WO2019010620A1 - 一种机器人活动关节的连接结构及方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the technical field of robotic processing, and in particular, to a connection structure and method for a movable joint of a humanoid robot.
- the present invention provides a connection structure and method for a robot movable joint, comprising: a main unit, a connecting unit, and a connecting device; wherein: the robot is provided with one or more connecting units and The main unit is connected to the connecting unit through a connecting device; the main unit, the connecting device and the connecting unit are electrically and physically connected to each other after being connected; the rotating device and the interlocking structure are arranged in the connecting device;
- the device includes: a first connection end, a second connection end, and a connection structure; the second connection end and the connection structure are provided with a magnetic connection interface and a system, and the magnetic connection interface comprises a positioning connection interface and an electrical signal connection interface;
- the robot is internally provided with a control device and a power source; the control device, the power source and the second connection end are electrically connected, and the control device controls the second connection end and the magnetic connection interface and system in the connection structure; the control device is connected with the external controller
- the external controller can adjust the magnetic attraction of the second
- the connecting structure comprises a casing, a rotating sleeve, a motor cavity, a motor is disposed in the motor cavity, and a motor gear is disposed outside the motor cavity;
- the motor is provided with a rotating shaft, and one end of the rotating shaft is fixedly connected to the motor a rotating sleeve gear is disposed on the rotating sleeve, the rotating sleeve gear and the motor gear are engaged with each other;
- the rotating sleeve is connected to the outer casing through a physical connecting structure; the upper portion of the outer casing is connected with the first connecting end, and the bottom structure of the motor cavity
- the connection structure is matched with the second connection end.
- the second connection end is provided with a positioning connection interface and an electrical signal connection interface, wherein the positioning connection interface adopts a non-dangerous board design, and a magnetic substance or an electromagnetic substance is disposed in the positioning connection interface;
- the connection interface is designed with multi-channel magnetic magnetic contact.
- a connection method of a connecting structure of a robot movable joint is:
- the robot structure is decomposed into one or more connection units and a plurality of modules of the main unit, and the modules are connected by a connecting device.
- the one or more connecting units of the robot and the plurality of modules of the main unit, the main unit, the connecting device and the connecting unit are electrically and physically connected after being connected, and after the control device is powered in the main unit, the control device Circuit control within each unit is achieved.
- the second connecting end of the connecting device is magnetically connected with the main unit or the connecting unit, and the control device on the main unit is connected with the magnetic device, and the magnetic device includes an electromagnetic control device and a magnetic module; The device controls the magnetic attraction of the magnetic module.
- the connecting device is provided with a rotating structural member, and the rotating structure can drive the connecting unit to rotate at multiple angles.
- the technical problem to be solved by the present invention is to provide a connection structure and method for a movable joint of a humanoid robot.
- the design robot adopts the multi-connection structure design of the body, and adopts the practice of splicing at the joints of key components, so that the robot product can be assembled by the installation and splicing method in the multi-structure modular design, and the connection structure between the structural components.
- the use of standard inter-enterprise interface modules for assembly makes the transportation, repair and replacement of parts easier, which can effectively reduce the use and maintenance costs of the robot.
- the key parts of the robot will fall, which reminds the children how to use the robot and how to remind them.
- the adults pay attention to the children's actions.
- the joints can also be easily installed back to the robot's body, which is convenient for repairing or replacing the key parts of the robot, improving the life of the robot product, and also playing a role in the teaching of music.
