CN220094644U - 一种机器人关节模组及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人关节模组及机器人，该机器人关节模组包括支撑架、旋转机构和限位机构；支撑架的一端通过第一安装板与第一操作杆连接，其另一端通过第二安装板与第二操作杆连接；旋转机构与支撑架连接，且通过连接件与第二安装板转动连接；限位机构包括限位螺钉、限位滑道和阻挡块，限位螺钉与旋转机构连接，限位滑道安装于第二安装板上，阻挡块卡接于限位滑道内，其中，限位滑道用于提供行程空间，以使阻挡块阻挡限位螺钉时沿限位滑道移动一定距离后停止。通过本申请，保证了机器人关节在正向或反向转动时转动角度能够大于180°，使得机器人关节能够达到一圈中的任意位置。

Description

一种机器人关节模组及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人关节模组及机器人。

背景技术

随着机器人行业的发展，机器人应用越来越广泛，对其性能的要求也越来越高。

目前，在机器人主臂领域中，主臂包括多个关节，各关节的转动角度皆通过相应的关节模组进行控制，在现有的关节模组中，通常使用防撞柱限制关节的转动角度，该防撞柱为固定设计，由于其存在一定厚度，导致关节限位角度小于180，并在正反转过程中无法到达一圈中的任意位置。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种机器人关节模组及机器人，以解决现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种机器人关节模组，包括支撑架、旋转机构和限位机构；

所述支撑架的一端通过第一安装板与第一操作杆连接，其另一端通过第二安装板与第二操作杆连接；

所述旋转机构与所述支撑架固定连接，且通过连接件与所述第二安装板转动连接，所述旋转机构用于带动所述第一操作杆相对于所述第二操作杆进行转动；

所述限位机构包括限位螺钉、限位滑道和阻挡块，所述限位螺钉与所述旋转机构连接，所述限位滑道安装于所述第二安装板上，所述阻挡块卡接于所述限位滑道内，其中，所述限位滑道用于提供行程空间，以使所述阻挡块阻挡所述限位螺钉时沿所述限位滑道移动一定距离后停止。

本实用新型的有益效果是：通过连接件将旋转机构与第二安装板转动连接，以及通过支撑架将旋转机构与第一安装板固定连接，以使旋转机构能够带动第一操作杆相对于第二操作杆进行转动，然后通过限位机构对旋转机构进行限位，即在旋转机构的过程中，通过限位滑道提供行程空间，以使阻挡块在阻挡限位螺钉时还能够沿限位滑道移动一定距离再停止，让旋转机构能够在行程空间内继续转动以增加机器人关节的转动角度，使得机器人关节在正向或反向转动时转动角度能够大于180°，且机器人关节在一圈中能够达到任意位置。

优选的，所述连接件为柱状结构，所述连接件的一端与所述第一安装板转动连接，其另一端与所述第二安装板固定连接。

优选的，所述旋转机构包括旋转座和承接轴，所述承接轴套设于所述连接件上，所述承接轴通过固定座与所述第二安装板连接，所述旋转座套设于所述承接轴上，所述旋转座与所述支撑架固定连接。

优选的，所述机器人关节模组还包括压紧件和阻尼结构，所述压紧件与所述承接轴活动连接，所述压紧件、所述阻尼结构、所述旋转座和所述固定座沿所述承接轴的轴向依次设置。

优选的，所述阻尼结构包括刚性垫片、弹性垫片和第二耐磨垫片，所述刚性垫片、所述弹性垫片和所述第二耐磨垫片依次位于所述压紧件和所述旋转座之间。

优选的，所述旋转座和所述固定座之间夹设有第一耐磨垫片，所述第一耐磨垫片套设于所述承接轴上。

优选的，所述限位滑道上开设有滑槽，所述限位滑道的滑槽为圆弧形结构。

优选的，所述固定座上一体连接有护线板，所述护线板上开设有第二过线口，所述第二过线口用于走线。

优选的，所述机器人关节模组还包括编码器，所述编码器的本体通过编码器安装座与所述第一安装板连接，且所述编码器的转轴通过联轴器与所述连接件固定连接。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种机器人，包括上述中所述的机器人关节模组。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的机器人关节模组的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的机器人关节模组的立体图；

