CN205989346U - 机器人及其连接装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开机器人及其连接装置。所述机器人包括底座、安装于底座上的身体、以及连接装置，所述底座内设置有电机，所述身体内设置有控制器，所述连接装置包括连接件以及设置于连接件内的导电滑环，所述连接件与底座的输出转轴以及身体固定相连，所述导电滑环包括转子以及位于转子内的定子。所述导电滑环的定子与电机通过导线电性连接，使得定子与电机之间的导线始终保持静止；转子固定于连接件内随连接件和身体同步转动，转子与身体内的控制器通过导线电性连接，使得转子与身体之间的导线相对身体静止，因此机器人的身体可以以任意方向、任意速度持续转动，而不会造成导线打结或弯折。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及机器人，特别是涉及机器人的底座与身体之间的连接装置。
【背景技术】
机器人通常由身体以及支撑身体的底座构成，其中底座内设置有电机；身体可转动地连接于底座上，身体内包含电池和控制器，底座内的电机和身体内的电池、控制器之间通过导线连接，实现供电和控制信号传输，电机转动驱动身体相对底座旋转，宏观的效果为机器人转动身体。然而，身体相对底座连续转动时，容易造成导线打结或弯折。
【发明内容】
有鉴于此，提供一种机器人，其底座与身体之间设有连接结构，能有效避免导线打结或弯折。
一种机器人的连接装置，用于机械并电性连接机器人的底座与身体，包括连接件以及设置于连接件内的导电滑环，所述连接件与底座的输出转轴以及身体固定相连，所述导电滑环包括转子以及位于转子内的定子，转子与身体电性连接，定子与底座电性连接，所述转子固定于连接件内随连接件同步转动。
一种机器人，包括底座、安装于底座上的身体、以及上述连接装置，所述底座内设置有电机，所述身体内设置有控制器，所述导电滑环的转子与身体内的控制器通过导线电性连接，定子与电机通过导线电性连接。
相较于现有技术，本实用新型机器人通过在底座与身体之间设置连接装置，连接装置包括连接件以及设置于连接件内的导电滑环，连接件实现机械连接，导电滑环形成电气连接，导电滑环的定子与电机之间的导线始终保持静止，导电滑环的转子与身体之间的导线相对身体静止，因此机器人的身体可以以任意方向、任意速度持续转动，而不会造成导线打结或弯折。
【附图说明】
下面结合附图，参照具体实施例对本实用新型的机器人及其连接装置进行具体说明。
图1是根据本实用新型一实施例的机器人的结构示意图。
图2是图1所示机器人的爆炸图。
图3是图1所示机器人的连接件的立体放大图。
图4是图3所示连接件的俯视图。
图5是图3所示连接件的剖视图。
图6是连接装置的装配关系示意图。
【具体实施方式】
如图1和图2所示，根据本实用新型一实施例的机器人包括底座10、身体20、以及连接装置30。其中，底座10内设置有电机，用于驱动身体20转动。身体20包括躯干22与外壳24，其中躯干22类似于人体骨骼，外壳24则包覆在躯干22上，相当于人体皮肤。所述躯干22上设置有电池和控制器，电池用于对底座10内的电机供电，控制器则输出控制信号给电机，控制电机的启停、转速、转向等。所述连接装置30包括连接件32以及设置于连接件32内的导电滑环34，其中连接件32机械连接底座10与身体20，导电滑环34电性连接底座10内的电机与身体20内的电池、控制器等。
如图2所示，本实施例中所述底座10的整体外形呈圆柱状，其底端端面为平面，可以稳固地置放于平坦的物体上，如地面、桌面等。一输出转轴12由所述底座10的顶端端面的中央向外穿出至底座10之外，用于与连接件32固定连接，进而带动连接件32以及与之连接的身体20同步转动。所述输出转轴12可以是电机的输出轴，也可以是与电机的输出轴相啮合的齿轮、蜗轮蜗杆等传动机构的输出轴。经由齿轮、蜗轮蜗杆等减速传动后，输出转轴12输出给机器人的身体20的扭矩可以大幅提高。本实施例中，所述输出转轴12为空心轴，导线穿过输出转轴12并连接电机与导电滑环34。
所述导电滑环34包括转子、以及设置于转子内的定子。对于现有导电滑环，通常外壳称为定子，内部称为转子，而本专利申请中所采用的导电滑环34，其外壳需要随身体20一起旋转，而其内部则连接到底座10为静止状态，因此在本专利申请中统一称呼导电滑环34的外壳和内部分别为转子和定子。