- connection device of the present technology 1 is a schematic diagram of a connection device of the present technology 1;
- connection device of the present technology is a schematic diagram 2 of the connection device of the present technology
- FIG. 3 is a schematic view of the state of use of the present technology 1;
- FIG. 4 is a schematic diagram of the state of use of the present technology 2;
- FIG. 5 is a schematic diagram 3 of the state of use of the present technology. Embodiments of the invention
- a connection structure and a method for a movable joint of a robot include: a main unit, a connecting unit, and a connecting device; wherein the robot is provided with one or more connecting units and a main unit; The main unit is connected to the connecting unit through a connecting device; the main unit, the connecting device and the connecting unit are electrically and physically connected to each other after being connected; the rotating device and the interlocking structure are disposed in the connecting device;
- the method includes: a first connection end, a second connection end, and a connection structure; the second connection end and the connection structure are provided with a magnetic connection interface and a system, and the magnetic connection interface includes a positioning connection interface and an electrical signal connection interface;
- the control device and the power supply are internally disposed; the control device, the power source and the second connection end are electrically connected, and the control device controls the second connection end and the magnetic connection interface and the system in the connection structure; the control device is connected to the external controller, The external controller can adjust the magnitude of
- the connecting structure comprises a casing 1, a sleeve 2, a motor cavity 3, a motor 33 is disposed in the motor cavity 3, and a motor gear 32 is disposed outside the motor cavity 3;
- a rotating shaft one end of the rotating shaft is fixedly connected to the motor gear 32, the rotating sleeve 2 is provided with a rotating sleeve gear 21, and the rotating sleeve gear 21 and the motor gear 32 are engaged with each other;
- the rotating sleeve 2 is connected to the outer casing 1 through a physical connection structure;
- the upper portion of the outer casing 1 is connected to the first connecting end 11 , and the bottom structure of the motor cavity 3 and the second connecting end 4 are mutually connected with each other.
- the second connection end 4 is provided with a positioning connection interface and an electrical signal connection interface, and the positioning connection The interface is designed with a non-dwelling plate, and a magnetic substance or an electromagnetic substance is disposed in the positioning connection interface; the electrical signal connection interface is designed by using a multi-channel signal magnetic elastic contact.
- a connection method of a connection structure of a robot movable joint is:
- the robot structure is decomposed into one or more connection units and a plurality of modules of the main unit, and the modules are connected by a connection device.
- one or more connecting units of the robot and a plurality of modules of the main unit, the main unit, the connecting device and the connecting unit are electrically and physically connected after being connected, and after the control device is energized in the main unit, the control device Circuit control within each unit is achieved.
- the second connecting end of the connecting device is magnetically connected with the main unit or the connecting unit, and the control device on the main unit is connected with the magnetic device, and the magnetic device includes an electromagnetic control device and a magnetic module; The device controls the magnetic attraction of the magnetic module.
- the connecting device is provided with a rotating structural member, and the rotating structure can drive the connecting unit to rotate at multiple angles.
- the robot is provided with the head 20, the left hand portion 30, the right hand portion 30, the leg portion 40, and the trunk portion 10 are designed according to a modular structure; wherein the trunk portion 10 is set as a main unit, and the setting is made.
- the head 20, the left hand portion 30, the right hand portion 30, and the leg portion 40 are connecting units;
- a slot body is disposed in the robot head 20, and a connecting device is installed in the slot body.
- the connecting device is fixedly connected to the robot head 20 through the first connecting end 1, and the head 20 is connected to the trunk portion through the connecting device.
- the positioning of 10, the head 20 of the robot and the trunk 10 are combined, and the first connecting end 1 1 of the connecting device and the connecting unit, the second linking end 4 and the main unit are all designed by the enterprise, so that Replacement and maintenance will have a great advantage, which will help reduce the trouble of robot maintenance.
- the motor cavity 3 is provided with a rotating motor 33, the motor cavity is provided with a motor cavity structure hole, the motor shaft connected to the motor 33, and the motor shaft passes through
- the motor cavity 3 is provided with a cavity therein, and a certain motor control device can be installed inside to connect the circuit and the signal with the control device in the main unit, and drive the motor 33 in the motor cavity 3 to rotate.
- the motor chamber 3 is externally connected with a rotating sleeve 2, a sleeve is disposed in the rotating sleeve 2, and the motor chamber 3 is installed in the cavity of the rotating sleeve 2; one end of the motor rotating shaft is fixedly connected to the motor gear 32, and the rotating sleeve 2 is a sleeve gear 21 is provided, and the sleeve gear 21 and the motor gear 32 are engaged with each other; the sleeve 2 is disposed inside the casing 1 through a plurality of bracket sleeves The brackets are fastened to each other and fixedly connected; the rotating sleeve 2 is provided with a rotating shaft hole in the middle of the rotating sleeve, and a gap is arranged in the rotating shaft hole, and the electric wire passes through the gap in the rotating shaft hole, and the rotating shaft gear 21 is disposed outside the rotating shaft hole, the rotating shaft gear 21 and the motor gear The meshing and mounting, the shaft gear 21 and the upper portion of the motor gear 32
- the bottom of the motor cavity 3 is provided with a plurality of motor cavity structure, the magnetic cavity or the iron piece is arranged in the structure of the motor cavity, and the number and size of the positioning structure in the second cavity 4 of the motor cavity
- the positioning structure of the second connecting end 4 is composed of a plurality of positioning structures. As shown in FIG. 2, the positioning structure of the second connecting end 4 is provided with two positioning structures 41 and 42 and the positioning structures of 41 and 42. Differently, the motor cavity structure is also composed of two 34 and 35.
