CN114193470A - 铰接组件、转动调节组件及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连接部件技术领域，提供一种铰接组件、转动调节组件及机器人。其中，铰接组件包括第一转动驱动件、第一轴体、第二轴体、传动轮组及铰接件，第一转动驱动件设置有第一输出轴；第一轴体与第一输出轴相固定并设置有第一齿部；第二轴体设置有第二齿部；传动轮组包括偶数个传动齿轮，一个传动齿轮与第一齿部啮合传动，另一个传动齿轮与第二齿部啮合传动，相邻传动齿轮之间啮合传动；铰接件与第一转动驱动件的机壳固定连接并与第一轴体和第二轴体均转动连接；第一轴体适于绕第二轴体的轴线转动。本发明提出的铰接组件，实现双轴铰接，通过设置传动轮组使第一齿部与第二齿部的径向尺寸可调节，可调节铰接组件的厚度，结构简单且适用范围更广。

Description

铰接组件、转动调节组件及机器人

技术领域

本发明涉及连接部件技术领域，尤其涉及铰接组件、转动调节组件及机器人。

背景技术

在机器设备、车辆及门窗等行业中，铰接为连接两个部分的常用方式。受到铰接结构限制，两个部分连接后存在体积较大、外形较笨重以及占用空间大等问题。

对于机器人行业而言，随着机器人以及人工智能技术的发展，机器人技术的发展不再局限于工业机器人，也逐渐聚焦于服务机器人上，许多结合了人工智能技术的服务机器人进入了人们的生活。相关技术中，受到机器人连接部位的结构限制，机器人存在体积较大、外形较笨重以及占用空间大等问题，难以满足用户对于服务机器人的要求。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种铰接组件，通过设置传动轮组，可调节第一齿部与第二齿部的径向尺寸，进而调节铰接组件的厚度，结构简单且适用范围更广。当铰接组件应用于机器人中，能够解决机器人体积较大、外形较笨重以及占用空间大的问题，可实现机器人的折叠，且折叠后的机器人外形小巧，可缩小机器人所占用的空间，适于提供结构更加合理的服务机器人。

本发明还提出一种转动调节组件。

本发明还提出一种机器人。

根据本发明第一方面实施例的铰接组件，包括：

第一转动驱动件，设置有第一输出轴；

第一轴体，与所述第一输出轴相固定，并设置有第一齿部；

第二轴体，设置有第二齿部；

传动轮组，包括偶数个传动齿轮，一个所述传动齿轮与所述第一齿部啮合传动，另一个所述传动齿轮与所述第二齿部啮合传动，相邻所述传动齿轮之间啮合传动；

铰接件，与所述第一转动驱动件的机壳固定连接，与所述第一轴体和所述第二轴体均转动连接；

在所述第二轴体固定的情况下，所述第一轴体适于绕所述第二轴体的轴线转动。

根据本发明实施例的铰接组件，在第一齿部与第二齿部之间设置传动轮组，在第一齿部与第二齿部的间距不变的情况下，可缩小第一齿部与第二齿部的径向尺寸，通过传动轮组进行传动，可调节铰接组件的厚度，使得铰接组件的厚度可灵活调节，铰接组件的适用范围更广。

根据本发明的一个实施例，所述第一轴体的轴线、所述第二轴体的轴线与所述传动齿轮的轴线形成曲面。

根据本发明的一个实施例，所述第一齿部与所述第二齿部的半径和齿数均相同，所有所述传动齿轮的半径和齿数均相同。

根据本发明的一个实施例，所述传动齿轮通过传动轴与所述铰接件转动连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一齿部、所述第二齿部以及所述传动轮组设置在两个固定连接的所述铰接件之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一轴体与所述第二轴体之间连接有用于助力所述第一轴体相对于所述第二轴体转动的第一助力件。

根据本发明的一个实施例，还包括与所述铰接件固定连接的第一壳体，所述第一壳体包围所述第一转动驱动件、所述第一齿部、所述第二齿部、所述传动轮组与所述铰接件。

根据本发明的一个实施例，所述第一壳体长度方向的两端均设置所述第一轴体、所述第二轴体、所述传动轮组与所述铰接件。

根据本发明的一个实施例，所述第一壳体限制出用于安装功能部件的安装腔。

本发明第二方面实施例的转动调节组件，包括：

至少两个层件；

如上所述的铰接组件，两个相邻的所述层件中，一个固定连接所述第一轴体，另一个固定连接所述第二轴体，所述铰接组件适于驱动两个所述层件相对转动，以使所述层件在折叠位置与打开位置之间切换。

根据本发明实施例的转动调节组件，通过铰接组件连接相邻的层件，可实现两个层件的转动折叠或转动打开，铰接组件的厚度可根据层件的需求进行调节，使得转动调节组件的结构灵活，可适用的范围广泛。

根据本发明的一个实施例，在所述折叠位置，相邻所述层件的相对表面相贴合。

根据本发明的一个实施例，至少一个所述层件为板件，所述铰接组件的厚度小于或等于所述板件的厚度。

根据本发明的一个实施例，三个及以上的所述层件通过所述铰接组件依次连接，多个所述铰接组件的减速比相同。

本发明第三方面实施例的机器人，包括机体和如上所述的转动调节组件，所述转动调节组件的一个所述层件的第一侧与所述机体连接，与所述第一侧相对的第二侧通过所述铰接组件连接另一个所述层件。

