CN210100029U - 一种机器人头部转动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人头部转动机构，其包括旋转轴、至少一个滚珠轴承、上连接轴套、下连接轴套和调节盖板；上连接轴套和下连接轴套分别套在所述齿轴的上端以及下端；所述上连接轴套和下连接轴套之间具有间隙，齿轴的轮齿处于上连接轴套和下连接轴套之间，上连接轴套固定有旋转驱动件，通过旋转驱动件带动齿轴转动，齿轴通过调节盖板带动机器人头部转动，通过旋转角度限位机构限制所述机器人头部的正转和反转以及机器人头部的转动范围。

Description

一种机器人头部转动机构

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人头部转动机构。

背景技术

服务机器人是一种半自主或全自主的机器人，能从事有益于人类的服务工作。服务机器人技术作为战略性高技术，发展主要趋势为智能化。其中，仿人机器人的身体动作越来越接近人体动作，例如头部转动、手臂各关节像人体一样运动等。

如何提供一种服务机器人头部的自动转动结构，能使机器人头部稳定精确地模仿人体头部左右转动，提高机器人自动化程度，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

现有中国专利公开号为CN205497498U的《一种机器人及其头部转动机构》，其包括与机器人的头部固定连接的头部连接件，头部连接件设有第一连接孔；与机器人的躯干固定连接的躯干连接件，躯干连接件设有与第一连接孔相对应的第二连接孔；同时插装于第一连接孔和第二连接孔的转轴，第一连接孔和所述转轴之间设有周向定位结构、以使头部连接件与转轴一起转动，第二连接孔空套在转轴外周、以使转轴在所述第二连接孔内自由转动；设置在机器人的躯干内的驱动部件，所述驱动部件与所述转轴传动连接，这种结构在控制机器人头部旋转角度，需要依靠比较复杂的电路控制，同时机器人头部在旋转的稳定性不高。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种机器人头部转动机构，用于解决现有控制机器人头部旋转角度，需要依靠比较复杂的电路控制，且旋转稳定性不高的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种机器人头部转动机构，其特征在于，包括：

旋转轴，其外壁设置有周向设置的轮齿，所述旋转轴的下端具有定位盘；

至少一个滚珠轴承，所述的滚珠轴承套设于旋转轴的上端；

上连接轴套；其套设于滚珠轴承上，所述上连接轴套固定有旋转驱动件，所述旋转驱动件连接有传动齿轮，所述传动齿轮与所述旋转轴上的轮齿啮合；

下连接轴套；所述下连接轴套设置有套在所述定位盘上的限位凹槽；

调节盖板，其固定在旋转轴的上端面。

优选地，还包括旋转角度限位机构，其包括至少一个限位块和两个触点开关，所述限位块固定在调节盖板上，且所述的限位块处于两个触点开关之间并与两个所述触点开关可活动接触，两个所述触点开关用于控制所述旋转驱动件的旋转方向，当所述限位块与两个中任意一个触点开关接触时，与限位块接触的触点开关控制旋转驱动改变旋转方向。

优选地，所述的限位块的数量为两个，分别对应两个所述触点开关。

优选地，两个所述触点开关固定于上连接轴套上，并相隔预设弧度。

优选地，所述旋转轴轴向设置有第一限位通槽，所述第一限位通槽具有至少三处沿旋转轴径向向外凹陷的凹陷部。

优选地，滚珠轴承的数量为两个，并间隔设置在旋转轴的上端，所述上连接轴套同时套在两个滚珠轴承上。

优选地，所述上连接轴套包括中空的第一外盘和从第一外盘的上端面的上延伸的上边沿和从支撑盘的下端面向下延伸的下边沿，所述的上边沿、下边沿分别套在两个所述滚珠轴承上。

优选地，所述下连接轴套包括第二外盘，所述第二外盘的上端面往上延伸有限位边沿，所述限位边沿与所述第二外盘围成所述限位凹槽。

优选地，所述限位凹槽具有截面形状与第一限位通槽截面形状相同的第二限位通槽。

优选地，所述定位盘为具有缺口的圆盘，所述限位凹槽的形状适配所述定位盘的形状。

本发明中上连接轴套和下连接轴套分别套在所述齿轴的上端以及下端；所述上连接轴套和下连接轴套之间具有间隙，齿轴的轮齿处于上连接轴套和下连接轴套之间，上连接轴套固定有旋转驱动件，通过旋转驱动件带动齿轴转动，齿轴通过调节盖板带动机器人头部转动，通过旋转角度限位机构限制所述机器人头部的正转和反转以及机器人头部的转动范围。