- the groove structure 34 and the positioning structure 41 are mutually fitted, the internal magnetic substances are attracted to each other, and the groove structure 35 and the positioning structure 42 are mutually fitted, and the internal magnetic substance is matched. mutual attraction.
- the robot main unit is provided with a control device, and the data signal and the electric signal of the control device are transmitted through the magnetic structure and the data and electric signals in the connection device, thereby realizing data transmission between the connection units, and It satisfies the output of various actions and displays of the robot.
- the magnetic attraction of the magnetic structure in the connecting device is set by the control device, and the magnitude of the magnetic attraction and the volume and weight on the connecting unit can be arbitrarily adjusted.
- the joint can be connected by a built-in magnetic device.
- the head and leg can be designed with a minimum magnetic attraction of 0.
- the volume and weight can be interconnected with the main unit realized structure by the magnetic force generated by the second connecting end and the magnetic substance in the connecting structure. For example: After installing the left and right hands, it is considered that it will have a certain gravity effect.
- the design considers the maximum external force receiving force of the robot connecting device. If the external force is greater than the magnetic attraction force, the connecting unit will be disconnected from the main unit and stop working to protect the robot and protect the user.
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Abstract
一种机器人活动关节的连接结构，包括：主单元，连接单元，连接装置；主单元通过连接装置与连接单元连接；连接装置内设置有旋转结构及联动结构；连接装置包括：第一连接端、第二连接端、连接结构；连接装置的第二连接端与机器人主单元固定连接，机器人主单元设置有控制装置，控制装置的数据信号及电信号通过连接装置内的磁吸结构、电路以及马达对连接单元进行传递，实现各连接单元之间的数据传输，并满足对机器人各种动作及显示的输出。在外力作用下连接装置内的磁吸结构会断开，从而断电并保护机器人的运动部件同时也防止机器人运动伤害使用者。还涉及一种机器人活动关节的连接方法。
Description
说明书 发明名称：一种机器人活动关节的连接结构及方法 技术领域
