CN220922462U - 关节模组和机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种关节模组，包括关节座和转动端，所述转动端可相对于所述关节座绕铰接轴的轴线转动；所述铰接轴与所述关节座为一体结构，或者，所述铰接轴与所述转动端为一体结构；所述关节座包括第一座体和第二座体，所述第二座体与所述第一座体固定连接，所述铰接轴的第一端的至少一部分和所述铰接轴的第二端的至少一部分分别位于所述第一座体和所述第二座体。本申请还提供了包括上述关节模组的一种机器人。本申请通过使关节模组的所述铰接轴与所述关节座或者与所述转动端为一体结构，有利于提高关节模组的装配精度和运动精度。所述关节座为分体式结构，使关节模组的装配更加便捷。

Description

关节模组和机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种关节模组和机器人。

背景技术

机器人的机械手要想实现更加灵活和复杂的自由度，以便能灵活精细地操作物体，在相应位置的关节需要有具备一定自由度，且能够实现对相应关节的灵活、可靠的驱动及控制。机械手一般具有多个关节模组，关节模组处通常具有一个或多个自由度。通过驱动所述关节模组的转动端转动可实现设定的相关自由度。如何提高关节模组的装配精度和运动控制精度是本领域技术人员所要考虑的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种关节模组和机器人。

本申请提供的一种关节模组,包括关节座和转动端，所述转动端可相对于所述关节座绕铰接轴的轴线转动；所述铰接轴与所述关节座为一体结构，或者，所述铰接轴与所述转动端为一体结构；所述关节座包括第一座体和第二座体，所述第二座体与所述第一座体固定连接，所述铰接轴的第一端的至少一部分和所述铰接轴的第二端的至少一部分分别位于所述第一座体和所述第二座体。

在本申请的一种实施例中，所述铰接轴的第一端与所述第一座体为一体结构；所述转动端上具有第一安装孔，所述第二座体上具有第二安装孔，所述铰接轴穿过所述第一安装孔，所述铰接轴的第二端的至少一部分位于所述第二安装孔。

在本申请的一种实施例中，所述关节模组还包括传感器；所述传感器的转子相对于所述转动端固定设置并与所述转动端一起转动；所述传感器的定子与所述铰接轴连接或者与所述第一座体连接，所述传感器的定子与所述铰接轴同轴设置。

在本申请的一种实施例中，所述转动端的所述第一安装孔与所述铰接轴之间设置有第一轴承。

在本申请的一种实施例中，所述铰接轴与所述转动端为一体结构；所述第一座体上具有第三安装孔，所述第二座体上具有第二安装孔，所述铰接轴的第一端的至少一部分可转动地设置在所述第三安装孔，所述铰接轴的第二端的至少一部分可转动地设置在所述第二安装孔。

在本申请的一种实施例中，所述关节模组还包括传感器；所述传感器的定子与所述关节座固定连接，所述传感器的转子与所述铰接轴连接并与所述铰接轴一起转动。

在本申请的一种实施例中，所述铰接轴与所述第二安装孔之间设置有第二轴承，和/或，所述铰接轴与所述第三安装孔之间设置有第二轴承。

在本申请的一种实施例中，所述关节模组还包括腱传动元件,所述腱传动元件与所述转动端连接并与所述转动端一起转动；所述腱传动元件具有腱导向部；传动腱被配置为固定在所述转动端或者所述腱传动元件上后，部分绕在所述腱导向部处；所述转动端受所述传动腱驱动可相对于所述关节座转动。在本申请的一种实施例中，所述关节座上还具有腱鞘安装部，所述腱鞘安装部被配置为用于对腱鞘的一端进行固定；所述传动腱还穿过所述腱鞘。

本申请还提供了一种机器人，包括驱动组件和如上所述的关节模组。

本申请的有益效果在于：

本申请提供的一种关节模组，通过使关节模组的所述铰接轴与所述关节座或者与所述转动端为一体结构，有利于提高关节模组的装配精度和运动控制精度。所述关节座为分体式结构，使关节模组的装配更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种关节模组的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种关节模组的剖视图；

图3为本申请实施例二提供的一种关节模组的结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的一种关节模组的剖视图。

其中，图中各附图标记：

转动端10、第一安装孔11、关节座20、第一座体21、第二座体22、第三安装孔23、第二安装孔24、铰接轴30、传感器41、传感器盖42、第一轴承51、第二轴承52、腱传动元件60、腱导向部61、凹槽62、传动腱70、腱鞘80、腱鞘安装部90。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，现对本申请提供的一种关节模组的结构进行说明。