图3为本实用新型第一实施例提供的机器人关节模组的主视图；

图4为本实用新型第一实施例提供的机器人关节模组的局部剖视图；

图5为本实用新型第一实施例提供的限位结构的结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的限位滑道和阻挡块的结构示意图。

主要元件符号说明：

10、支撑架；11、第一过线口；12、扎线口；13、螺纹安装孔；14、第一装饰壳；15、第二装饰壳；16、开槽；21、旋转座；22、承接轴；23、压紧件；24、刚性垫片；25、弹性垫片；26、第一耐磨垫片；27、第二耐磨垫片；31、限位螺钉；32、阻挡块；33、限位滑道；34、滑槽；35、凸起；36、卡槽；40、第一安装板；41、第一操作杆；50、第二安装板；51、第二操作杆；60、连接件；70、固定座；71、护线板；72、第二过线口；80、编码器；81、编码器安装座；82、转轴；83、控制板；84、后盖；85、联轴器；86、第二螺纹结构；87、第三螺纹结构。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图6，所示为本实用新型第一实施例中的机器人关节模组，包括支撑架10、旋转机构和限位机构。

其中：支撑架10的一端通过第一安装板40与第一操作杆41连接，其另一端通过第二安装板50与第二操作杆51连接，具体地，第一安装板40与支撑架10固定连接，第一操作杆41与第一安装板40固定连接，支撑架10与第二安装板50转动连接，第二安装板50与第二操作杆51固定连接；旋转机构与支撑架10固定连接，且通过连接件60与第二安装板50转动连接，使得旋转机构能够带动第一操作杆41相对于第二操作杆51进行转动；限位机构包括限位螺钉31和阻挡组件，限位螺钉31与旋转机构连接，其能够随旋转机构进行同步转动，阻挡组件与第二安装板50连接，当限位螺钉31随旋转机构进行单向转动时，阻挡组件能够阻挡限位螺钉31，从而限制旋转机构的转动角度。

需要说明的是，阻挡组件包括限位滑道33和阻挡块32，限位滑道33与通过固定座70与第二安装板50固定连接，具体地，连接件60的一端固定连接有支撑台，固定座70通过支撑台与第二安装板50固定连接，限位滑道33安装于固定座70上，阻挡块32卡接于限位滑道33的滑槽34内，且与限位滑道33滑动连接，可以理解的，限位滑道33的滑槽34为圆弧形结构，且为对称设计，该滑槽34的曲率中心与旋转机构的曲率中心重合，以适应限位螺钉31的转动路径。

可以理解的，限位螺钉31处于初始位置时，限位螺钉31位于滑槽34的对称面上，限位滑道33提供行程空间，以使限位螺钉31随旋转机构进行顺时针或逆时针转动时，限位螺钉31能够与阻挡块32接触，并带动阻挡块32沿滑槽34移动一定距离，直到阻挡块32碰到滑槽34的侧壁后再停止，进而实现对限位螺钉31的限位，从而限制旋转机构的转动，以使旋转机构在顺时针转动或逆时针转动时，转动角度皆能够大于180°，并限制旋转机构在单向上进行无限旋转，以此避免相关线缆被扯断的问题。

在本实施例中，阻挡块32为圆弧形结构，该阻挡块32的曲率半径与滑槽34的曲率半径相同，滑槽34的相对两侧侧壁上各设计有凸起35，阻挡块32两侧侧壁对应设计有卡槽36，并在阻挡块32上设置有倒角，起导向作用，使得阻挡块32压入滑槽34是更加顺滑，当阻挡块32压入滑槽34内时，凸起35会嵌入到卡槽36中，实现阻挡块32的限位，这即能保证阻挡块32在滑动过程中不会掉出来，有能保证其在滑槽34内顺利移动，可以理解的，这种结构还能够大大节省安装空间，简化零件个数，减轻零件重量，降低组装难度以及制作成本，特别适合空间狭小的机器人关节，也能适用于大型机器人，通用性较强。

在本实施例中，连接件60为柱状结构，连接件60的一端与第一安装板40转动连接，其另一端与第二安装板50固定连接。

在本实施例中，旋转机构包括旋转座21和承接轴22，承接轴22套设于连接件60上，承接轴22通过固定座70与第二安装板50连接，旋转座21套设于承接轴22上，旋转座21与支撑架10固定连接，其中，旋转座21、承接轴22、连接件60和固定座70的中心轴皆位于同一直线上，可以理解的，旋转座21相对于承接轴22进行转动时，能够通过支撑架10带动第一操作杆41进行同步转动。