[0001] 本发明涉及机器人加工的技术领域， 尤其涉及一种人形机器人活动关节的连接 结构及方法。
背景技术
[0002] 传统机器人均为一体化设计， 在机器人在运输及使用过程中由于产品采用一体 化设计，产品包装体积较大且很容易造成损坏， 同吋机器人一体化设计的维修难 度也相对复杂， 如果整体更换成本就会很难控制。
技术问题
[0003] 机器人根据使用场合和作用的不同， 一些服务型的机器人会制作的相对较小且 卡通， 这样的设计往往会更容易吸引使用者尤其小朋友的关注。 小朋友在使用 吋,出于好奇或新鲜的感觉,使用吋不会考虑太多， 会对机器人进行抚摸或触碰， 这样很容易造成机器人本身的损坏或伤害到小朋友自身。 对于商家及使用者都 会带来很多不便。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 为实现上述目的， 本发明提供了一种机器人活动关节的连接结构及方法， 包括 ： 主单元， 连接单元， 连接装置； 其特征在于： 所述机器人设置有一个或多个 连接单元和主单元； 所述主单元通过连接装置与连接单元连接； 所述主单元、 连接装置和连接单元连接后相互电连接和物理连接； 所述连接装置内设置有旋 转结构及联动结构； 所述连接装置包括： 第一连接端、 第二连接端、 连接结构 ； 所述第二连接端与连接结构设置有磁吸式连接接口及系统,磁吸式连接接口包 括定位连接接口与电信号连接接口； 机器人内部设置有控制装置、 电源； 控制 装置、 电源与第二连接端电连接， 且控制装置控制第二连接端与连接结构内的 磁吸式连接接口及系统； 控制装置与外部控制器进行连接， 外部控制器可调节 第二连接端与连接结构上的磁吸力的大小。
[0005] 优选的、 所述连接结构包括外壳、 转套、 马达腔， 所述马达腔内设置有马达， 所述马达腔外部设置有马达齿轮； 所述马达设置有转轴， 转轴一端固定连接马 达齿轮， 所述转套上设置有转套齿轮， 转套齿轮与马达齿轮相互咬合； 所述转 套通过物理连接结构与外壳相互连接； 所述外壳上部与第一连接端连接， 马达 腔底部结构与第二连接端相互配套连接结构。
[0006] 优选的、 所述第二连端设置有定位连接接口与电信号连接接口， 所述定位连接 接口采用防呆板设计， 定位连接接口内设有磁性物质或电磁性物质； 所述电信 号连接接口采用多路信号磁吸式弹性触点设计。
[0007] 一种机器人活动关节的连接结构的连接方法为：
[0008] 第一、 将机器人结构分解为一个或多个连接单元和主单元的多个模块， 模块之 间通过连接装置进行连接。
[0009] 第二、 机器人的一个或多个连接单元和主单元的多个模块， 主单元、 连接装置 和连接单元连接后相互电连接和物理连接， 主单元内设置控制装置通电后， 控 制装置可实现对各个单元内进行电路控制。
[0010] 第三、 连接装置的第二连接端与主单元或连接单元采用磁吸连接， 主单元上的 控制装置与磁吸装置连接， 磁吸装置内包括电磁控制装置及磁吸模块； 控制装 置可控制磁吸模块的磁吸力。
[0011] 第四、 连接装置内设置有旋转结构件， 通过旋转结构可带动连接单元多角度旋 转。
发明的有益效果
有益效果
[0012] 有鉴于现有技术的上述缺陷， 本发明所要解决的技术问题是提供一种人形机器 人活动关节的连接结构及方法。 本设计机器人采用机体多连接结构设计， 在关 键部件的连接处采用相互拼接的做法， 使机器人产品以多结构模块化设计可以 选择现场的安装及拼接的方法进行组装， 结构组件之间的连接结构采用企业间 标准的接口模块进行组装， 使得产品的运输、 维修及更换零件更为简单， 可以 有效减少机器人的使用及维护成本。 同吋当小朋友用力过大吋， 机器人的关键 部件会掉下来， 这样可以提醒小朋友在使用本机器人吋的方式及方法， 也提醒
大人们注意小朋友的举动。 同吋掉下来关节也可以轻易的被安装回机器人的身 体， 便于维修或更换机器人的关键配件， 提高机器人产品的寿命， 同吋也可以 起到喻教于乐的作用。
对附图的简要说明
附图说明
[0013] 图 1是本技术的连接装置示意图 1；
[0014] 图 2是本技术的连接装置示意图 2；
[0015] 图 3是本技术的使用状态示意图 1 ;
[0016] 图 4是本技术的使用状态示意图 2;
[0017] 图 5是本技术的使用状态示意图 3。 本发明的实施方式
