一种机器人的关节结构的制作方法

1.本实用新型涉及机器人设备技术领域，特别是涉及一种机器人的关节结构。


背景技术：

2.目前，机器人的关节结构主要有单支撑和双支撑两种结构方式，并且双支撑结构的刚性和强度都好于单支撑结构。但目前机器人关节结构使用的双支撑结构存在如下技术缺陷：
3.减速机的安装精度受多个臂体和安装板等零件加工精度及装配度影响，加工要求高、成本高。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型提供一种机器人的关节结构，以解决现有技术中机器人的关节结构中减速机的安装精度受多个臂体和安装板等零件加工精度及装配度影响，导致加工要求高、成本高的问题。
5.本实用新型提供了一种机器人的关节结构，所述机器人的关节结构包括：
6.壳体；
7.固定于所述壳体上的第一臂体；
8.与所述第一臂体活动连接的第二臂体；
9.固定于所述第二臂体一端的第一运动部件；
10.所述第一运动部件包括：固定于所述第二臂体一端的减速机、与所述减速机固定连接的带轮、设于所述减速机和所述带轮之间的安装板、设于所述减速机与所述第二臂体之间的第一轴承以及设于所述减速机与所述安装板之间的第二轴承，所述第一轴承的外圈与所述第二臂体固定连接，所述第一轴承的内圈与所述减速机固定连接，所述第二轴承的外圈与所述安装板固定连接，所述第二轴承的内圈与所述减速机固定连接；
11.所述带轮驱动所述减速机转动，通过所述第一轴承带动所述第二臂体一起转动，以使所述第二臂体与所述第一臂体之间产生相对转动。
12.优选的，所述机器人的关节结构还包括：设于所述第二臂体另一端且与所述第二臂体固定连接的第二运动部件，所述第一运动部件旋转时，通过所述第二臂体带动所述第二运动部件一起旋转。
13.优选的，所述第二运动部件包括：支撑筒以及套设于所述支撑筒外的支撑轴承，所述支撑轴承的外圈与所述第二臂体固定连接，所述支撑轴承的内圈与所述支撑筒连接。
14.优选的，所述第二运动部件还包括：套设在所述支撑筒上的骨架油封，所述骨架油封靠近所述支撑轴承设置。
15.优选的，所述减速机包括：连接轴、套设于所述连接轴上的波发生器、与所述波发生器活动连接的柔轮、与所述柔轮啮合的刚轮，所述刚轮固定于所述第二臂体的一端，所述连接轴的一端与所述第一轴承的内圈固定连接，所述连接轴的另一端与所述第二轴承的内
圈固定连接，所述连接轴穿设所述第二轴承的末端与所述带轮固定连接。
16.优选的，所述安装板的形状与所述减速机的形状相匹配，所述安装板包括径向依次排列的第一孔位、第二孔位、第三孔位，所述第一孔位用于连接所述波发生器，所述第二孔位用于连接所述柔轮，所述第三孔位用于连接所述刚轮。
17.优选的，所述第一臂体包括主体部、第一连接部、第二连接部，所述第一连接部、所述第二连接部从所述主体部的同一端延伸形成，所述第一连接部与所述第二连接部之间存有用于安装所述第二臂体的间隙。
18.优选的，所述第一连接部开设有第一通孔，所述第二连接部开设有第二通孔，所述第二臂体两侧分别通过所述第一通孔、所述第二通孔与所述第一臂体活动连接。
19.优选的，所述壳体包括盖设于所述第一连接部上的第一壳体、盖设于所述第二连接部上的第二壳体。
20.优选的，所述第一壳体通过第一密封圈与所述第一连接部连接，所述第二壳体通过第二密封圈与所述第二连接部连接。
21.本实用新型的有益效果在于：通过设置固定于壳体上的第一臂体、固定于壳体上并与第一臂体活动连接的第二臂体以及固定于第二臂体一端的第一运动部件；其中，第一运动部件包括：固定于第二臂体一端的减速机、与减速机固定连接的带轮、设于减速机和带轮之间的安装板、设于减速机与第二臂体之间的第一轴承以及设于减速机与安装板之间的第二轴承，第一轴承的外圈与第二臂体固定连接，第一轴承的内圈与减速机固定连接，第二轴承的外圈与安装板固定连接，第二轴承的内圈与减速机固定连接，带轮驱动所述减速机转动，通过第一轴承带动所述第二臂体一起转动，以使第二臂体与所述第一臂体之间产生相对转动。通过上述方式，本实用新型的减速机安装精度仅受第二臂体及安装板两个零件加工精度及装配度影响，容易保证减速机的啮合精度要求，降低了加工要求及成本。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例的机器人的关节结构的立体结构示意图；