实施例一

如图1-图2所示，本申请实施例提供的一种关节模组。

所述关节模组包括关节座20和转动端10。所述转动端10安装在所述关节座20上，所述转动端10可相对于所述关节座20绕铰接轴30的轴线转动。

在本申请中，所述关节座20为分体式结构，包括第一座体21和第二座体22，其中，所述第二座体22与所述第一座体21固定连接。如图2所示，当所述铰接轴30沿水平方式设置时，所述关节座20的所述第一座体21和所述第二座体22呈左右结构。所述铰接轴30的第一端的至少一部分位于所述第一座体21上。所述铰接轴30的第二端的至少一部分位于所述第二座体22。

在本实施例中，所述铰接轴30的第一端与所述关节座20相连接，所述铰接轴30与所述关节座20为一体结构。所述转动端10可绕所述铰接轴30转动。

与现有技术的所述铰接轴30、所述转动端10和所述关节座20三者为分体结构相比较，所述铰接轴30与所述关节座20为一体结构有利于提高关节模组的装配精度和运动控制精度。

在一个具体实施例中，所述铰接轴30的第一端与所述第一座体21为一体结构。所述转动端10上具有第一安装孔11，所述第二座体22上具有第二安装孔24。在安装所述转动端10时，所述铰接轴30穿过所述转动端10的所述第一安装孔11。之后再安装所述第二座体22，使所述铰接轴30的第二端的至少一部分位于所述第二安装孔24。再将所述第二座体22与所述第一座体21固定连接，例如，可通过紧固件(图中未示意出)将所述第二座体22固定在所述第一座体21上。

所述铰接轴30与所述第一座体21为一体结构，优选的，所述铰接轴30直接形成在所述第一座体21上，例如通过一体成型等加工工艺直接形成在所述第一座体21上；或者，作为替代的方案，也可以通过固定方式使所述铰接轴30相对于所述第一座体21固定设置。

进一步的，在所述转动端10的所述第一安装孔11与所述铰接轴30之间还设置有第一轴承51。所述第一轴承51优选为成对设置。

所述关节模组还包括传感器41。所述传感器41例如包括角度传感器41或角速度传感器41。

在本实施例中，所述传感器41的定子与所述铰接轴30连接或者与所述第一座体21连接，所述传感器41的定子与所述铰接轴30同轴设置。所述传感器41的转子相对于所述转动端10固定设置并与所述转动端10一起转动。

在一个具体实施例中，所述传感器41设置在所述关节模组上靠近所述第二座体22的一侧。所述铰接轴30的第二端的从所述第二安装孔24穿出，所述传感器41的定子与所述铰接轴30的第二端固定连接。

所述传感器41的转子定子相对于所述转动端10固定设置，例如，所述传感器41的转子与所述转动端10直接固定连接或者通过中间零件间接固定连接。当所述转动端10转动时，所述传感器41的转子与所述转动端10一起转动。在一个具体实施例中，所述传感器41还包括传感器盖42，所述传感器41的转子可固定在所述传感器盖42，所述传感器盖42与所述转动端10固定连接。

优选的，本申请的关节模组为腱传动方式关节模组，可通过腱传动带动所述转动端10转动。所述关节模组包括腱传动元件60,所述腱传动元件60与所述转动端10固定连接并与所述转动端10一起绕铰接轴30的轴线转动。所述腱传动元件60具有腱导向部61；所述传动腱70的一端被配置为固定在所述转动端10或者所述腱传动元件60上，或者，所述传动腱70的一端相对于所述转动端10固定后，所述传动腱70部分绕在所述腱导向部61处，传动腱70可在所述腱导向部61处顺滑地滑动。所述转动端10受所述传动腱70的驱动可相对于所述关节座20转动。本申请通过腱传动带动所述转动端10转动，与常规的驱动方式如连杆驱动方式或者齿轮驱动方式相比较，可实现远距离的动力传递，有利于在机械手相对较小的物理空间内布局。

在一个具体实施例中，所述腱导向部61的整体形状可以是圆形(半圆或者整圆)，所述腱导向部61可以为腱传动元件60上的凹槽62，凹槽62的横截面形状可以为U型、矩形、半圆形或者其它形状。

在一个具体实施例中，与所述转动端10固定连接的所述腱传动元件60可位于所述关节座20的外侧，具体可位于靠近所述第二座体22的一侧。腱传动元件60可通过紧固件与所述转动端10固定连接。优选的，所述腱传动元件60的中间位置设置有凹槽62，传感器41可被设置在凹槽62处。将角度传感器41设置在腱传动元件60的凹槽62处，有利于节省空间。

更进一步的，本申请的关节模组还包括腱鞘安装部90(图中未示意出)

所述腱鞘安装部90被配置为用于对腱鞘80的一端进行固定；所述传动腱70经所述腱导向部61后还穿过所述腱鞘80，所述传动腱70在腱鞘80内可沿轴向滑动。通过在传动腱70的外层套上腱鞘80，可对传动腱70进行保护；同时，可滑动地设置在腱鞘80中的所述传动腱70可随着腱鞘80挠性弯曲，通过腱鞘80约束所述传动腱70的走向。所述腱鞘安装部90可设置在关节座20上。

实施例二

如图3-图4所示，本申请实施例提供的一种关节模组。

所述关节模组包括关节座20和转动端10。所述转动端10安装在所述关节座20上，所述转动端10可相对于所述关节座20绕铰接轴30的轴线转动。

在本申请中，所述关节座20为分体式结构，包括第一座体21和第二座体22，其中，所述第二座体22与所述第一座体21固定连接。所述铰接轴30的第一端的至少一部分和所述铰接轴30的第二端的至少一部分分别位于所述第一座体21和所述第二座体22上。

与实施例一不同的是，在本实施例中，所述铰接轴30与所述转动端10为一体结构。所述转动端10和所述铰接轴30可绕所述铰接轴30的轴线转动。与现有技术的所述铰接轴30、所述转动端10和所述关节座20三者为分体结构相比较，所述铰接轴30与所述转动端10为一体结构有利于提高关节模组的装配精度和运动控制精度。

在一个具体实施例中，所述第一座体21上具有第三安装孔23，所述第二座体22上具有第二安装孔24。在安装所述铰接轴30与所述转动端10的一体结构时，使所述铰接轴30的第一端的至少一部分可转动地设置在所述第三安装孔23，所述铰接轴30的第二端的至少一部分可转动地设置在所述第二安装孔24。再将所述第二座体22与所述第一座体21固定连接，例如，可通过紧固件将所述第二座体22固定在所述第一座体21上。

所述铰接轴30与所述转动端10为一体结构，优选的，所述铰接轴30直接形成在所述转动端10上，例如通过一体成型等加工工艺直接形成在所述转动端10上；或者，作为替代的方案，也可以是通过固定方式使所述铰接轴30相对于所述转动端10固定设置。

进一步的，在所述铰接轴30与所述第二安装孔24之间设置有第二轴承52。进一步的，在所述铰接轴30与所述第三安装孔23之间设置有第二轴承52。

所述关节模组还包括传感器41。所述传感器41例如包括角度传感器41或角速度传感器41。

在本实施例中，所述传感器41的定子与所述关节座20固定连接，所述传感器41的转子与所述铰接轴30连接并与所述铰接轴30一起转动。

在一个具体实施例中，所述传感器41设置在所述关节座20的侧面，例如所述传感器41设置在所述第二座体22的侧面。所述铰接轴30的第二端的从所述第二安装孔24穿出，所述传感器41的转子与所述铰接轴30的第二端固定连接。或者，所述传感器41还可设置在所述第一座体21的侧面。

所述传感器41的定子相对于所述关节座20固定设置，所述传感器41的定子与所述关节座20直接固定连接或者通过中间零件间接固定连接。在一个具体实施例中，所述传感器41还包括传感器盖42，所述传感器41的定子可固定在所述传感器盖42，所述传感器盖42与所述关节座20固定连接。

优选的，本申请的关节模组为腱传动方式关节模组，可通过腱传动带动所述转动端10转动。所述关节模组包括腱传动元件60,所述腱传动元件60与所述转动端10固定连接并与所述转动端10一起绕铰接轴30的轴线转动。所述腱传动元件60具有腱导向部61；传动腱70的一端被配置为固定在所述转动端10或者所述腱传动元件60上后，所述传动腱70部分绕在所述腱导向部61处，传动腱70可在所述腱导向部61处顺滑地滑动。所述转动端10受所述传动腱70的驱动可相对于所述关节座20转动。腱传动带动所述转动端10转动，与常规的驱动方式如连杆驱动方式或者齿轮驱动方式相比较，可实现远距离的动力传递，有利于在机械手相对较小的物理空间内布局。

在一个具体实施例中，所述腱导向部61的整体形状可以是圆形(半圆或者整圆)，所述腱导向部61为腱传动元件60上的凹槽62，凹槽62的横截面形状可以为U型、矩形、半圆形或者其它形状。

在一个具体实施例中，与所述转动端10固定连接的所述腱传动元件60可位于所述第一座体21和所述第二座体22之间。腱传动元件60可通过紧固件与所述转动端10固定连接。

更进一步的，所述关节座20上还可设置腱鞘安装部90。所述腱鞘安装部90被配置为用于对腱鞘80的一端进行固定；所述传动腱70经所述腱导向部61后还穿过所述腱鞘80，所述传动腱70在腱鞘80内可沿轴向滑动。通过在传动腱70的外层套上腱鞘80，可对传动腱70进行保护；同时，可滑动地设置在腱鞘80中的所述传动腱70可随着腱鞘80挠性弯曲，通过腱鞘80约束所述传动腱70的走向。

实施例三

本申请实施例提供了一种机器人。机器人包括驱动组件和实施例一和/或实施例二所述的关节模组。所述驱动组件用于驱动所述关节模组。所述驱动组件可包括执行元件和传动元件。

执行元件可包括但不限于电机、液压元件、气动执行元件、电致动材料元件、人工肌肉等。执行元件可通过传动元件带动所述转动端转动。当采用腱传动方式关节模组时，传动元件可包括实施例一或实施例二所述的传动腱。

可以理解的是，本申请实施例一和实施例二所提出的上述关节模组，不仅可以用于机器人的关节，如机械手的手指关节、腕掌关节等；还可以应用于包括一自由度的其它关节位置处，例如用于其它类别多关节机器的关节驱动，其它类别多关节机器可以是具有多个关节的机器动物或者机器昆虫等。

本申请的有益效果在于：

本申请提供的一种关节模组，通过使关节模组的所述铰接轴与所述关节座或者与所述转动端为一体结构，有利于提高关节模组的装配精度和运动控制精度。所述关节座为分体式结构，使关节模组的装配更加便捷。本申请提供的一种关节模组，尤其适用于一种腱传动方式关节模组，通过腱传动带动所述转动端转动。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种关节模组,包括关节座和转动端，所述转动端可相对于所述关节座绕铰接轴的轴线转动；其特征在于，所述铰接轴与所述关节座为一体结构，或者，所述铰接轴与所述转动端为一体结构；所述关节座包括第一座体和第二座体，所述第二座体与所述第一座体固定连接，所述铰接轴的第一端的至少一部分和所述铰接轴的第二端的至少一部分分别位于所述第一座体和所述第二座体。

2.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述铰接轴的第一端与所述第一座体为一体结构；所述转动端上具有第一安装孔，所述第二座体上具有第二安装孔，所述铰接轴穿过所述第一安装孔，所述铰接轴的第二端的至少一部分位于所述第二安装孔。

3.如权利要求2所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括传感器；所述传感器的转子相对于所述转动端固定设置并与所述转动端一起转动；所述传感器的定子与所述铰接轴连接或者与所述第一座体连接，所述传感器的定子与所述铰接轴同轴设置。

4.如权利要求2所述的一种关节模组，其特征在于，所述转动端的所述第一安装孔与所述铰接轴之间设置有第一轴承。

5.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述铰接轴与所述转动端为一体结构；所述第一座体上具有第三安装孔，所述第二座体上具有第二安装孔，所述铰接轴的第一端的至少一部分可转动地设置在所述第三安装孔，所述铰接轴的第二端的至少一部分可转动地设置在所述第二安装孔。

6.如权利要求5所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括传感器；所述传感器的定子与所述关节座固定连接，所述传感器的转子与所述铰接轴连接并与所述铰接轴一起转动。

7.如权利要求5所述的一种关节模组，其特征在于，所述铰接轴与所述第二安装孔之间设置有第二轴承，和/或，所述铰接轴与所述第三安装孔之间设置有第二轴承。

8.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括腱传动元件,所述腱传动元件与所述转动端连接并与所述转动端一起转动；所述腱传动元件具有腱导向部；传动腱被配置为固定在所述转动端或者所述腱传动元件上后，部分绕在所述腱导向部处；所述转动端受所述传动腱驱动可相对于所述关节座转动。

9.如权利要求8所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节座上还具有腱鞘安装部，所述腱鞘安装部被配置为用于对腱鞘的一端进行固定；所述传动腱穿过所述腱鞘。

10.一种机器人，其特征在于，包括驱动组件和如权利要求1-9任一项所述的关节模组。