其中，定子的底端与电机通过导线相连；转子的顶端通过导线与身体20内的电池、控制器等相连。本实施例中，所述导电滑环34设置于连接件32内，其转子与连接件32形成紧配合，在输出转轴12带动连接件32转动时，导电滑环34的转子随连接件32同步转动，同时定子与底座10保持相对静止状态，从而与转子形成相对旋转。
可以理解地，所述转子也可通过其它方式，如胶粘、卡扣等方式与连接件32固定相连。本实施例中，导电滑环34需要传输电源正负极、两相四线步进电机4路控制信号，总共6路通道，优选地采用2路地、2路正、4路控制的8路导电滑环34，其可以选用市面上的现有结构，为简化图式，其具体结构形态在图示中未示出。
如图3至图5所示，在本实施例中，所述连接件32整体呈中空柱状，其内部沿轴向由下向上顺序形成有第一孔36、第二孔38、第三孔40，分别容纳输出转轴12、导电滑环34、以及身体20的连接部26。
其中，所述第一孔36、第二孔38为圆孔，第一孔36的直径小于第二孔38，两者之间形成第一台阶37。第一孔36的直径不小于输出转轴12的外径，第一孔36的孔壁的轴向中央沿径向向内突出形成有用于在轴向上与输出转轴12抵顶定位的环缘42，所述环缘42的内径与输出转轴12的内径相当。所述环缘42与连接件32的底端端面的轴向距离略大于输出转轴12伸出底座10的顶端端面的高度。在将连接件32安装至底座10上时，连接件32的底端环套输出转轴12，输出转轴12伸入至第一孔36内，连接件32的环缘42叠置于输出转轴12的顶端端面上，连接件32的底端端面与底座10的顶端端面之间形成微小的缝隙，避免连接件32随输出转轴12转动时与底座10产生摩擦。
本实施例中，所述环缘42上形成有轴向的固定孔44，对应地，所述输出转轴12的顶端端面上形成有连接孔14。固定件，如螺钉、铆钉等，穿设于对应的固定孔44与连接孔14内将连接件32与输出转轴12连接为一体。本实施例中，所述固定孔44与连接孔14均为2个，对称设置。在其它实施例中，固定孔44与连接孔14也可以是3个或更多，可以沿周向均匀分布，从而受力更为均衡。本实施例中，固定孔44与连接孔14均为M2螺孔，M2x8螺丝穿过连接件32的环缘42的固定孔44后螺合于输出转轴12的连接孔14内。为确保空心的输出转轴12的强度，同时便于导线的穿设以及和螺丝的安装，所述输出转轴12的壁厚不小于5mm，内径约为12mm。
所述导电滑环34紧配于第二孔38内并定位于第一台阶37上。本实施例中，所述导电滑环34的转子的外径与第二孔38的直径相当。在其它实施例中，为保证结合的紧密性，转子的外径可以略大于第二孔38的直径。所述导电滑环34的轴向高度小于第二孔38的轴向深度，从而导电滑环34的顶端与第三孔40之间具有一定的轴向距离，便于导线连接导电滑环34的转子与电池、控制器。所述导电滑环34的底端定位于第一台阶37上，其内部的定子在轴向上呈悬空状，与输出转轴12间隔一定距离，便于导线连接定子与电机。
所述第三孔40大致为方孔，宽度略小于第二孔38的直径，两者之间在第三孔40的角落位置形成第二台阶39。机器人的身体20的连接部26插接于第三孔40内并定位于第二台阶39上。所述身体20的连接部26可以是欧标2020T型槽铝型材，所述连接件32的上端的壁面上形成有横向的穿孔46，T型螺钉穿过所述穿孔46与身体20的型材相连，将身体20与连接件32连接为一体，从而身体20随连接件32同步转动。所述连接件32在第三孔40的相对两侧分别形成一倒L形的狭槽48，所述狭槽48由连接件32的顶端的壁面横向向内贯穿至与第三孔40连通，然后折弯沿纵向(即轴向)向下延伸至与第二孔38连通。如此，与导电滑环34的转子相连的导线可以经由狭槽48向外引出，不会与第三孔40内的身体20的连接部26形成干涉，影响电气安全。
所述第一孔36、第二孔38及第三孔40的形状及尺寸不限定必须为本实施例中的形状及尺寸，在其它实施例中，第一孔36、第二孔38及第三孔40的形状及尺寸可以根据所选择的输出转轴12、导电滑环34及身体20的连接部26的形状来合理确定，只要能实现连接件32机械连接底座10与身体20的形状都可以。