根据本发明实施例的机器人，机体连接转动调节组件，转动调节组件可作为机器人的折叠机身，通过转动调节实现机器人高度方向的升降调节，以使机器人的高度可灵活调节，适用于不同的应用场景，以及不同升高的用户，有助于优化用户体验。

根据本发明的一个实施例，所述机体连接有转动组件，所述转动组件包括：

第二转动驱动件，设置有机壳和第二输出轴，所述机壳固定于机体；

第三轴体，固定连接于所述层件的第一侧，并设置有第三齿部；

第四齿部，设置于所述第二输出轴。

根据本发明的一个实施例，所述转动组件还包括适于助力所述第四齿部转动的第二助力件，所述第二助力件的一端铰接所述第四齿部，另一端铰接所述机体。

根据本发明的一个实施例，所述转动调节组件与所述机体中的至少一个设置有人机交互模块。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

根据本发明实施例的铰接组件，包括第一转动驱动件、第一轴体、第二轴体、传动轮组以及铰接件，第一转动驱动件、第一轴体、第二轴体与铰接件配合实现双轴铰接，在第一齿部与第二齿部之间设置传动轮组，在第一齿部与第二齿部的间距不变的情况下，可缩小第一齿部与第二齿部的径向尺寸，进而调节铰接组件的厚度，铰接组件的厚度可灵活调节，铰接组件的适用范围更广。

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

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的机器人处于折叠状态的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的转动调节组件中第一层件和第二层件通过铰接组件连接的立体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的转动调节组件中第一层件和第二层件通过铰接组件连接的正视结构示意图，图中，铰接组件的部分部件未显示；

图4是本发明实施例提供的转动调节组件中第二层件与铰接组件连接的立体结构示意图，图中，铰接组件的部分部件未显示；

图5是图4中A处的局部放大结构示意图；

图6是本发明实施例提供的转动调节组件中第二层件的立体结构示意图；第一层件的结构亦可参考此图；

图7是本发明实施例提供的机器人中机体与第二层件通过转动组件连接的结构示意图，图中转动组件的第二壳体未示意；

图8是本发明实施例提供的机器人中转动组件的立体结构示意图；

图9是本发明实施例提供的机器人中第二层件与转动组件连接的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的机器人的机体的左前方视角立体结构示意图；

图11是本发明实施例提供的机器人的机体的右后方视角立体结构示意图；

图12是本发明实施例提供的机器人的第一打开状态的立体结构示意图；

图13是本发明实施例提供的机器人的第二打开状态的立体结构示意图；

图14是本发明实施例提供的机器人的第三打开状态的立体结构示意图；

图15是本发明实施例提供的机器人的第四打开状态的立体结构示意图；

图16是本发明实施例提供的机器人的第五打开状态的立体结构示意图；

图17是本发明实施例提供的机器人的第六打开状态的立体结构示意图；

图18是本发明实施例提供的机器人的第七打开状态的立体结构示意图；

图19是本发明实施例提供的机器人的第八打开状态的立体结构示意图；

图20是本发明实施例提供的机器人的第九打开状态的立体结构示意图；

附图标记：

100、铰接组件；110、第一转动驱动件；120、第一轴体；121、第一齿部；122、第一轴承；130、第二轴体；131、第二齿部；132、第二轴承；140、传动轮组；141、第一传动齿轮；142、第二传动齿轮；143、第三轴承；144、第四轴承；145、第一传动轴；146、第二传动轴；150、铰接件；151、连接柱；160、第一壳体；161、安装腔；170、连接筋；

200、第一层件；210、第一支耳；220、第二支耳；

300、第二层件；310、第三支耳；320、第四支耳；330、第五支耳；340、第六支耳；

400、转动组件；410、第二转动驱动件；411、第四齿部；420、第三轴体；421、第三齿部；430、第二助力件；440、第一支撑座；450、第二支撑座；460、安装座；470、传动杆；

500、机体；510、驱动轮；520、万向轮；530、雷达；540、距离传感器；550、防跌落传感器；560、摄像头；570、充电组件及回充传感器；

600、人机交互模块；700、转动调节组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实施例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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明第一方面的实施例，提供一种铰接组件，铰接组件100可用于多种铰接连接的场合，如铰接开合或铰接升降，下述实施例以铰接组件100应用于机器人的升降调节为例进行说明，其中，铰接组件100连接两个层件，两个层件通过相对转动进行升降调节。

参考图1至图6所示，铰接组件包括：第一转动驱动件110、第一轴体120、第二轴体130、传动轮组140和铰接件150，第一转动驱动件110设置有第一输出轴；第一轴体120与第一输出轴相固定，第一轴体120设置有第一齿部121；第二轴体130设置有第二齿部131；传动轮组140包括偶数个传动齿轮，一个传动齿轮与第一齿部121啮合传动，另一个传动齿轮与第二齿部131啮合传动，相邻传动齿轮之间啮合传动；铰接件150与第一转动驱动件110的机壳固定并与第一轴体120和第二轴体130均转动连接，，在第二轴体130固定的情况下，第一轴体120适于绕第二轴体130的轴线转动。