23.图2为图1沿a-a向的剖面图；
24.图3为本实用新型实施例的第一运动部件的爆炸图；
25.图4为本实用新型实施例的第二运动部件的爆炸图；
26.图5为本实用新型实施例的减速机的立体结构示意图；
27.图6为本实用新型实施例的安装板的立体结构示意图；
28.图7为本实用新型实施例的第一臂体、壳体的爆炸图。
29.附图中各标号的含义为：
30.100-机器人的关节结构；1-壳体；2-第一臂体；3-第二臂体；4-第一运动部件；5-第二运动部件；11-第一壳体；12-第二壳体；21-主体部；22-第一连接部；23-第二连接部；41-减速机；42-带轮；43-安装板；44-第一轴承；45-第二轴承；51-支撑筒；52-支撑轴承；53-骨架油封；111-第一密封圈；121-第二密封圈；221-第一通孔；231-第二通孔；411-连接轴；412-波发生器；413-柔轮；414-刚轮；431-第一孔位；432-第二孔位；433-第三孔位。
具体实施方式
31.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
34.如图1和图2所示，其为本实用新型的一种实施例的机器人的关节结构100。本实用新型的机器人的关节结构100，通过新型设计简化了结构，同时降低了加工要求及成本。机器人的关节结构100包括壳体1、固定于壳体1上的第一臂体2、与第一臂体2活动连接的第二臂体3以及固定于第二臂体3一端的第一运动部件4。
35.进一步地，请参见图2和图3，第一运动部件4包括：固定于第二臂体3一端的减速机41、与减速机41固定连接的带轮42、设于减速机41和带轮42之间的安装板43、设于减速机41与第二臂体3之间的第一轴承44以及设于减速机41与安装板43之间的第二轴承45，第一轴承44的外圈与第二臂体3固定连接，第一轴承44的内圈与减速机41固定连接，第二轴承45的外圈与安装板43固定连接，第二轴承45的内圈与减速机41固定连接，带轮42驱动减速机41转动，通过第一轴承44带动第二臂体3一起转动，以使第二臂体3与第一臂体2之间产生相对转动。
36.该实施例中，带轮42驱动减速机41转动，与减速机41连接的第一轴承44随之转动，同时与减速机41连接的第二轴承45及安装板43一起转动，第一轴承44带动与其固定连接的第二臂体3一起转动，从而使得第二臂体3与第一臂体2之间发生相对转动。通过这种方式，本实施例仅有第一臂体2与第二臂体3两个臂体，结构简单，同时减速机41安装精度仅受第二臂体3和安装板43两个零件的加工精度及装配精度影响，降低了加工要求及成本。
37.在一种可实现的实施例中，请参见图2，机器人的关节结构100还包括：设于第二臂体3另一端且与第二臂体3固定连接的第二运动部件5，第一运动部件4旋转时，通过第二臂体3带动第二运动部件5一起旋转。因此，第一运动部件4、第二臂体3、第二运动部件5一起转动，较好地保证了第二臂体3转动的稳定性。
38.在一种可实现的实施例中，请参见图2和图4，第二运动部件5包括：支撑筒51以及套设于支撑筒51外的支撑轴承52，支撑轴承52的外圈与第二臂体3固定连接，支撑轴承52的内圈与支撑筒51连接。可选的，支撑筒51与支撑轴承52轴向有避空设计，以此减少支撑筒51与支撑轴承52间的相互干扰。可选的，支撑轴承52与第二臂体3过盈配合。可选的，支撑轴承52与第二臂体3之间涂有紧固胶，可以有效防止支撑轴承52轴向移动。可选的，支撑筒51为中空结构，内径较大，用于安装线缆，可避免通过该孔的线缆因弯曲半径过小导致运行时出现损坏。
39.工作时，带轮42驱动减速机41转动，与减速机41连接的第一轴承44随之转动，与第
一轴承44外圈固定连接的第二臂体3随第一轴承44一起转动，与第二臂体3固定连接的支撑轴承52随第二臂体3一起转动，支撑轴承52带动支撑筒51一起转动，如此，保证了第二臂体3的两侧同步转动，保证了第二臂体3转动的平衡。
40.在一种可实现的实施例中，请参见图2和图4，第二运动部件5还包括：套设在支撑筒51上的骨架油封53，骨架油封53靠近支撑轴承52设置。优选的，骨架油封53设置在支撑轴承52远离第二臂体3的一侧。该实施例中，骨架油封53与支撑轴承52轴向排布，可有效防止支撑轴承52需要的润滑油通过骨架油封53过度蔓延至支撑筒51其余部分。
