[发明专利]一种紧凑型机器人头部及紧凑型机器人

说明书

本发明涉及一种紧凑型机器人头部及紧凑型机器人，该机器人头部包括头部俯仰关节、头部回转关节、关节连接法兰以及视觉系统，关节连接法兰两端分别连接头部俯仰关节和头部回转关节；视觉系统安装在头部回转关节上部；其主要改进是：本发明的头部俯仰关节中俯仰平台与俯仰基座扣合形成了一个空腔，并且俯仰电机、俯仰编码器均放置在所述空腔内的排列方式，大大减小了轴向尺寸；同时，采用谐波减速器带动俯仰关机和回转关节旋转，大大降低了传动回差，提高了精度，并且谐波减速器具有较大的反向启动力矩，使得整个系统在没有设置制动器的情况下具有一定的自锁功能。

技术领域

本发明涉及仿人机器人技术领域，具体涉及一种紧凑型机器人头部及紧凑型机器人。

背景技术

对于仿人形机器人，头部一般具有俯仰和回转两个关节运动，同时在头部安装视觉传感器来完成视觉监视、视觉测量及视觉引导等功能。由于仿人机器人头部要求体积小，布局紧凑，特别是颈部尺寸限制较严。现有仿人机器人头部结构中的俯仰关节是把电机、减速器、轴承、连接法兰等依次排开的，俯仰轴的轴向尺寸很大，导致整个机器人头部的尺寸比较大，并且精度比较差，机器人头部安装视觉监视和视觉测量设备时，测量精度难以保证。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种结构布局紧凑、空间体积小、精度高的一种紧凑型机器人头部及紧凑型机器人。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种紧凑型机器人头部，包括头部俯仰关节、头部回转关节、关节连接法兰以及视觉系统，关节连接法兰两端分别连接头部俯仰关节和头部回转关节；视觉系统安装在头部回转关节上部；

其改进之处是：所述头部俯仰关节包括俯仰基座、俯仰平台以及俯仰轴组件；

所述俯仰基座包括上部左侧壁、上部右侧壁以及下部筒形结构；上部左侧壁和上部右侧壁构成一个开口朝上的U字形结构，并且与下部筒形结构固连；上部左侧壁、上部右侧壁上均开设有通孔；上部左侧壁和上部右侧壁相背的两个表面上均设置有圆形凸起；

所述俯仰平台包括上部连接板，左侧连接托架以及右侧连接托架；上部连接板，左侧连接托架以及右侧连接托架构成一个开口朝下的U字形结构；左侧连接托架以及右侧连接托架上均开设有轴承安装孔；

俯仰平台与俯仰基座扣合形成了一个空腔；

俯仰轴组件包括俯仰电机、俯仰减速器、俯仰电机转接板、右连接法兰、左连接法兰、第一轴承、俯仰编码器托架及俯仰编码器；

右连接法兰安装在右侧连接托架外表面，左连接法兰安装在左侧连接托架外表面并且一端伸入所述空腔内；俯仰电机位于所述空腔内；俯仰电机的输出端通过俯仰电机转接板与俯仰减速器连接，俯仰减速器的输出端与右连接法兰连接；第一轴承为两个；一个第一轴承安装在左侧连接托架的轴承安装孔与上部左侧壁的圆形凸起之间，另一个第一轴承安装在右侧连接托架的轴承安装孔与上部右侧壁的圆形凸起之间；

俯仰编码器与俯仰编码器托架固定后安装在左连接法兰伸入所述空腔的部分。

上述俯仰减速器采用谐波减速器。

上述上部连接板与所述左侧连接托架、右侧连接托架三部分为分体式结构，并采用螺钉连接和销钉进行定位。

具体的说，本发明机器人头部的头部回转关节包括回转支座，回转平台以及回转轴组件；

回转组件包括回转电机、回转电机转接板、回转减速器、回转连接轴、第二轴承、轴承端盖、回转编码器托架及回转编码器；

其中，回转电机、回转电机转接板、回转减速器、回转连接轴以及轴承端盖自下而上依次连接并且位于回转支座内，第二轴承的外圈表面与回转支座内壁接触，第二轴承内圈套装在回转连接轴上；第二轴承安装在轴承端盖和回转支座内壁上的凸起之间；