附图说明

图1为实施例中机器人头部转动机构的立体结构示意图。

图2为实施例中机器人头部转动机构的爆炸示意图。

图3为实施例中机器人头部转动机构的俯视图。

图4为实施例中机器人头部转动机构的侧视图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1-图4，本发明公开了一种机器人头部转动机构，其包括旋转轴3、至少一个滚珠轴承4、上连接轴套5、下连接轴套2和调节盖板6；所述上连接轴套5具有旋转驱动件9，所述旋转驱动件9驱动所述旋转轴3转动；在本次实施例中吗，所述旋转驱动件9可正转和反转，因此，所述旋转驱动件9可带动所述旋转轴3正转或反转；具体的说，机器人的头部直接或间接固定在旋转轴3上，通过所述旋转驱动件9驱动所述旋转轴3，实现驱动机器人头部的转动。

其中，旋转轴3的外壁设置有周向设置的轮齿31，所述旋转驱动件9连接有传动齿轮10，所述传动齿轮10与所述旋转轴3上的轮齿31啮合；在本次实施例中，所述旋转驱动件9为可正反转的电机，该电机固定在上连接轴套5上。

所述旋转轴3的下端具有定位盘32；所述定位盘32大致呈圆形，具体的说，所述定位盘32为具有缺口的定位盘32。

下连接轴套2具有限位凹槽21，所述限位凹槽21的结构形状适配所述定位盘32的结构形状，所述定位盘32伸入所述限位凹槽21中，所述限位凹槽21用于限定旋转轴3与下连接轴套2的相对位置，当所述旋转驱动件9驱动所述旋转轴3时，所述下连接轴套2随所述旋转轴3一起转动。

至少一个滚珠轴承4，所述的滚珠轴承4套设于旋转轴3的上端，所述上连接轴套5套在所述旋转轴3上，如此一来，当所述旋转驱动件9驱动所述旋转轴3时，旋转轴3与所述上连接轴套5发生相对转动。

调节盖板6固定在旋转轴3的上端面，所述调节盖板6与外接的机器人头部连接，当所述旋转轴3转动时，带动调节盖板6转动，进而带动所述机器人头部转动。

调节盖板6通过固定螺丝1固定在旋转轴3的上端面。

机器人头部旋转机构还包括旋转角度限位机构，旋转角度限位机构包括至少一个限位块7和两个触点开关8，所述限位块7固定在调节盖板6上，且所述的限位块7处于两个触点开关8之间并与两个所述触点开关8可活动接触，两个所述触点开关8用于控制所述旋转驱动件9的旋转方向，当所述限位块7与两个中任意一个触点开关8接触时，与限位块7接触的触点开关8控制旋转驱动改变旋转方向。

具体的说，限位块7固定在调节盖板6上，调节盖板6转动时，带动所述限位块7转动，当调节盖板6旋转到一定的角度时(即机器人头部旋转到一定角度时)，所述限位块7触碰到其中一个触点开关8，触点开关8便控制所述旋转驱动件9的旋转方向发生改变，此时，调节盖板6的转动方向也发生改变，机器人头部回转，当机器人头部回转到预设角度时，限位块7会触碰到另一触点开关8，该触点开关8也控制所述旋转驱动件9的旋转方向发生改变，机器人头部再次换向转动。

也就是说，两个触点开关8，一个控制旋转驱动件9正转，另个控制所述旋转驱动件9反转，也即，一个触点开关8控制所述机器人头部正转，另一个触点开关8控制所述机器人头部反转。

所述的限位块7的数量为两个，分别对应两个所述触点开关8。

两个所述触点开关8固定于上连接轴套5上，并相隔预设弧度，因两个限位块7处于两个触点开关8之间，因此，机器人头部的旋转角度范围在上述预设范围之内。

所述触点开关8设置有缓冲弹片81，缓冲弹片81可产生一定形变，当所述限位块7接触所述缓冲垫片时，触点开关8控制所述旋转驱动件9换向，旋转驱动件9转动换向时，旋转驱动件9首先需要减慢旋转速度直到零再换旋转方向的过程，这个过程中，机器人头部还是会按照原本旋转方向转动，缓冲弹片81的形变可满足机器人头部换向这一过程的行程要求。

