选地，肘部结构1作为机械臂的活动关节部分，为了便于机械臂的活动，壳体11的外表面可为部分呈弧面设置；或者，壳体11可呈球体设置，以减少肘部结构1与其他部件碰撞的事故发生。

可选地，壳体11的凸筋113与定位槽21内壁面转动连接。可以理解地，定位槽21的内壁面可设置有槽孔，凸筋113容纳于槽孔内，并与槽孔的内壁面转动连接；或者，定位槽21的侧壁开设有避让孔31，避让孔31的周缘向定位槽21凸设有连接筋，连接筋容纳于凸筋113的内壁面，并与凸筋113转动连接。

其中，壳体11与定位槽21内壁面之间可设置有至少一个轴承，以实现减小壳体11与定位槽21内壁面之间的摩擦。

在本发明的一实施例中，结合图2所示，凸筋113邻近过线孔112的内壁面设置有凸台115，凸台115与定位槽21的内壁面转动连接，凸台115还与油封12抵接。

在本实施例中，凸台115设于凸筋113面向过线孔112的一表面，并环绕过线孔112设置。在将油封12安装到壳体11上时，可将油封12按压到凸筋113内，油封12的外缘与凸筋113连接，油封12的一侧面与凸台115抵接，通过凸台115提供支撑力。

可以理解地，凸台115与壳体11表面连接，以增强凸筋113邻近壳体11的部分厚度，提高壳体11和凸筋113之间的连接强度，避免安装油封12时损坏凸筋113和/或壳体11。

在本发明的一实施例中，结合图2所示，凸台115通过轴承与定位槽21的内壁面转动连接。也就是说，在凸台115面向过线孔112的一侧面设置一个轴承，轴承包括内圈和外圈，轴承的外圈与凸台115连接，轴承的内圈与定位槽21的内壁面连接。

在本实施例中，凸台115通过轴承与定位槽21的内壁面转动连接，以减少凸台115与定位槽21之间的摩擦力，提高机械臂的使用寿命，提高机械臂的活动灵敏度。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，壳体11还设置有第一注油孔116和贯通孔117，第一注油孔116和贯通孔117对应减速器13设置，第一注油孔116和贯通孔117间隔设置。也就是说，第一注油孔116和贯通孔117均贯穿壳体11设置，且第一注油孔116相对于贯通孔117远离设置，以避免油脂从第一注油孔116注入减速器13处后，直接从贯通孔117流出。

在本实施例中，采用在壳体11上设置有对应减速器13的第一注油孔116和贯通孔117，第一注油孔116和贯通孔117连通减速器13和外部的空间，以使得减速器13处的气压与外部的气压对等，以便于将油脂通过第一注油孔116注入到减速器13处。

可选地，以工作平面为基准面，第一注油孔116和贯通孔117至基准面的距离相当。其中，工作平面可为放置机器人的平面，例如：地面、工作台等。

可选地，以壳体11邻近基准面的一端为底部，为了提高注油脂到减速器13的效率，第一注油孔116和贯通孔117远离底部设置。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，定义竖直于地面的方向为上下方向，第一注油孔116和贯通孔117呈上下方向间隔设置，以便于从第一注油孔116填充油脂，贯通孔117排出部分气体。

可选地，贯通孔117位于第一注油孔116的上方。

可选地，第一注油孔116位于贯通孔117的上方。

在具体实施例中，第一注油孔116和贯通孔117的孔径相当，即是说，在结构允许的情况下，第一注油孔116也可为贯通孔117，贯通孔117也可为第一注油孔116。

在本发明的一实施例中，结合图3所示，贯通孔117对应减速器13的周缘设置。也就是说，减速器13周侧的边缘与贯通孔117对应设置。

在本实施例中，输出油脂的泵体可与第一注油孔116连通。也就是说，油脂只能从第一注油孔116进入；采用贯通孔117与减速器13的周缘对应的结构，以便于油脂从减速器13的中部向周缘扩展，提高填充油脂到减速器13的效果。在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，壳体11设置有多个第一注油孔116。壳体11设置有多个贯通孔117，以便于从多个位置进行注油操作。

可选地，为了避免油脂从壳体11邻近基准面的部位排出，多个第一注油孔116和多个贯通孔117均远离基准面设置。

本发明还提出一种机械臂，结合图1所示，该机械臂包括第一安装件2、第二安装件3及肘部结构1，该肘部结构1的具体结构参照上述实施例，由于本机械臂采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少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。其中，第一安装件2设置有让位孔22；第二安装件3与第一安装件2连接，并与第一安装件2部分间隔形成定位槽21，第二安装件3对应安装槽设置有避让孔31，避让孔31对应过线孔112；肘部结构1位于定位槽21内，肘部结构1的减速器13与第一安装件2转动连接，减速器13的输出轴穿设于让位孔22，肘部结构1的凸筋113与第二安装件3转动连接，过线孔112与避让孔31对应设置。

其中，第一安装件2和第二安装件3装配后形成机械臂的臂杆。

在本实施例中，采用分体设置的第一安装件2和第二安装件3，在安装肘部结构1至第一安装件2和第二安装件3上时，肘部结构1可先与第一安装件2连接，在将第二安装件3连接到第一安装件2，以限位肘部结构1。也就是说，采用相对独立的第一安装件2和第二安装件3，以便于提高机械臂的拆装效率。