在第二轴体130保持固定时，第一转动驱动件110提供转动作用力，并带动第一轴体120转动，第一轴体120上的第一齿部121通过啮合传动将转动作用力传递到传动轮组140，传动轮组140中的一个传动齿轮与第二轴体130上第二齿部131啮合传动，传动齿轮之间啮合传动，并通过与第二齿部131相啮合的传动齿轮，将转动作用力传递到第二轴体130，由于第二轴体130保持固定，则第一轴体120绕第二轴体130转动。其中，每个传动齿轮均绕其转动轴线转动，且传动齿轮随第一轴体120相对于第二轴体130转动。其中，铰接件150与第一转动驱动件110的机壳固定，铰接件150通过与第一轴体120和第二轴体130转动连接，在第一轴体120相对于第二轴体130转动的过程中，铰接件150的两端均进行转动调节并带动第一转动驱动件110同步转动，可实现双轴铰接。

在第一轴体120的轴线与第二轴体130的轴线之间距离较大时，通过设置传动轮组140，可缩小第一齿部121和第二齿部131的半径。通过将第一齿部121和第二齿部131的半径缩小，则垂直于第一平面的方向，可以理解为铰接组件100的厚度方向，尺寸变小，即铰接组件100的厚度变小；其中，第一平面为：第一轴体120的轴线与第二轴体130的轴线所在平面。也就是，在满足传动需求的情况下，通过设置传动轮组140，可调节铰接组件100的厚度，结构简单且传动稳定性好。传动齿轮设置偶数个，能确保第一齿部121和第二齿部131的转向相反，以实现第一轴体120与第二轴体130的相对转动。

需要说明的是，第一转动驱动件110可以为减速电机或马达等可提供转动驱动力的部件。第一轴体120与第一输出轴可以为一体式结构，也就是第一轴体120可作为第一转动驱动件110的一部分；或者，第一轴体120与第一输出轴可以为可拆卸连接的两个部件，具体可根据需要设置。第一齿部121与第二齿部131中的至少一个可以为齿轮；或，第一齿部121与第二齿部131中的至少一个为具有沿预设半径分布的传动齿的轮体，此处啮合传动部位对应的中心角需要大于或等于第一轴体120相对于第二轴体130转动的角度；第一齿部121可与第一轴体120一体成型或可拆卸连接，第二齿部131可与第二轴体130一体成型或可拆卸连接。传动齿轮上的传动齿可以沿周向均匀分布，或者，传动齿设置在周向的局部区域，传动齿轮上传动齿的布置方式不限，满足传动需求即可。上述与铰接件150转动连接的部件，可通过轴承与铰接件150转动连接，设置轴承可减小转动摩擦，使得铰接组件100的转动调节更加顺滑；当然，铰接件150与各个部件的转动连接不限于设置轴承，还可以设置为轴直接安装于铰接件150的孔。

本实施例的铰接组件100为双轴铰链结构，可实现两个部件的转动调节，并配合传动轮组140，可调节铰接组件100的厚度，使得铰接组件100的应用范围更广。

以铰接组件100应用于机器人为例，参考图1至图3所示，铰接组件100连接第一层件200和第二层件300，也就是，第一轴体120与第一层件200固定连接，第二轴体130与第二层件300固定连接。第一层件200与第二层件300的转动调节范围为180°，此时，第一齿部121的啮合传动部位的中心角需大于或等于180°，传动齿轮的传动齿需在周向均匀分布，第二齿部131的啮合传动部位的中心角需大于或等于180°。如图4和图5所述，传动轮组140包括两个传动齿轮，分别为第一传动齿轮141和第二传动齿轮142，能够达到调节第一齿部121和第二齿部131的半径的作用，结构简单，且方便拆装。但传动齿轮的数量不限于两个，还可以为四个、六个等，具体可根据需要选择。

铰接组件100可驱动第一层件200相对于第二层件300转动打开，实现第一层件200相对于第二层件300上升，铰接组件100还可以驱动第一层件200相对于第二层件300转动复位，实现第一层件200相对于第二层件300的折叠；通过调整铰接组件100的厚度，可使得处于折叠状态的第一层件200可贴合于第二层件300，机器人的整体稳定性更好，外观整体性更强。

可以理解的是，如图4和图5所示，第一轴体120的轴线、第二轴体130的轴线与传动齿轮的轴线形成曲面，也就是，第一轴体120的轴线、第二轴体130的轴线和传动齿轮的轴线不共面。第一轴体120、传动齿轮以及第二轴体130错位设置，在空间较小的情况下，可适当增大第一齿部121、第二齿部131以及传动齿轮的径向尺寸，进而保证第一齿部121、第二齿部131以及传动齿轮的结构强度以及承载能力，有助于延长铰接组件100的使用寿命。