在本实施例中，机器人关节模组还包括压紧件23和阻尼结构，阻尼结构套设于承接轴22上，压紧件23与承接轴22活动连接，压紧件23、阻尼结构、旋转座21和固定座70沿承接轴22的轴向依次设置，需要说明的是，该压紧件23为外六角螺母，在承接轴22的一端设有外螺纹，该压紧件23通过外螺纹与承接轴22螺纹连接，拧紧压紧件23，压紧件23会朝向旋转座21的方向移动，以压紧阻尼结构，使得阻尼结构与旋转座21之间形成阻尼力，当机器人关节无动力源时，机器人关节也不会掉落或坍塌。

在本实施例中，旋转座21和固定座70之间夹设有第一耐磨垫片26，第一耐磨垫片26套设于承接轴22上，可以理解的，阻尼结构包括刚性垫片24、弹性垫片25和第二耐磨垫片27，其中，刚性垫片24、弹性垫片25和第二耐磨垫片27依次位于压紧件23和旋转座21之间。

可以理解的，当拧紧压紧件23时，压紧件23会推动刚性垫片24沿承接轴22的轴向运动，刚性垫片24沿承接轴22的轴向压紧弹性垫片25和第二耐磨垫片27，使得第二耐磨垫片27和旋转座21之间形成阻尼力，从而实现对旋转座21的旋转阻尼效果。需要说明的是，压紧件23拧得越紧，阻尼力越大，这就可以实现机器人关节停止在任意姿态位置，不会掉落或坍塌。

在本实施例中，机器人关节模组还包括编码器80，编码器80用于对旋转机构的转动角度和转动方向进行侦测，即对机器人关节的关节转动角度和转动方向进行侦测。编码器80的本体通过编码器安装座81与第一安装板40固定连接，编码器80的转轴82通过联轴器85与连接件60固定连接，其中，编码器安装座81通过第一螺栓结构与第一安装板40固定连接。

可以理解的，固定座70不动，转动旋转座21，支撑架10、第一安装板40、编码器安装座81和编码器80皆会随着旋转座21一起转动，而编码器80的转轴82与连接件60固定连接，连接件60与固定座70固定连接，因此，编码器80的转轴82不会随旋转座21转动，这就实现了编码器80的转轴82相对于编码器80的旋转运动，即完成编码器80对旋转机构的转动角度和转动方向的侦测操作。

在本实施例中，编码器80的控制板83安装于第一安装板40上，该控制板83与编码器80安装板错开安装于第一安装板40上，以减少拆卸时零件之间的干扰性。支撑架10上设置有第一过线口11和扎线口12，固定座70上一体连接有护线板71，护线板71上设置有第二过线口72，通过将第一过线口11、扎线口12分别与第二过线口72进行配合使用，可以更好地走线。

在本实施例中，在支撑架10上设置有螺纹安装孔13，用于安装第一装饰壳14和第二装饰壳15，第一装饰壳14和第二装饰壳15组合形成容置空间，第一装饰壳14和第二装饰壳15为对半设计，以便后续维修，如需更换线缆时，只需要将这两个起到遮挡作用的装饰壳拆卸掉，而不用涉及到其他零部件拆卸，编码器安装座81的侧部设计有螺纹安装孔13，该螺纹安装孔13用于安装编码器80的后盖84。

在本实施例中，联轴器85的一端通过第二螺纹结构86与编码器80转轴82固定连接，其另一端也通过第三螺纹结构87与连接件60的连接，为方便安装和拆卸，将第二螺纹结构86的螺纹孔和第三螺纹结构87的螺纹孔皆露出，以便工具进行操作，可以理解的，当要断开编码器80的转轴82与连接件60之间的连接时，只需要利用工具松开第二螺纹结构86、第三螺纹结构87中任一处的螺钉即可，不涉及到其他零部件的拆卸。

在本实施例中，支撑架10为一体式设计，以提高支撑强度，减少零件种类，支撑架10的侧面设置有开槽16，预留了工具的操作空间，需要拧动压紧件23时，仅需要拆卸第二装饰壳15，即可伸入工具进行操作，不涉及到其他零部件的拆卸，操作简单，总体减小了后续维修难度。

在本实施例中，支撑架10、第一安装板40、编码器安装座81、控制板83等都是通过螺钉进行安装，且该螺钉安装附近都没有遮挡，可以独立拆卸或局部相关零件拆卸，以便单关节配件更换，不会影响到其他关节，总体减小了后续整机维护难度。该机器人关节模组组成零件的安装螺钉大部分裸露在外面，可以直接操作，这大大降低了拆装难度，极大提到了后期可维护性，同时该机器人关节模组整体设计比较紧凑，实用性广。

在具体实施时，通过连接件60将旋转机构与第二安装板50转动连接，以及通过支撑架10将旋转机构与第一安装板40固定连接，以使旋转机构能够带动第一操作杆41相对于第二操作杆51进行转动，然后通过限位机构对旋转机构进行限位，即在旋转机构的过程中，通过限位滑道33提供行程空间，以使阻挡块32在阻挡限位螺钉31时还能够沿限位滑道移动一定距离再停止，让旋转机构能够在行程空间内继续转动以增加机器人关节的转动角度，使得机器人关节在正向或反向转动时转动角度能够大于180°，机器人关节在一圈中能够达到任意位置。

需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的机器人关节模组只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的机器人关节模组实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。

本实用新型第二实施例中的机器人，包括第一实施例中的机器人关节模组。

需要指出的是，本实用新型第二实施例所提供的机器人关节模组，其实现原理及产生的一些技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

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实用新型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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机器人关节模组，其特征在于，包括支撑架、旋转机构和限位机构；

所述支撑架的一端通过第一安装板与第一操作杆连接，其另一端通过第二安装板与第二操作杆连接；

所述旋转机构与所述支撑架固定连接，且通过连接件与所述第二安装板转动连接，所述旋转机构用于带动所述第一操作杆相对于所述第二操作杆进行转动；

所述限位机构包括限位螺钉、限位滑道和阻挡块，所述限位螺钉与所述旋转机构连接，所述限位滑道安装于所述第二安装板上，所述阻挡块卡接于所述限位滑道内，其中，所述限位滑道用于提供行程空间，以使所述阻挡块阻挡所述限位螺钉时沿所述限位滑道移动一定距离后停止。

2.根据权利要求1所述的机器人关节模组，其特征在于，所述连接件为柱状结构，所述连接件的一端与所述第一安装板转动连接，其另一端与所述第二安装板固定连接。

3.根据权利要求1所述的机器人关节模组，其特征在于，所述旋转机构包括旋转座和承接轴，所述承接轴套设于所述连接件上，所述承接轴通过固定座与所述第二安装板连接，所述旋转座套设于所述承接轴上，所述旋转座与所述支撑架固定连接。

4.根据权利要求3所述的机器人关节模组，其特征在于，所述机器人关节模组还包括压紧件和阻尼结构，所述压紧件与所述承接轴活动连接，所述压紧件、所述阻尼结构、所述旋转座和所述固定座沿所述承接轴的轴向依次设置。

5.根据权利要求4所述的机器人关节模组，其特征在于，所述阻尼结构包括刚性垫片、弹性垫片和第二耐磨垫片，所述刚性垫片、所述弹性垫片和所述第二耐磨垫片依次位于所述压紧件和所述旋转座之间。

6.根据权利要求3所述的机器人关节模组，其特征在于，所述旋转座和所述固定座之间夹设有第一耐磨垫片，所述第一耐磨垫片套设于所述承接轴上。

7.根据权利要求1所述的机器人关节模组，其特征在于，所述限位滑道上开设有滑槽，所述限位滑道的滑槽为圆弧形结构。

8.根据权利要求1所述的机器人关节模组，其特征在于，所述固定座上一体连接有护线板，所述护线板上开设有第二过线口，所述第二过线口用于走线。

9.根据权利要求1所述的机器人关节模组，其特征在于，所述机器人关节模组还包括编码器，所述编码器的本体通过编码器安装座与所述第一安装板连接，且所述编码器的转轴通过联轴器与所述连接件固定连接。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的机器人关节模组。