41.在一种可实现的实施例中，请参见图2、图3和图5，减速机41包括：连接轴411、套设于连接轴411上的波发生器412、与波发生器412活动连接的柔轮413、与柔轮413啮合的刚轮414，刚轮414固定于第二臂体3的一端，连接轴411的一端与第一轴承44的内圈固定连接，连接轴411的另一端与第二轴承45的内圈固定连接，连接轴411与带轮42固定连接。优选的，带轮42可与驱动装置连接，从而为减速机41提供动力来源。工作时，带轮41通过连接轴411驱动波发生器412进行转动，波发生器412使得柔轮413产生柔性变形，柔轮413与刚轮414啮合传动，内圈与连接轴411连接的第一轴承44、第二轴承45一起转动，第二轴承45的外圈连接的安装板43也随之转动，同理，第一轴承44外圈连接的第二臂体3也一起转动，由此，第二臂体3与第一臂体2之间产生相对转动。
42.在一种可实现的实施例中，请参见图5和图6，安装板43的形状与减速机41的形状相匹配，安装板43包括沿径向依次排列的第一孔位431、第二孔位432、第三孔位433，第一孔位431用于连接波发生器412，第二孔位432用于连接柔轮413，第三孔位433用于连接刚轮414。优选的，第一孔位431与波发生器412、第二孔位432与柔轮413、第三孔位433与刚轮414之间都是通过紧固件固定连接。将波发生器412、柔轮413、刚轮414统一安装于安装板43上可有效保证减速机41转动时各部件的协调性，防止单一部件的移位。
43.在一种可实现的实施例中，请参见图2和图7，第一臂体2包括主体部21、第一连接部22、第二连接部23，第一连接部22、第二连接部23从主体部21的同一端延伸形成，第一连接部22与第二连接部23之间存有用于安装第二臂体3的间隙。优选的，第一臂体2为一体成型结构。优选的，第一臂体2为悬臂结构。因第一臂体2与减速机41分开设置，因此，减速机41的啮合精度不受第一臂体2的精度影响，可有效防止第一臂体2因加工时变形导致的尺寸不良对减速机41啮合的影响，可有效降低第一臂体2的加工精度要求。
44.在一种可实现的实施例中，请参见图2和图7，第一连接部22开设有第一通孔221，第二连接部23开设有第二通孔231，第二臂体3两侧分别通过第一通孔221、第二通孔231与第一臂体2活动连接。优选的，第一通孔221、第二通孔231与第二臂体3的尺寸相配合。因第一通孔221、第二通孔231与第二臂体3活动连接，当第二臂体3发生转动时，第一臂体2并不会因第二臂体3的转动而产生转动。如此，可有效保证机器人关节结构100的旋转可行性。
45.在一种可实现的实施例中，请参见图2和图7，壳体1包括盖设于第一连接部22上的第一壳体11、盖设于第二连接部23上的第二壳体12。优选的，第一壳体11、第二壳体12为对称结构。因第一臂体2与第二臂体3活动连接，第一壳体11、第二壳体12与第一臂体2固定连接，如此，可有效保证第二臂体3旋转时，第一臂体2不会脱离第二臂体3，保证了机器人关节结构100的安全性。
46.在一种可实现的实施例中，请参见图2和图7，第一壳体11通过第一密封圈111与第
一连接部22连接，第二壳体12通过第二密封圈121与第二连接部23连接。优选的，第一密封圈111与第一壳体11的尺寸相匹配，第二密封圈121与第二壳体12的尺寸相匹配，第一密封圈111、第二密封圈121上分别设有与第一壳体11、第二壳体12相配合的通孔，加强密封效果的同时进一步加强了紧固效果，进一步保证了机器人关节结构100的安全性。
47.机器人的关节结构100的工作流程如下：带轮42通过连接轴411驱动波发生器412转动，内圈与连接轴411连接的第一轴承44、第二轴承45随之转动，与第二轴承45外圈连接的安装板43随第二轴承45转动而转动，与第一轴承44外圈连接的第二臂体3随第一轴承44转动而转动，外圈与第二臂体3连接的支撑轴承52随第二臂体3转动而转动，与支撑轴承52内圈连接的支撑筒51随支撑轴承52一起转动，如此，实现第二臂体3与第一臂体2之间发生相对转动。
48.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种机器人的关节结构，其特征在于，所述机器人的关节结构包括：壳体；固定于所述壳体上的第一臂体；与所述第一臂体活动连接的第二臂体；固定于所述第二臂体一端的第一运动部件；所述第一运动部件包括：固定于所述第二臂体一端的减速机、与所述减速机固定连接的带轮、设于所述减速机和所述带轮之间的安装板、设于所述减速机与所述第二臂体之间的第一轴承以及设于所述减速机与所述安装板之间的第二轴承，所述第一轴承的外圈与所述第二臂体固定连接，所述第一轴承的内圈与所述减速机固定连接，所述第二轴承的外圈与所述安装板固定连接，所述第二轴承的内圈与所述减速机固定连接；所述带轮驱动所述减速机转动，通过所述第一轴承带动所述第二臂体一起转动，以使所述第二臂体与所述第一臂体之间产生相对转动。2.根据权利要求1所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述机器人的关节结构还包括：设于所述第二臂体另一端且与所述第二臂体固定连接的第二运动部件，所述第一运动部件旋转时，通过所述第二臂体带动所述第二运动部件一起旋转。3.根据权利要求2所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述第二运动部件包括：支撑筒以及套设于所述支撑筒外的支撑轴承，所述支撑轴承的外圈与所述第二臂体固定连接，所述支撑轴承的内圈与所述支撑筒连接。4.根据权利要求3所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述第二运动部件还包括：套设在所述支撑筒上的骨架油封，所述骨架油封靠近所述支撑轴承设置。5.根据权利要求1所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述减速机包括：连接轴、套设于所述连接轴上的波发生器、与所述波发生器活动连接的柔轮、与所述柔轮啮合的刚轮，所述刚轮固定于所述第二臂体的一端，所述连接轴的一端与所述第一轴承的内圈固定连接，所述连接轴的另一端与所述第二轴承的内圈固定连接，所述连接轴穿设所述第二轴承的末端与所述带轮固定连接。6.根据权利要求5所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述安装板的形状与所述减速机的形状相匹配，所述安装板包括沿径向依次排列的第一孔位、第二孔位、第三孔位，所述第一孔位用于连接所述波发生器，所述第二孔位用于连接所述柔轮，所述第三孔位用于连接所述刚轮。7.根据权利要求1所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述第一臂体包括主体部、第一连接部、第二连接部，所述第一连接部、所述第二连接部从所述主体部的同一端延伸形成，所述第一连接部与所述第二连接部之间存有用于安装所述第二臂体的间隙。8.根据权利要求7所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述第一连接部开设有第一通孔，所述第二连接部开设有第二通孔，所述第二臂体两侧分别通过所述第一通孔、所述第二通孔与所述第一臂体活动连接。9.根据权利要求8所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述壳体包括盖设于所述第一连接部上的第一壳体、盖设于所述第二连接部上的第二壳体。10.根据权利要求9所述的机器人的关节结构，其特征在于，所述第一壳体通过第一密封圈与所述第一连接部固定连接，所述第二壳体通过第二密封圈与所述第二连接部固定连接。

技术总结
本实用新型涉及机器人设备技术领域，公开了一种机器人的关节结构，包括：壳体；与固定于壳体上的第一臂体活动连接的第二臂体；固定于第二臂体一端的第一运动部件包括：第二臂体一端固定的减速机、与减速机固定连接的带轮、减速机和带轮之间的安装板、第一轴承及第二轴承；第一轴承的外圈与第二臂体固定连接、内圈与减速机固定连接；第二轴承的外圈与安装板固定连接、内圈与减速机固定连接；带轮驱动减速机转动，通过第一轴承带动第二臂体一起转动，以使第二臂体与第一臂体之间产生相对转动。通过上述方式，本实用新型的减速机安装精度仅受第二臂体及安装板两个零件加工精度及装配度影响，容易保证减速机的啮合精度要求，降低了加工要求及成本。加工要求及成本。加工要求及成本。


技术研发人员：余永耀 黄绍平 熊长炜
受保护的技术使用者：广东天机智能系统有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/7/19