[发明专利]具有连续表面的机器人关节与相关的连接臂

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术，涉及一种关节与相关的连接臂的结构。

背景技术

关节是机器人核心部件，起着转换运动和其它部位协调运动的重要作用，一般需要具有转动和摆动功能。当前的关节主要分为二种:一种是工业应用的，主要是传递大的力矩，往往关节只有一个单一的转动或摆动功能，但很坚固耐用；第二种是金属构件组合成的关节，电机或舵机安放其中，框架露出，表面很不平也不封闭也不美观，运动中可能夹使用者的手，不便于在人活动多的地方使用。为此，发明一种具有连续表面的机器人关节与相关的连接臂。

发明内容

所发明的机器人关节，由两个同样的对合在一起的半关节结构1、摆动驱动器2和旋转驱动器3组成；每个半关节结构1由摆动端面1-1、摆动圆柱结构1-2、旋转半圆柱结构1-3、半旋转端面1-4和对合边1-5组成；摆动圆柱结构1-2的侧面(圆柱面)和旋转半圆柱结构1-3的一个端面交接成一体，两者本身对应的圆柱轴线相互垂直，并使摆动圆柱结构1-2的一个端面和旋转半圆柱1-3的圆柱体中间切面在一个面而形成对合边1-5，摆动圆柱结构1-2和旋转半圆柱1-3的凸出的圆弧面为外表面；摆动圆柱结构1-2的不与旋转半圆柱结构1-3相接的端面是摆动端面1-1，摆动端面1-1上有圆孔为摆动轴孔1-6；旋转半圆柱1-3的不与摆动圆柱1-2侧面相接的端面是半旋转端面1-4，半旋转端面1-4上有半圆孔为旋转轴半孔1-7；在摆动圆柱结构1-2上内侧留有空间，放置摆动驱动器2的半个体积的部分，摆动驱动器2的一个轴从摆动端面1-1的摆动轴孔1-6露出，供连接臂之用；在旋转半圆柱结构1-3内侧留有空间，放置旋转驱动器3的半个体积的部分，旋转驱动器3的轴的一半从半旋转端面1-4的旋转轴半孔1-7露出，供连接臂之用；两个半关节结构1的对合边1-5重合在一起，内置摆动驱动器2和旋转驱动器3，组成机器人关节。

针对前述的机器人关节，为了使机器人关节的表面没有明显的凸凹不平，进一步的改进为：摆动圆柱结构1-2的高度，即圆柱轴线长度，近似等于或接近旋转半圆柱结构1-3的半径。

针对前述的机器人关节，为了使机器人关节的内部的电元件与外部的电控部分有电连接，进一步的改进为：在摆动端面1-1和半旋转端面1-4上有通线孔1-8，每个半关节结构1上有对合安装孔1-9和对合固定孔1-10，一个半关节结构1的对合安装孔1-9与另一个半关节结构1的对合固定孔1-10配合使用。

针对前述的机器人关节，为了使机器人关节的端面在与臂的相对运动中，保持稳定和有更好的定位，进一步的改进为：在摆动端面1-1和半旋转端面1-4上有凸起的定位楞或凹进的定位槽1-11。

机器人的手臂和机械臂是由机器人关节和连接臂组成的。所发明的机器人关节也涉及与连接臂的连接问题。因此，所提出的连接臂由两个同样的对合在一起的半连接臂2组成；半连接臂2由摆动端面2-1、摆动侧端面2-2、半圆柱结构2-3、半旋转端面2-4和对合边2-5组成；摆动端面2-1为圆形薄板，上有摆动安装孔2-6，沿半圆柱结构2-3的对应的圆柱轴线方向与半圆柱结构2-3的端面的圆弧的中间部分连接；摆动侧端面2-2为垂直于摆动端面2-1的圆弧形,用于和关节的摆动圆柱结构1-2的侧面(圆柱面)配合；半圆柱结构2-3的不与摆动端面2-1相连的端面是半旋转端面2-4，上边有旋转安装孔2-7。

针对前述的连接臂，为了使相连的部件的电气控制线能通过其中进一步的改进为：在摆动端面2-1和半旋转端面2-4有通线孔2-8，每个半关节结构1上有对合安装孔2-9和对合固定孔2-10，一个半关节结构1的对合安装孔2-9与另一个半关节结构1的对合固定孔2-10配合使用。

针对前述的连接臂，为了使机器人连接臂与机器人关节的相对运动中，保持稳定和有更好的定位，进一步的改进为：在摆动端面2-1和半旋转端面2-4上有凸起的定位楞或凹进的定位槽2-11。

基于前述的机器人关节和连接臂的具有摆动功能的关节和连接臂组合，其进一步的特征是：机器人关节的摆动驱动器2的轴上固定有摆动连接盘1-12，摆动连接盘1-12上有固定孔；摆动连接盘1-12和连接臂的摆动安装孔2-6固定到一起；摆动端面1-1的圆端面和摆动端面2-1组成的圆端面重合。