[0018] 如图 1~4所示， 一种机器人活动关节的连接结构及方法， 包括： 主单元， 连接 单元， 连接装置； 其特征在于： 所述机器人设置有一个或多个连接单元和主单 元； 所述主单元通过连接装置与连接单元连接； 所述主单元、 连接装置和连接 单元连接后相互电连接和物理连接； 所述连接装置内设置有旋转结构及联动结 构； 所述连接装置包括： 第一连接端、 第二连接端、 连接结构； 所述第二连接 端与连接结构设置有磁吸式连接接口及系统,磁吸式连接接口包括定位连接接口 与电信号连接接口； 机器人内部设置有控制装置、 电源； 控制装置、 电源与第 二连接端电连接， 且控制装置控制第二连接端与连接结构内的磁吸式连接接口 及系统； 控制装置与外部控制器进行连接， 外部控制器可调节第二连接端与连 接结构上的磁吸力的大小。
[0019] 优选的、 所述连接结构包括外壳 1、 转套 2、 马达腔 3， 所述马达腔 3内设置有马 达 33， 所述马达腔 3外部设置有马达齿轮 32; 所述马达 33设置有转轴， 转轴一端 固定连接马达齿轮 32， 所述转套 2上设置有转套齿轮 21， 转套齿轮 21与马达齿轮 32相互咬合； 所述转套 2通过物理连接结构与外壳 1相互连接； 所述外壳 1上部与 第一连接端 11连接， 马达腔 3底部结构与第二连接端 4相互配套连接结构。
[0020] 优选的、 所述第二连端 4设置有定位连接接口与电信号连接接口， 所述定位连
接接口采用防呆板设计， 定位连接接口内设有磁性物质或电磁性物质； 所述电 信号连接接口采用多路信号磁吸式弹性触点设计。
[0021] 一种机器人活动关节的连接结构的连接方法为：
[0022] 第一、 将机器人结构分解为一个或多个连接单元和主单元的多个模块， 模块之 间通过连接装置进行连接。
[0023] 第二、 机器人的一个或多个连接单元和主单元的多个模块， 主单元、 连接装置 和连接单元连接后相互电连接和物理连接， 主单元内设置控制装置通电后， 控 制装置可实现对各个单元内进行电路控制。
[0024] 第三、 连接装置的第二连接端与主单元或连接单元采用磁吸连接， 主单元上的 控制装置与磁吸装置连接， 磁吸装置内包括电磁控制装置及磁吸模块； 控制装 置可控制磁吸模块的磁吸力。
[0025] 第四、 连接装置内设置有旋转结构件， 通过旋转结构可带动连接单元多角度旋 转。
[0026] 具体实施方式为： 将机器人设置有头部 20、 左手部 30、 右手部 30、 腿部 40、 躯 干部 10按模块化结构进行设计； 其中设定躯干部 10为主单元， 设定头部 20、 左 手部 30、 右手部 30、 腿部 40为连接单元；
[0027] 在机器人头部 20内设置有槽体， 槽体内安装有连接装置， 连接装置通过第一连 接端 1与机器人头部 20进行固定连接， 通过连接装置我们将头部 20连接在躯干部 10的定位处， 使机器人的头部 20和躯干部 10组合而成， 连接装置的第一连接端 1 1与连接单元、 第二链接端 4与主单元均采用企业标注化设计， 这样在后期更换 和维修中会起到很大优势， 有利于减少机器人后期维护上的麻烦。
[0028] 在机器人连接装置内在设计有旋转结构及联动结构， 既马达腔 3内设置有旋转 马达 33， 马达腔上设置有马达腔体结构孔， 马达 33上连接的马达转轴， 马达转 轴穿过马达腔 3; 该马达腔 3内设置有腔体， 内部可安装一定的马达控制装置与 主单元内的控制装置实现电路及信号的连接， 并驱动马达腔 3内马达 33转动。
[0029] 马达腔 3外部连接有转套 2， 转套 2内设置有腔体且马达腔 3被安装在转套 2的腔 体内； 马达转轴一端固定连接马达齿轮 32， 所述转套 2上设置有转套齿轮 21， 转 套齿轮 21与马达齿轮 32相互咬合； 所述转套 2通过多个支架套与于外壳 1内部设
置的支架相互扣合固定连接； 转套 2中部设置转轴孔， 转轴孔内设置有间隙， 电 气导线从转轴孔内的间隙穿过， 转轴孔外部设置有转轴齿轮 21， 转轴齿轮 21与 马达齿轮 32啮合安装,转轴齿轮 21与马达齿轮 32上部并贯穿与转轴孔上设置有限 位定位片 31用于限定转套齿轮 21与马达齿轮 32的运动区域防止上下运动。
[0030] 马达腔 3底部设置有多个马达腔槽体结构，马达腔槽体结构内设置有磁性物质或 铁片,马达腔槽体结构与第二连接端 4内的定位结构数量及尺寸相配套,第二连接 端 4的定位结构由多个定位结构组成,如图 2所示,第二连接端 4的定位结构设置有 两个由 41和 42组成,且 41和 42的定位结构的大小不同,这样马达腔槽体结构也由两 个 34和 35组成,槽体结构 34与定位结构 41相互配合安装，内部磁性物质相互吸引,槽 体结构 35与定位结构 42相互配合安装，内部磁性物质相互吸引。
[0031] 在使用吋， 机器人主单元设置有控制装置， 控制装置的数据信号及电信号通过 磁吸结构与连接装置内的数据及电信号进行传递， 实现各连接单元之间的数据 传输， 并满足对机器人各种动作及显示的输出。
[0032] 连接装置内的磁吸结构的磁吸强度通过控制装置进行设置， 其磁吸力的大小与 连接单元上的体积及重量可任意调节设置。 当电磁吸力为 0吋， 关节通过内置磁 性装置即可实现连接。 例如： 头部和腿部可采用最小磁吸力为 0的设计即可， 当 设置手臂的磁吸力吋， 首先需要满足磁吸装置内安装有磁性物质以保证在不通 电的情况下实现各个连接单元的体积和重量可以利用第二连接端与连接结构内 的磁性物质所产生的磁吸力与主单元实现结构相互连接。 例如： 左右手部安装 后考虑到自身会具有一定的重力影响， 因此在磁吸装置内需要采用设计最小的 磁吸力来进行设计， 设计考虑的是机器人连接装置所承受的最大外力的接受力 ， 当外力大于磁吸力吋， 连接单元将与主单元断幵， 并停止工作从而实现保护 机器人及保护使用者的作用。
Claims
[权利要求 1] 、 一种机器人活动关节的连接结构及方法， 包括： 主单元， 连接单元
， 连接装置； 其特征在于： 所述机器人设置有一个或多个连接单元和 主单元； 所述主单元通过连接装置与连接单元连接； 所述主单元、 连 接装置和连接单元连接后相互电连接和物理连接； 所述连接装置内设 置有旋转结构及联动结构； 所述连接装置包括： 第一连接端、 第二连 接端、 连接结构； 所述第二连接端与连接结构设置有磁吸式连接接口 及系统,磁吸式连接接口包括定位连接接口与电信号连接接口； 机器 人内部设置有控制装置、 电源； 控制装置、 电源与第二连接端电连接 ， 且控制装置控制第二连接端与连接结构内的磁吸式连接接口及系统 ； 控制装置与外部控制器进行连接， 外部控制器可调节第二连接端与 连接结构上的磁吸力的大小。
2、 如权利要求 1所述的一种机器人活动关节的连接结构及方法， 其特 征在于： 所述连接结构包括外壳、 转套、 马达腔， 所述马达腔内设置 有马达， 所述马达腔外部设置有马达齿轮； 所述马达设置有转轴， 转 轴一端固定连接马达齿轮， 所述转套上设置有转套齿轮， 转套齿轮与 马达齿轮相互咬合； 所述转套通过物理连接结构与外壳相互连接； 外 壳上部与第一连接端连接， 马达腔底部结构与第二连接端相互配套连 接结构。
3、 如权利要求 1所述的一种机器人活动关节的连接结构及方法， 其特 征在于： 所述第二连端设置有定位连接接口与电信号连接接口， 所述 定位连接接口采用防呆板设计， 定位连接接口内设有磁性物质或电磁 性物质； 所述电信号连接接口采用多路信号磁吸式弹性触点设计。
4、 如权利要求 1所述的一种机器人活动关节的连接结构及方法， 其方 法为：
第一、 将机器人结构分解为一个或多个连接单元和主单元的多个模块 ， 模块之间通过连接装置进行连接。
第二、 机器人的一个或多个连接单元和主单元的多个模块， 主单元、
连接装置和连接单元连接后相互电连接和物理连接， 主单元内设置控 制装置通电后， 控制装置可实现对各个单元内进行电路控制。
第三、 连接装置的第二连接端与主单元或连接单元采用磁吸连接， 主 单元上的控制装置与磁吸装置连接， 磁吸装置内包括电磁控制装置及 磁吸模块； 控制装置可控制磁吸模块的磁吸力。
第四、 连接装置内设置有旋转结构件， 通过旋转结构可带动连接单元 多角度旋转。
Priority Applications (2)
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| CN201780000836.3A CN107635729A (zh) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | 一种机器人活动关节的连接结构及方法 |
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| PCT/CN2017/092426 WO2019010620A1 (zh) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | 一种机器人活动关节的连接结构及方法 |
Publications (1)
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ID=61108576
Family Applications (1)
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| PCT/CN2017/092426 WO2019010620A1 (zh) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | 一种机器人活动关节的连接结构及方法 |
Country Status (2)
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