如图4和图5所示，第一传动齿轮141与第二传动齿轮142的轴线所在的第二平面，与第一轴体120和第二轴体130的轴线所在的第一平面相平行，方便定位和安装。

可以理解的是，如图4和图5所示，第一齿部121与第二齿部131的半径和齿数均相同，第一传动齿轮141和第二传动齿轮142的半径和齿数均相同。

当铰接组件100连接第一层件200和第二层件300，第一齿部121和第二齿部131所承载的作用力相近，第一齿部121与第二齿部131的半径和齿数相同，使得第一齿部121与第二齿部131的寿命相近，结构简单且方便配件。同理，第一传动齿轮141与第二传动齿轮142所承载的作用力相近，第一传动齿轮141与第二传动齿轮142的半径和齿数相同，结构简单且方便配件。

其中，第一齿部121和第二齿部131的半径大于第一传动齿轮141和第二传动齿轮142的半径，避免第一传动齿轮141和第二传动齿轮142的半径过大而影响铰接组件100的厚度，也使得第一齿部121和第二齿部131的承载能力大于第一传动齿轮141和第二传动齿轮142，有助于延长铰接组件100的使用寿命。

当传动齿轮的数量为大于2的偶数时，可设置为所有的传动齿轮的半径和齿数均相同，方便配件。

需要说明的是，第一齿部121和第二齿部131可以选用同一型号的齿轮，所有传动齿轮可以选用同一型号的齿轮，方便拆装和配件。

可以理解的是，传动轮组140的传动齿轮通过传动轴与铰接件150转动连接，传动齿轮的安装方式简便，且传动稳定性好。

传动轴可通过轴承与铰接件150连接。传动齿轮与传动轴相固定，传动齿轮与传动轴为一体式结构或可拆卸连接，一体式结构方便拆装，可拆卸连接方便独立更换零件，具体可根据需要选择。

当然，传动齿轮不限于与铰接件150转动连接，当铰接组件包括第一壳体，第一壳体固定连接轴件，传动齿轮转动连接于此轴件(图中未示意)，实现传动齿轮的转动传动，此时传动齿轮可通过轴承转动连接于此轴件。其他能够实现传动齿轮的传动功能的安装方式亦可，传动齿轮的安装方式可根据需要选择。

可以理解的是，如图4的右侧所示，第一齿部121、第二齿部131以及传动轮组140设置在两个固定连接的铰接件150之间。两个铰接件150可起到保护第一齿部121、第二齿部131以及传动轮组140的作用，并且两个铰接件150同步转动，使得第一齿部121、第二齿部131以及传动轮组140的两侧结构对称。

其中，如图4所示，第一齿部121、第二齿部131以及传动轮组140的两侧均设置铰接件150，其中图4左侧有一个铰接件150未显示。两个铰接件150的形状、尺寸可相同或不同。

可以理解的是，第一轴体120与第二轴体130之间连接有用于助力第一轴体120相对于第二轴体130转动的第一助力件(图中未示意)。

在第一轴体120相对于第二轴体130转动打开之前，第一助力件的回复力与第一轴体120的转动方向一致，以通过回复力助力第一轴体120转动，可为第一转动驱动件110提供辅助作用力。当然，在第一轴体120相对于第二轴体130转动折叠时，第一转动驱动件110需要克服第一助力件的阻力。

第一助力件可以为卷簧、扭簧等零件，第一助力件可起到转动助力的作用即可，具体的结构形式不限。第一助力件可以连接在第一轴体120与第二轴体130的表面，或者，第一助力件连接在第一齿部121和第二齿部131之间。

可以理解的是，结合图2至图4所示，图2中示意了第一壳体160包围第一转动驱动件110、第一齿部121、第二齿部131、传动轮组140与铰接件150，图3和图4显示了第一壳体160的局部结构以及第一壳体160内各个部件的位置关系。

铰接组件100还包括与铰接件150固定连接的第一壳体160，第一壳体160包围第一转动驱动件110、第一齿部121、第二齿部131、传动轮组140与铰接件150。第一壳体160起到保护其内零部件的作用，也使得铰接组件100形成模块化结构，铰接组件100的整体性更强。

其中，第一轴体120和第二轴体130伸出第一壳体160，以便第一轴体120与第一层件200的轴孔固定连接，第二轴体130与第二层件300的轴孔连接，方便拆装。当然，第一轴体120还可以与第一层件200的轴结构连接，第二轴体130可以与第二层件300的轴结构连接，具体的安装方式不限。

可以理解的是，如图3和图4所示，第一壳体160长度方向的两端均设置第一轴体120、第二轴体130、传动轮组140与铰接件150，使得铰接组件100的两端均可实现双轴铰接，保证两端同步运动。

其中，长度方向可以理解为第一轴体120与第二轴体130的轴向。

第一转动驱动件110可仅设置在第一壳体160的一端，一个第一转动驱动件110可同时驱动两个第一轴体120分别相对于对应的第二轴体130转动，此时第一壳体160两端的铰接件150固定连接，以保证第一壳体160两端的第一轴体120同步转动。

需要说明的是，当第一壳体160的每端均设置两个铰接件150，也就是第一齿部121、第二齿部131以及传动轮组140均设置在两个固定连接的铰接件150之间，即第一壳体160内设置四个铰接件150，靠近第一壳体160中心的两个铰接件150固定连接，以使第一壳体160两端的运动状态保持同步。其中，靠近第一壳体160中心的两个铰接件150固定连接，可通过第一壳体160内表面凸出的连接筋170实现，实现两个铰接件150的固定连接以及铰接件150与第一壳体160的固定连接，结构简单且可减少零部件，简化装配工序。当然，靠近第一壳体160中心的两个铰接件150固定连接，还可以通过独立于第一壳体160的连接杆进行连接，铰接件150与第一壳体160通过其他结构固定，如焊接、卡接等。

