一種肩部傳動裝置及應用其的機器人的製作方法

2023-10-25 10:59:42

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種肩部傳動裝置及應用其的機器人。

背景技術：

隨著機器人的不斷發展，機器人的運動方式越來越要求接近人類的實際動作，為了實現機器人各個關節的運動與人類實際關節運動的一致性，使機器人能夠儘量模仿人類的動作，需要保證機器人各個關節處的自由度與人類相對應關節處的自由度一致。肩部需要有兩個自由度的轉動，所以現有技術中的機器人的肩關節通常採用兩組結構上相互獨立的傳動裝置，每組傳動裝置分別提供一個自由度，這導致關節整體結構複雜，動態響應性差，裝配複雜，不便維護；此外，為了實現兩個自由度，兩個傳動裝置之間通過鈑金件相連接，兩個傳動裝置的內部引出的連接線在傳動裝置的外側布線，實現與其他零部件相連接，由於每個傳動裝置在運動的時候需要轉動，所以將會導致連接線與鈑金件相接觸，且鈑金件邊緣帶有稜角，所以當傳動裝置轉動時，鈑金件的稜角會切割到連接線，這將會大大降低連接線的使用壽命，不利於機器人的正常工作。

技術實現要素：

本發明的目的是提出一種肩部傳動裝置，用於實現肩部關節兩個自由度轉動且結構簡單，動態響應好，便於維護。

本發明的另一個目的是提出一種具有上述肩部傳動裝置的機器人。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

一種肩部傳動裝置，共同用於實現肩部關節兩個自由度轉動的第一傳動裝置和第二傳動裝置。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述第一傳動裝置的一端轉動連接有第二傳動裝置，所述第一傳動裝置中轉動設置有第一轉動機構，所述第一轉動機構遠離所述第二傳動裝置的一端固定連接有連接裝置，所述連接裝置與所述第二傳動裝置相固定，所述第二傳動裝置內轉動設置有第二轉動機構，所述第一轉動機構與所述第二轉動機構的轉軸不平行。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述第一傳動裝置為第一舵機，所述第二傳動裝置為第二舵機。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述第一舵機與所述第二舵機兩者，一個設置有環狀卡凸，另一個設置有與所述環狀卡凸相適配的環狀卡槽，所述環狀卡凸滑動卡接在所述環狀卡槽內。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述第一舵機與所述第二舵機之間設置有旋轉機構,所述旋轉機構的一端固定連接在所述第二舵機靠近第一舵機的一端,另一端轉動設置在所述第一舵機上環狀卡槽內。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述旋轉機構的內部開設有連通所述第一舵機和所述第二舵機內腔的第一通孔，所述第一舵機的內部開設有沿豎直方向的第二通孔，所述第一通孔與所述第二通孔相導通。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述第一舵機的內部設置有第一電路板，所述第一電路板上固定設置有第一引線柱，所述第一引線柱上連接有第一舵機線，所述第一舵機線穿過所述第一通孔及第二通孔引出至所述肩部傳動裝置的外部。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述第二舵機遠離所述第二轉動裝置的一側開設有第三通孔，所述第三通孔與所述第二舵機的內部相導通，所述第二舵機的內部設置有第二電路板，所述第二電路板上固定連接有第二引線柱，所述第二引線柱上連接有第二舵機線，所述第二舵機線穿過所述第三通孔引出至所述肩部傳動裝置的外部。

作為一種肩部傳動裝置的優選方案，所述連接裝置包括與所述第一轉動機構通過花鍵固定連接的輸出盤,所述輸出盤遠離所述第一轉動機構的一端通過連杆與輸入盤固定連接,所述輸入盤固定設置在所述第二舵機上。

一種機器人，包括如上所述的肩部傳動裝置。

本發明的有益效果為：

本發明提供的肩部傳動裝置，通過設置相互轉動連接的第一傳動裝置和第二傳動裝置，在第一傳動裝置內部轉動設置有第一轉動機構，第一轉動裝置通過連接裝置固定連接第二傳動裝置，這樣在第一轉動機構旋轉的時候，能夠將一個自由度的旋轉傳遞給第二傳動裝置，而第一傳動裝置的外殼保持不動，同時，在第二傳動裝置內轉動設置有第二轉動機構，且第二轉動機構與第一轉動機構的旋轉軸不平行，從而能夠實現肩部傳動裝置的第二個自由度的旋轉，此一體化的肩部傳動裝置能夠實現肩部關節兩個自由度的轉動，並且還能夠使整個肩部關節整體結構簡單，動態響應性好，便於維護。本申請提供的機器人由於肩部關節使用上述一體化的肩部傳動裝置，可以使得機器人的肩部關節實現兩個自由度的轉動，並且使得機器人整機的安裝簡單，動態響應性好且便於維護。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實施例一提供的肩部傳動裝置的結構示意圖；

圖2是實施例一提供的肩部傳動裝置的右視圖；

圖3是圖2中g-g方向的剖視圖；

圖4是圖2中h-h方向的剖視圖。

圖中標記如下：

11-第一舵機；12-第二舵機；13-連接裝置；14-旋轉機構；15-第一舵機線；16-第二舵機線；

111-第一轉動機構；112-第一電路板；

1121-第一引線柱；

121-第二轉動機構；122-第二通孔；123-第三通孔；124-第二電路板；

1241-第二引線柱；

131-花鍵；132-輸出盤；133-連杆；134-輸入盤；

141-第一通孔。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。在本申請中，除非特別限定，術語「前後」是指圖2和圖4中ab箭頭所指的方向，術語「左右」是圖3和圖4中cd箭頭所指的方向，術語「上下」是圖2和圖3中箭頭ef所指的方向，其餘方向均以上述方向作為參考基準。