本实用新型机器人在使用时，身体20内的电池对电机供电，电机在控制器的控制信号的作用下按预定速度、方向转动，通过输出转轴12带动与之连接的连接件32转动，进而带动身体20旋转。由于设置连接装置30，其连接件32实现机械连接，导电滑环34形成电气连接，导电滑环34的定子与电机之间的导线始终保持静止，导电滑环34的转子、身体20、转子与身体20之间的导线同步转动，转子与身体20之间的导线相对身体20静止，因此机器人的身体20可以以任意方向、任意速度持续转动，而不会造成导线打结或弯折，保证机器人的电气安全与使用寿命。
本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种机器人的连接装置，用于机械并电性连接机器人的底座与身体，其特征在于：所述连接装置包括连接件以及设置于连接件内的导电滑环，所述连接件与底座的输出转轴以及身体固定相连，所述导电滑环包括转子以及位于转子内的定子，转子与身体电性连接，定子与底座电性连接，所述转子固定于连接件内随连接件同步转动。
2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述导电滑环紧配于连接件内。
3.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述连接件的底端内形成有第一孔用于容纳输出转轴，第一孔的轴向中央沿径向向内突出形成有用于在轴向上与输出转轴抵顶定位的环缘。
4.如权利要求3所述的连接装置，其特征在于，所述环缘上形成有轴向的固定孔，所述输出转轴的顶端形成有对应的连接孔，固定件穿设于对应的固定孔与连接孔内将连接件固定连接至输出转轴上。
5.如权利要求3所述的连接装置，其特征在于，所述连接件在第一孔的上方形成有第二孔，所述第二孔的直径大于第一孔，两者之间形成第一台阶，所述导电滑环装配于第二孔内并定位于第一台阶上。
6.如权利要求5所述的连接装置，其特征在于，所述导电滑环的定子悬空，与输出转轴在轴向上相间隔。
7.如权利要求5所述的连接装置，其特征在于，所述连接件在第二孔的上方形成有第三孔用于插接身体的连接部，所述第三孔为方孔，第三孔与第二孔之间在对应第三孔的角落位置处形成第二台阶，用于在轴向上对身体的连接部定位。
8.如权利要求7所述的连接装置，其特征在于，所述第三孔的两侧形成有倒L形的狭槽，所述狭槽由连接件的顶端的壁面横向向内贯穿至与第三孔连通，并折弯沿轴向向下延伸至与第二孔连通，用于容纳电气连接导电滑环的转子与身体的导线。
9.如权利要求7所述的连接装置，其特征在于，所述连接件的顶端壁面上形成有穿孔用于固定连接插接于第三孔内的身体的连接部。
10.一种机器人，包括底座以及安装于底座上的身体，所述底座内设置有电机，所述身体内设置有控制器，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的连接装置，所述导电滑环的转子与身体内的控制器通过导线电性连接，所述导电滑环的定子与电机通过导线电性连接。
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| CN109278539A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-01-29 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种轮式机器人全向移动底盘 |
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| CN111283728A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 北京欣奕华科技有限公司 | 一种应用于移动机器人的传输连接装置 |
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- 2016-05-23 CN CN201620474236.3U patent/CN205989346U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant |