[发明专利]用于机器人的关节结构

说明书

本发明属于机器人领域，具体提供一种用于机器人的关节结构。本发明旨在解决现有机器人的驱动装置长期承载重力导致其寿命降低的问题。为此目的，本发明的用于机器人的关节结构包括偏航驱动装置、俯仰驱动装置、翻滚驱动装置、基座、偏航支架、俯仰支架、承力组件和动作执行端部，基座和偏航支架通过承力组件上下连接，并且偏航支架通过承力组件相对于基座自转，偏航驱动装置设置在基座上且与承力组件连接，以驱动偏航支架转动；俯仰驱动装置和俯仰支架相连且设置在偏航支架上，以驱动俯仰支架的俯仰运动；翻滚驱动装置和动作执行端部相连且设置在俯仰支架上，以驱动动作执行端部的翻滚。机器人在结构紧凑的同时，承力组件承载重力能转移至基座上。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体提供一种用于机器人的关节结构。

背景技术

机器人指能自动执行任务的人造机械装置，用以取代或协助人类工作，目前主要将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人，其中包括服务机器人和军用机器人等。

机器人的关节结构是设计中的难点之一，关节结构需要承受关节结构以上的重力，因此，要求机器人关节结构在工作范围内的任何姿位上需要具有足够的承载能力，例如，服务机器人(与常人相似外观的机器人)的腰部关节，要求服务机器人在弯腰或者直立的情况下，腰部关节具有足够的承载能力以承载腰部以上躯干的重量，此外，由于机器人的工作要求，机器人需要具有紧凑的结构，在紧凑的结构下，对于机器人的承载能力的设计是一大难点，而机器人中长期承载重力的装置为驱动装置，因此在驱动装置长期重载的情况下，使得驱动装置输出轴承担较大的轴向力，进而缩短了驱动装置的使用寿命。

相应的，本领域需要一种新的用于机器人的关节结构来解决现有机器人的驱动装置长期承载重力而导致其寿命降低的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有机器人的驱动装置长期承载重力而导致其寿命降低的问题，本发明提供了一种用于机器人的关节结构，包括偏航驱动装置、俯仰驱动装置、翻滚驱动装置、基座、偏航支架俯仰支架、承力组件和动作执行端部，所述基座和所述偏航支架通过所述承力组件上下连接，并且所述偏航支架通过所述承力组件能够相对于所述基座实现自转，在所述承力组件上还设置有回转输入端，所述偏航驱动装置设置在所述基座上，并且所述偏航驱动装置的回转输出端与所述回转输入端连接，以驱动所述偏航支架的转动；所述俯仰驱动装置和所述俯仰支架设置在所述偏航支架上，并且所述俯仰驱动装置的俯仰输出端与所述俯仰支架的俯仰输入端连接，以驱动所述俯仰支架的俯仰运动；所述翻滚驱动装置和所述动作执行端部设置在所述俯仰支架上，并且所述翻滚驱动装置的翻滚输出端与所述动作执行端部的翻滚输入端连接，以驱动所述动作执行端部的翻滚。

在上述用于机器人的关节结构的优选技术方案中，所述承力组件包括支撑板和回转件，所述支撑板固定在所述基座上，所述回转件固定在所述支撑板和所述偏航支架之间，所述回转输入端设置在所述回转件上，所述偏航驱动装置设置在所述支撑板和所述基座之间。

在上述用于机器人的关节结构的优选技术方案中，所述回转件包括支撑驱动轴、推力轴承和推力轴承座，所述支撑驱动轴上设置有轴肩，所述推力轴承套设在所述支撑驱动轴并抵接在所述轴肩上，所述推力轴承设置在所述推力轴承座上，所述支撑驱动轴的一端与所述偏航支架连接，另一端设置有回转输入端。

在上述用于机器人的关节结构的优选技术方案中，所述回转件包括套筒和套柱，所述套柱的一端为回转输入端，所述套柱的另一端与所述偏航支架连接，所述套筒安装在所述支撑板上，所述套柱插入所述套筒内并能够实现自转，所述套筒和/或所述套柱为光滑耐磨材料。

在上述用于机器人的关节结构的优选技术方案中，所述回转件包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体的一端为回转输入端，所述第一磁体的另一端与所述偏航支架连接，所述第二磁体安装在所述支撑板上，所述第一磁体插入所述第二磁体内，并且所述第一磁体和所述第二磁体相邻的面具有相同的磁极，以实现所述第一磁体相对于所述第二磁体悬浮且能够实现自转。