實施例一：

如圖1至圖4所示，實施例一提供了一種肩部傳動裝置，包括第一傳動裝置，第一傳動裝置的一端轉動連接有第二傳動裝置，第一傳動裝置中轉動設置有第一轉動機構111，第一轉動機構111遠離第二傳動裝置的一端固定連接有連接裝置13，連接裝置13與第二傳動裝置相固定，第二傳動裝置內轉動設置有第二轉動機構121，第一轉動機構111與第二轉動機構121的旋轉軸不平行，用於共同實現肩部關節兩個自由度的轉動。當第一轉動機構111旋轉的時候，能夠將一個自由度的旋轉運動通過連接裝置13傳遞給第二傳動裝置，而第一傳動裝置的外殼由於與第一轉動機構111可轉動的連接，所以可以保持不動；同時，在第二傳動裝置內轉動設置有第二轉動機構121，且第二轉動機構121與第一轉動機構111的旋轉軸不平行，從而能夠實現肩部傳動裝置的第二個自由度的旋轉，此一體化的肩部傳動裝置能夠實現肩部關節兩個自由度的轉動，並且還能夠使整個肩部關節整體結構簡單，動態響應性好，便於維護。具體地，第一傳動裝置為第一舵機11，第二傳動裝置為第二舵機12，選用舵機是因為舵機內部結構緊湊，易於安裝，控制簡單，大扭力，成本低，並且轉動的角度可以保持在驅動當中，穩定性好。

連接裝置13包括與第一轉動機構111通過花鍵131固定連接的輸出盤132,輸出盤132遠離第一轉動機構111的一端通過連杆133與輸入盤134固定連接,輸入盤134固定設置在第二舵機12上。第一轉動機構111轉動的時候，帶動花鍵131進行轉動，花鍵131再帶動固定在其上的輸出盤132轉動，由於連杆133分別與輸出盤132和輸入盤134固定連接，所以能夠帶動輸入盤134，又因為輸入盤134固定連接在第二舵機12上，所以通過第一轉動機構111的轉動，能夠最終帶動第二舵機12的運動。此外，第一舵機11設置有環狀卡凸，第二舵機12設置有與環狀卡凸相適配的環狀卡槽，環狀卡凸滑動卡接在環狀卡槽內，這種結構設置的好處可以保證第一舵機11和第二舵機12之間相互轉動，為第二舵機12實現兩個自由度上的旋轉提供保證。所以能夠保證第一轉動機構111的旋轉帶動第二舵機12相對於第一舵機11轉動。

此外，還可以在第二舵機12上設置環狀卡凸，在第一舵機11上設置有環狀卡槽。為了達到更好的轉動效果和防止環狀卡凸和環狀卡槽之間的摩擦受損，在環狀卡凸和環狀卡槽之間設置有環狀軸承。此外，為了實現第一舵機11和第二舵機12之間的相互轉動，第一舵機11與第二舵機12之間設置有旋轉機構14,旋轉機構14的一端固定連接在第二舵機12靠近第一舵機11的一端,另一端轉動設置在第一舵機11上環狀卡槽內，這樣當旋轉時間過長，旋轉接觸部位磨損較嚴重，只需要更換旋轉機構14即可，而不需要將整個第一舵機11或者第二舵機12進行更換，能夠更好的節約成本。

旋轉機構14的內部開設有連通第一舵機11和第二舵機12內腔的第一通孔141，第二舵機12的內部開設有沿豎直方向的第二通孔122，第一通孔141與第二通孔122相導通。第一舵機11的內部設置有第一電路板112，第一電路板112上固定設置有第一引線柱1121，第一引線柱1121上連接有第一舵機線15，第一舵機線15穿過第一通孔141及第二通孔122引出至肩部傳動裝置的外部。通過將從第一舵機11中引出的第一舵機線15從第一通孔141和第二通孔122穿出至肩部傳動裝置的外部，可以保證第二舵機12相對於第一舵機11旋轉時候，第一舵機線15能夠處在第二舵機12旋轉軸的位置，避免了由於第二舵機12的旋轉而對第一舵機線15造成拉扯的危害，提高了第一舵機線15的使用壽命，減少了不要的維修時間及人力成本。

第二舵機12遠離第二轉動機構121的一側開設有第三通孔123，第三通孔123與第二舵機12的內部相導通，第二舵機12的內部設置有第二電路板124，第二電路板124上固定連接有第二引線柱1241，第二引線柱1241上連接有第二舵機線16，第二舵機線16穿過第三通孔123引出至肩部傳動裝置的外部。這樣設置的好處在於，可以防止手臂部傳動裝置相對於肩部傳動裝置轉動對於第二舵機線16的拉扯，提高了第二舵機線16的使用壽命，減少了不必要的維修時間及人力成本。

實施例二：

實施例二提供了一種機器人，包括如實施例一中的肩部傳動裝置，本申請提供的機器人由於肩部關節使用上述一體化的肩部傳動裝置，可以使得機器人的肩部關節實現兩個自由度的轉動，並且使得機器人整機的安裝簡單，動態響應性好且便於維護。

注意，以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施方式的限制，上述實施方式和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內，本發明的要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。