当然，还可以在第一壳体160的两端分别设置第一转动驱动件110，铰接组件100的两端独立驱动，此时需要使两个第一转动驱动件110保持同步。

可以理解的是，参考图3和图4所示，第一壳体160限制出用于安装功能部件的安装腔161。第一壳体160限制出的一部分空间用于安装第一转动驱动件110、第一齿部121、第二齿部131、传动轮组140与铰接件150，第一壳体160限制出的另一部分空间可称之为安装腔161，安装腔161内可灵活安装用户所需的功能部件。

安装腔161可用于安装照明器件、传感器、摄像头以及播放器等部件，如互动传感器，使得铰接组件100集成有多种功能，铰接组件100的适用范围更加广泛。当铰接组件100应用于机器人，进一步提高此机器人的适用场景及人群。

上述实施例的铰接组件100，厚度可根据需要调节，结构简单且适用于多种应用环境。

下面，以铰接组件100应用于转动调节组件700，以驱动转动调节组件700的层件在折叠位置与打开位置切换，为例进行说明。

本发明第二方面的实施例，如图2至图5所示，提供一种转动调节组件，包括：多个层件及上述实施例中的铰接组件100。两个相邻的层件中，一个固定连接第一轴体，另一个固定连接第二轴体，铰接组件适于驱动相邻的层件相对转动，以使层件在折叠位置与打开位置之间切换。

其中，层件的数量可根据需要设置，相邻层件通过铰接组件依次连接。

如图2和图3所示，以层件设置两个为例进行说明，分别称为第一层件200和第二层件300，第一层件200设置有第一安装位；第二层件300设置有第二安装位；第一轴体120固定于第一安装位，第二轴体130固定于第二安装位，铰接组件100适于驱动第一层件200相对于第二层件300转动，以使第一层件200在折叠位置与打开位置之间切换。

第一层件200的一侧与第二层件300通过铰接组件100连接，折叠位置可以理解为第一层件200的另一侧向第二层件300靠拢，在折叠位置，第一层件200可与第二层件300形成预设夹角，预设夹角可根据需要选择。打开位置可以理解为第一层件200的另一侧远离第二层件300，第一层件200与第二层件300的夹角大于预设夹角，打开位置可以有多个位置。如预设夹角为0°，折叠位置为第一层件200平行于第二层件300，折叠位置可以为第一层件200贴合于第二层件300，打开位置可以为第一层件200垂直于第二层件300、第一层件200与第二层件300成180°夹角等，此时，第一层件200与第二层件300可实现高度方向(第一轴体120的轴向为水平方向)或水平方向(第一轴体120的轴向为竖直方向)的打开。

其中，第一安装位可以为轴孔或轴体，第一轴体120固定于轴孔内或与轴体固定；同理，第二安装位可以为轴孔或轴体，第二轴体130固定于轴孔内或与轴体固定。第一层件200与第二层件300可以为板件或机械臂等结构，第一层件200与第二层件300的结构可以相同或不同，第一层件200与第二层件300的结构形式不限。此处，第一层件200与第二层件300的描述仅为了区分相对位置，不限定具体结构及方位。

本实施例的转动调节组件，通过上述实施例中的铰接组件100进行转动调节，则具有上述中的有益效果，具体可参见上述内容，此处不再赘述。同时，第一层件200与第二层件300在折叠位置与打开位置之间切换，使得第一层件200与第二层件300可调节的角度范围广。

当转动调节组件700应用于机器人，机器人闲置状态，可将第一层件200和第二层件300折叠，使得机器人占用空间明显缩小，使机器人实现小型化。机器人在使用状态，可将第一层件200与第二层件300调节至相垂直或打开180°，使机器人的高度升高或水平方向面积增大，方便用户与机器人进行交互。

本实施例以及下述实施例，以第一层件200和第二层件300为结构相同的板件为例进行说明，可参考2、图3所示的两个板件通过铰接组件100连接，图12至图20所示，三个板件通过铰接组件100连接。

可以理解的是，参考图1所示，在折叠位置，第一层件200与第二层件300的相对表面相贴合。在折叠位置，第一层件200与第二层件300所占用的体积明显缩小，且外观形状紧凑，有助于产品外观的简约化设计。

可以理解的是，第一层件200与第二层件300中的至少一个为板件，板件的结构简单，板件的厚度可根据需要调节。如图2所示，第一层件200与第二层件300均为板件。铰接组件100的厚度小于或等于板件的厚度，避免铰接组件100的外表面凸出于板件的表面，有助于转动调节组件700的外观结构平整且简洁。

如图1和图2所示，铰接组件100的厚度等于板件的厚度。结合图1与图20，在第一层件200与第二层件300打开为180°时，铰接组件100的外表面与板件的外表面可对齐，使得转动调节组件700的外观结构平整且简洁，转动调节组件700的整体性强。

可以理解的是，层件设置三个及以上，相邻层件之间再通过铰接组件100连接，即三个及以上的层件通过铰接组件100依次转动连接，结构简单且可灵活调节。也就是，转动调节组件700包括多个层件，使得转动调节组件可升降调节的范围更广。

可以理解的是，如图12至图20所示，层件设置三个及以上，相邻层件之间再通过铰接组件100连接，多个铰接组件100的减速比相同，使得每个层件的转动调节速度相同。当同时调节多个层件时，可保证每个层件的转动速度均相同，也就是多个层件可稳定的同步升降调节，用户体验好。

其中，多个铰接组件100的减速比相同，可通过设置结构完全相同的铰接组件；或者，不限定其他结构参数，但第一齿部121与第二齿部131的半径和齿数相同，以及第一传动齿轮141和第二传动齿轮142的半径和齿数相同，保证各层同步传动。

下面，结合图4和图5所示，第一层件200的一侧(称为第一连接侧)与第二层件300的一侧(称为第二连接侧)通过铰接组件100连接，进行具体说明。

第一层件200的第一连接侧的两端分别设置第一支耳210和第二支耳220，第一安装位为设置在第一支耳210与第二支耳220的轴孔，第一支耳210与铰接组件100一端的第一轴体120固定连接，第二支耳220与铰接组件100另一端的第一轴体120固定连接，其中一个第一轴体120与第一转动驱动件110的第一输出轴固定连接，第一轴体120与铰接件150通过第一轴承122连接，第一轴体120设置第一齿部121(可为齿轮)。第二层件300的第二连接侧的两端分别设置第三支耳310和第四支耳320，第二安装位为设置在第三支耳310与第四支耳320的轴孔，第三支耳310与铰接组件100一端的第二轴体130固定连接，第四支耳320与铰接组件100另一端的第二轴体130固定连接，第二轴体130与铰接件150通过第二轴承132连接，第二轴体130设置第二齿部131(可为齿轮)。第一齿部121、第二齿部131和铰接件150均设置在第一壳体160内，第一壳体160可相对于第二轴体130转动。

铰接组件100的两端均设置有传动轮组140，传动轮组140包括第一传动齿轮141和第二传动齿轮142，第一齿部121、第一传动齿轮141、第二传动齿轮142与第二齿部131依次排列，且其轴线不共面，形成一组四齿轮传动铰链结构。第一齿部121与第二齿部131的齿数一致，第一传动齿轮141和第二传动齿轮142的齿数一致。第一传动齿轮141固定于第一传动轴145，第一传动轴145通过第三轴承143连接于铰接件150，第二传动齿轮142固定于第二传动轴146，第二传动轴146通过第四轴承144连接于铰接件150。

铰接组件100的两侧均设置两个铰接件150，同侧的铰接件150通过连接柱151固定连接，结构稳定性好，方便定位第一齿部121、第二齿部131、第一传动齿轮141和第二传动齿轮142。

第二层件300固定时，第二轴体130和第二齿部131固定，第一转动驱动件110开启并提供转动驱动力，第一齿部121、第一传动齿轮141和第二传动齿轮142均相对于第二齿部131转动，可驱动第一层件200绕第二轴体130的轴线转动。即，当第一层件200处于打开位置，第一层件200与铰接件150同时相对于第二层件300打开；当第一层件200处于折叠位置，第一层件200与铰接件150同时相对于第二层件300折叠，也就是第一层件200与铰接件150能实现同时运动或者相对静止的状态。

第一层件200与第二层件300可均为板件，三个及以上的板件通过铰接组件100依次连接，则板件的结构以及相邻两个板件之间的位置调节均可参考上述内容。

上述实施例的转动调节组件700可作为机器人的折叠机身，相邻的层件之间设置铰接组件100，每个铰接组件100设置独立的转动驱动件，以便对每个层件进行独立调节，可提供更多的运动姿态，增加交互的可能性和灵活性。层件与铰接组件100均可形成独立模块，机器人可根据需要安装一层、两层、三层或四层，提高了机器人的可扩展性和标准化设计程度。

本发明第三方面的实施例，结合图1至图20所示，提供一种机器人，包括机体500和上述实施例中的转动调节组件700，转动调节组件700的一个层件的第一侧与机体500连接，与第一侧相对的第二侧通过铰接组件100连接另一个层件。转动调节组件700具有上述的有益效果，则机器人具有上述的有益效果，此处不再赘述。

结合上述转动调节组件700的实施例中第一层件200和第二层件300，机体500连接第二层件300的第一侧，第二层件300的第二侧通过铰接组件100连接第一层件200。

转动调节组件700可固定连接于机体500或转动连接于机体500，具体可根据需要选择。

本实施例的机器人，在机体500的上方连接有转动调节组件700，转动调节组件700的各个部件可通过转动调节来打开以升高或折叠以降低，升降高度范围大，可适应不同高度人群的应用需求。

可以理解的是，机体500连接有转动组件400，转动组件400连接机体500与第二层件300，通过转动组件400可驱动转动调节组件700整体进行转动调节。

如图7至图9所示，转动组件400包括：第二转动驱动件410、第三轴体420和第四齿部411，第二转动驱动件410的机壳固定于机体500，第二转动驱动件410设置有第二输出轴，第四齿部411设置于第二输出轴；第三轴体420固定连接于第二层件300的第一侧并设置有第三齿部421。

第二转动驱动件410可为减速电机或马达。第二转动驱动件410用于驱动第四齿部411转动，第四齿部411与第三齿部421啮合传动，使得第三轴体420相对于第二输出轴转动，也就是第二层件300相对于机体500转动，则实现了转动调节组件700相对于机体500转动。

其中，如图8所示，转动组件400包括第二壳体，第二壳体将第二转动驱动件410、第三齿部、第四齿部、第一支撑座440及第二支撑座450包围在其内，第三轴体420伸出第二壳体以与第二层件300连接。第二转动驱动件410的机壳固定于机体500上的第一支撑座440，第一支撑座440与第二支撑座450固定连接，第一支撑座440位于两个第二支撑座450之间，第一支撑座440的一端与第二支撑座450之间设置一组第四齿部411与第三齿部421，第一支撑座440的另一端与第二支撑座450之间也设置一组第四齿部411与第三齿部421。其中一个第四齿部411连接于第二转动驱动件410的第二输出轴，第二转动驱动件410用于驱动此第四齿部411，另一个第四齿部411固定连接于第一支撑座440与第二支撑座450中的至少一个，可保证第二层件300两端同步运动。

如图6和图8所示，第二层件300第一侧的两端设置第五支耳330和第六支耳340，与第四齿部411啮合传动的第三齿部421固定于第三轴体420，两个第三轴体420分别固定连接于第五支耳330和第六支耳340，两个第三轴体420通过传动杆470固定连接，用于确保两组齿轮传动同步。

可以理解的是，转动组件400还包括适于助力第四齿部411转动的第二助力件430，第二助力件430的一端铰接第四齿部411，另一端铰接机体500。第二助力件430的另一端可铰接于机体500上的固定件或机体本身。如第一支撑座440铰接第二助力件430。在第二转动驱动件410启动以驱动第二层件300打开时，第二助力件430的回复力用于助力第四齿部411转动，以辅助转动调节组件700相对于机体500展开。在第二转动驱动件410启动以驱动第二层件300折叠时，需克服第二助力件430的回复力。

其中，第二助力件430可以为弹簧、阻尼器等多种可在轴向压缩和复位部件。第二助力件430可以为氮气弹簧，在机体500驱动转动调节组件700展开时，提供辅助动力，可有效降低对第二转动驱动件410的扭矩要求，并在转动调节组件700相对于机体500展开和折叠时提供一定的缓冲。

当第二转动驱动件410驱动转动调节组件700相对于机体500转动展开时，第三齿部421连接气弹簧的一端，气弹簧用于辅助转动调节组件700相对于机体500展开，在转动调节组件700相对于机体500折叠时，需克服气弹簧的阻力；气弹簧的另一端连接在安装座460上，安装座460固定连接于第一支撑座440。其中，气弹簧与第三齿部421和安装座460铰接。

可以理解的是，转动调节组件700与机体500中的至少一个设置有人机交互模块600，实现交互功能。

当人机交互模块600设于转动调节组件700，通过转动调节组件700的各个部件在折叠位置与打开位置之间切换，可调节人机交互模块600的高度，适于与不同身高的人群交互。其中，人机交互模块600可设置在转动调节组件700最上层的层件，或任意一个层件。当人机交互模块600设于机体500，则人机交互模块600的稳定性更好。

人机交互模块600可包含可触摸显示屏、摄像头、麦克风、音响或上位机芯片等检测及电子器件，人机交互模块600的具体零部件配置可根据需要设置。

可以理解的是，如图10和图11所示，机体500包括电池、主控板、驱动电机及驱动轮510、万向轮520、雷达530、距离传感器540、防跌落传感器550、摄像头560、充电组件及回充传感器570以及防撞组件等部件，机体500的功能全面。当然，机体500还可以设置其他功能器件，具体可根据需要选择。通过设置驱动轮510和万向轮520，使得机体500可灵活运动，可在任何家具环境及位置下与人进行交互。

上述实施例中的机器人为主动式可折叠升降的机器人，可用于家庭服务、商业服务或工业生产，适用范围广。

参考图1及图12至图20所示，机器人包括机体500以及设置在机体500上方的转动调节组件700。转动调节组件700分为三个层件，分别为上层件、下层件和中层件，转动调节组件700的上层件设置人机交互模块600，下层件与机体500相连，中层件连接上层件和下层件。转动调节组件700的实施例可参见上述内容，此处不再赘述。

下面对转动调节组件700的下层件与机体500连接的转动组件400进行说明。

当第二转动驱动件410带动转动调节组件700相对于机体500展开时，第四齿部411与第三齿部421通过啮合传动，带动固定连接有第三齿部421的下层件转动，则转动调节组件700可整体随下层件转动。

当然，在第二转动驱动件410提供转动作用力时，铰接组件100中的第一转动驱动件110可提供转动作用力，则转动调节组件700中的一层或多层也可同时转动进行打开或折叠调节。可通过调节第一转动驱动件110与第二转动驱动件410的转动方向，来调整转动调节组件700的升降状态，具体调节方式可根据需要设置。