所述旋转轴3轴向设置有第一限位通槽33，所述第一限位通槽33具有至少三处沿旋转轴3径向向外凹陷的凹陷部。

在本次实施例中，所述调节盖板6具有第三限位通槽61，所述第三通槽的截面形状与所述第一限位通槽33的截面形状相同。

滚珠轴承4的数量为两个，并间隔设置在旋转轴3的上端，所述上连接轴套5同时套在两个滚珠轴承4上，具体的说，设置有两个所述滚珠轴承4，可提高旋转轴3与所述上连接轴套5的同轴度。

所述上连接轴套5的具体结构，其包括中空的第一外盘51和从第一外盘51的上端面的上延伸的上边沿52和从第一外盘51的下端面向下延伸的下边沿53，所述的上边沿52、下边沿53分别套在两个所述滚珠轴承4上。

所述下连接轴套2的具体结构，其包括第二外盘22，所述第二外盘22的上端面往上延伸有限位边沿23，所述限位边沿23与所述第二外盘22围成所述限位凹槽21。

所述限位凹槽21具有截面形状与第一限位通槽33截面形状相同的第二限位通槽。

本机器人头部转动机构中，上连接轴套5和下连接轴套2分别套在所述旋转轴3的上端以及下端；所述上连接轴套5和下连接轴套2之间具有间隙，旋转轴3的轮齿31处于上连接轴套5和下连接轴套2之间，上连接轴套5固定有旋转驱动件9，通过旋转驱动件9带动旋转轴3转动，旋转轴3通过调节盖板6带动机器人头部转动，通过旋转角度限位机构限制所述机器人头部的正转和反转以及机器人头部的转动范围。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种机器人头部转动机构，其特征在于，包括：

旋转轴，其外壁设置有周向设置的轮齿，所述旋转轴的下端具有定位盘；

至少一个滚珠轴承，所述的滚珠轴承套设于旋转轴的上端；

上连接轴套；其套设于滚珠轴承上，所述上连接轴套固定有旋转驱动件，所述旋转驱动件连接有传动齿轮，所述传动齿轮与所述旋转轴上的轮齿啮合；

下连接轴套；所述下连接轴套设置有套在所述定位盘上的限位凹槽；

调节盖板，其固定在旋转轴的上端面。

2.根据权利要求1所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：还包括旋转角度限位机构，其包括至少一个限位块和两个触点开关，所述限位块固定在调节盖板上，且所述的限位块处于两个触点开关之间并与两个所述触点开关可活动接触，两个所述触点开关用于控制所述旋转驱动件的旋转方向，当所述限位块与两个中任意一个触点开关接触时，与限位块接触的触点开关控制旋转驱动改变旋转方向。

3.根据权利要求2所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：所述的限位块的数量为两个，分别对应两个所述触点开关。

4.根据权利要求3所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：两个所述触点开关固定于上连接轴套上，并相隔预设弧度。

5.根据权利要求1所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：所述旋转轴轴向设置有第一限位通槽，所述第一限位通槽具有至少三处沿旋转轴径向向外凹陷的凹陷部。

6.根据权利要求1所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：滚珠轴承的数量为两个，并间隔设置在旋转轴的上端，所述上连接轴套同时套在两个滚珠轴承上。

7.根据权利要求6所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：所述上连接轴套包括中空的第一外盘和从第一外盘的上端面的上延伸的上边沿和从支撑盘的下端面向下延伸的下边沿，所述的上边沿、下边沿分别套在两个所述滚珠轴承上。

8.根据权利要求1所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：所述下连接轴套包括第二外盘，所述第二外盘的上端面往上延伸有限位边沿，所述限位边沿与所述第二外盘围成所述限位凹槽。

9.根据权利要求5所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：所述限位凹槽具有截面形状与第一限位通槽截面形状相同的第二限位通槽。

10.根据权利要求1所述的一种机器人头部转动机构，其特征在于：所述定位盘为具有缺口的圆盘，所述限位凹槽的形状适配所述定位盘的形状。

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