在本发明的一实施例中，机械臂包括电机组件，电机组件设于壳体的容置腔内，电机与减速器连接。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，第二安装件3包括与第一安装件2连接的构件32和过线套筒34，构件32设置有连通定位槽21的安装孔33，过线套筒34穿设于安装孔33，过线套筒34与肘部结构1的凸筋113转动连接，过线套筒34设置有避让孔31；

在本实施例的应用中，将肘部结构1的减速器13输出轴可转动的穿设于让位孔22，以初步定位肘部结构1；在将构件32安装于第一安装件2上，并使得构件32的安装孔33与过线孔112正对，进而，再将过线套筒34插入到过线孔112和安装孔33，以便于将过线套筒34定位于过线孔112处。其中，过线套筒34与凸筋113之间通过轴承连接。

可选地，为了提高轴承的安装稳定性，定位套筒的周缘可凸设有定位台，定位台与轴承的内圈抵接。

可选地，减速器13的输出轴穿设于让位孔22，减速器13的输出轴还可与让位孔22的内壁面之间通过轴承连接，以减少摩擦。

在本发明的一实施例中，如图2所示，机械臂还包括有至少一个薄壁轴承4，薄壁轴承4设于过线套筒34的避让孔31内，薄壁轴承4的外圈与避让孔31的内壁面连接。

在本实施例中，采用在过线套筒34的避让孔31内设置有薄壁轴承4，可减少导线与过线套筒34之间的摩擦，避免导线损耗。

可选地，薄壁轴承4设于所述避让孔31靠近肘部结构1的一端。

可选地，薄壁轴承4设于所述避让孔31远离肘部结构1的一端。

在本发明的一实施例中，机械臂还包括有两个薄壁轴承4，两个薄壁轴承4与避让孔31内壁面连接，两个薄壁轴承4分别位于避让孔31的两端。

在本发明的一实施例中，第一安装件2设置有第二注油孔23，第二注油孔23对应减速器13设置。

在本实施例中，在第一安装件2上设置有第二注油孔23，以便于操作员从外部将油脂注入到减速器13，避免拆装机械臂的繁琐步骤。

本发明还提出一种机器人，该机器人包括控制电路和多个机械臂，该机械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，因此至少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。其中，相邻两个机械臂之间通过机械臂的肘部结构1传动连接，控制电路与多个机械臂的电机组件电连接。

在本实施例中，多个机械臂依次连接，并设于工作平面。机器人还包括加工头，加工头位于远离工作平面的机械臂上。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的创造构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种肘部结构，应用于机械臂，所述机械臂设置有定位槽，所述肘部结构容纳于所述定位槽内，其特征在于，所述肘部结构包括：

壳体，所述壳体设置有容置腔和连通所述容置腔的过线孔，所述壳体的外表面凸设有凸筋，所述凸筋环绕所述过线孔设置，所述凸筋与所述定位槽的内壁面转动连接，所述凸筋部分与所述机械臂间隔以形成用于安装油封的限位槽，所述油封密闭所述壳体与所述机械臂之间的孔隙，所述容置腔用于安装机械臂的电机组件；和

减速器，所述减速器与所述凸筋相背设于所述壳体，并与所述定位槽的内壁面转动连接。

2.如权利要求1所述的肘部结构，其特征在于，所述凸筋邻近所述过线孔的内壁面设置有凸台，所述凸台与所述定位槽的内壁面转动连接，所述凸台还与所述油封抵接。

3.如权利要求2所述的肘部结构，其特征在于，所述凸台通过轴承与所述定位槽的内壁面转动连接。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的肘部结构，其特征在于，所述壳体还设置有第一注油孔和贯通孔，所述第一注油孔和所述贯通孔对应所述减速器设置，所述第一注油孔和所述贯通孔间隔设置。

5.如权利要求4所述的肘部结构，其特征在于，定义竖直于地面的方向为上下方向，所述第一注油孔和所述贯通孔呈上下方向间隔设置。

6.如权利要求4所述的肘部结构，其特征在于，所述贯通孔对应所述减速器的周缘设置。

7.如权利要求4所述的肘部结构，其特征在于，所述壳体设置有多个第一注油孔；

且/或，所述壳体设置有多个贯通孔。

8.一种机械臂，其特征在于，包括：

第一安装件，所述第一安装件设置有让位孔；

第二安装件，所述第二安装件与所述第一安装件连接，并与所述第一安装件间隔形成定位槽，所述第二安装件对应所述安装槽设置有避让孔；以及

如权利要求1至7中任意一项所述的肘部结构，所述肘部结构位于所述定位槽内，所述肘部结构的减速器与所述第一安装件转动连接，所述减速器的输出轴穿设于所述让位孔，所述肘部结构的凸筋与所述第二安装件转动连接，所述过线孔与所述避让孔对应设置。

9.如权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述第二安装件包括与所述第一安装件连接的构件和过线套筒，所述构件设置有连通所述定位槽的安装孔，所述过线套筒穿设于所述安装孔，所述过线套筒与所述肘部结构的凸筋转动连接，所述过线套筒设置有所述避让孔；

且/或，所述第一安装件设置有第二注油孔，所述第二注油孔对应所述减速器设置；

且/或，所述机械臂还包括有至少一个薄壁轴承，所述薄壁轴承设于所述过线套筒的避让孔内。

10.一种机器人，其特征在于，包括控制电路和多个如权利要求8所述的机械臂，相邻两个所述机械臂之间通过所述机械臂的肘部结构传动连接，所述控制电路与多个所述机械臂电连接。

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