参考图12至图20所示，以转动调节组件700(折叠机身)包括上层件、中层件和下层件为例，展示了机器人的典型运动状态。其中，图12示意了转动调节组件700的上层件打开锐角角度，其他部件保持折叠；图13示意了转动调节组件700的上层件打开至垂直状态，其他部件保持折叠；图14示意了转动调节组件700的上层件与中层件保持垂直状态，中层件相对于下层件打开锐角角度，其他部件保持折叠状态；图15示意了转动调节组件700的上层件打开至与机体500垂直，上层件与中层件呈钝角角度，中层件相对于下层件打开锐角角度；图16示意了转动调节组件700的上层件和中层件打开至共面状态且均垂直于机体500；图17示意了转动调节组件700的上层件与中层件形成夹角，中层件与下层件形成夹角，下层件与机体500形成夹角；图18与图17的区别在于，转动调节组件700的上层件垂直于机体500；图19与图18的区别在于，转动调节组件700的上层件和中层件共面且均垂直于机体500；图20示意了转动调节组件700的上层件、中层件和下层件共面且均垂直于机体500。

结合图12至图20所示，机器人展开后的最大高度与折叠后的高度比可达3倍以上，解决因身高差异而不便与机器人进行交互的问题，高度匹配性更好，交流体验更好，受用人群更广；折叠后占用空间小，可有效融入各种家庭空间及风格，利于在家庭环境下使用。通过设置双轴的铰接组件100，机器人的每一层可以独立运动，各层之间也可组合进行复合运动，运动形态丰富，灵活度高；通过对铰接组件100的厚度设计，可以实现机身折叠和展开时外形的完美贴合，造型简洁；铰接组件100可设置为独立模块，层件与铰接组件100可结合形成独立模块，方便进行模块扩展或者替换，提高机器人的适用人群和范围。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (15)

1.一种铰接组件，其特征在于，包括：

第一转动驱动件，设置有第一输出轴；

第一轴体，与所述第一输出轴相固定，并设置有第一齿部；

第二轴体，设置有第二齿部；

传动轮组，包括偶数个传动齿轮，一个所述传动齿轮与所述第一齿部啮合传动，另一个所述传动齿轮与所述第二齿部啮合传动，相邻所述传动齿轮之间啮合传动；

铰接件，与所述第一转动驱动件的机壳固定连接，与所述第一轴体和所述第二轴体均转动连接；

在所述第二轴体固定的情况下，所述第一轴体适于绕所述第二轴体的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的铰接组件，其特征在于，所述第一轴体的轴线、所述第二轴体的轴线与所述传动齿轮的轴线形成曲面。

3.根据权利要求1所述的铰接组件，其特征在于，所述第一齿部与所述第二齿部的半径和齿数均相同，所有所述传动齿轮的半径和齿数均相同。

4.根据权利要求1所述的铰接组件，其特征在于，所述传动齿轮通过传动轴与所述铰接件转动连接。

5.根据权利要求1所述的铰接组件，其特征在于，所述第一齿部、所述第二齿部以及所述传动轮组设置在两个固定连接的所述铰接件之间。

6.根据权利要求1所述的铰接组件，其特征在于，所述第一轴体与所述第二轴体之间连接有用于助力所述第一轴体相对于所述第二轴体转动的第一助力件。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的铰接组件，其特征在于，还包括与所述铰接件固定连接的第一壳体，所述第一壳体包围所述第一转动驱动件、所述第一齿部、所述第二齿部、所述传动轮组与所述铰接件，所述第一壳体长度方向的两端均设置所述第一轴体、所述第二轴体、所述传动轮组与所述铰接件。

8.一种转动调节组件，其特征在于，包括：

至少两个层件；

权利要求1至7中任意一项所述的铰接组件，两个相邻的所述层件中，一个固定连接所述第一轴体，另一个固定连接所述第二轴体，所述铰接组件适于驱动所述层件相对转动，以使所述层件在折叠位置与打开位置之间切换。

9.根据权利要求8所述的转动调节组件，其特征在于，在所述折叠位置，相邻所述层件的相对表面相贴合。

10.根据权利要求8所述的转动调节组件，其特征在于，至少一个所述层件为板件，所述铰接组件的厚度小于或等于所述板件的厚度。

11.根据权利要求8所述的转动调节组件，其特征在于，三个及以上的所述层件通过所述铰接组件依次连接，多个所述铰接组件的减速比相同。

12.一种机器人，其特征在于，包括机体和权利要求8至11中任意一项所述的转动调节组件，所述转动调节组件的一个所述层件的第一侧与所述机体连接，与所述第一侧相对的第二侧通过所述铰接组件连接另一个所述层件。

13.根据权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述机体连接有转动组件，所述转动组件包括：

第二转动驱动件，第二转动驱动件的机壳固定于机体，设置有第二输出轴；

第三轴体，固定连接于所述层件的第一侧，并设置有第三齿部；

第四齿部，设置于所述第二输出轴。

14.根据权利要求13所述的机器人，其特征在于，所述转动组件还包括适于助力所述第四齿部转动的第二助力件，所述第二助力件的一端铰接所述第四齿部，另一端铰接所述机体。

15.根据权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述转动调节组件与所述机体中的至少一个设置有人机交互模块。

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