一种机器人关节结构及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人关节结构及机器人。

背景技术：

2.机器人(robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。机器人的关节具有一定的负载能力，负载能力是指机器人在工时能够承受的最大载重。现有机器人的关节负载能力不佳，容易受损，从而影响关节旋转的运动精度和零件间的配合。
3.因此如何提高机器人关节的负载能力，提高关节的旋转精度，实为本领域的和相关人员所关注的焦点。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种机器人关节及机器人，用于解决现有技术中的机器人关节的负载能力弱导致关节旋转精度不高的问题。
5.为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型提出一种机器人关节结构，其特征在于：包括旋转电机、连接板、推力轴承、固定座、滚动轴承和连接轴，所述固定座的下侧壁设有具有第一开口的第一腔体，所述固定座的上侧壁设有具有第二开口的第二腔体，所述固定座的内部设有第三腔体，所述第三腔体贯穿所述第一腔体的下侧壁和所述第二腔体的上侧壁，所述推力轴承设于所述第二腔体内，所述滚动轴承设于所述第一腔体内，所述连接轴的上端穿过所述第一腔体、所述第三腔体，进入所述第二腔体与所述连接板的下侧壁连接，所述连接轴的下端与所述滚动轴承连接，所述旋转电机设于所述固定座的上侧壁，所述旋转电机的输出轴与所述连接板的上侧壁连接，所述连接板的下侧壁与所述推力轴承的上侧壁抵接。
6.优选地，所述推力轴承与所述第二腔体内壁通过过盈配合连接。
7.优选地，所述推力轴承包括上止推垫片、下止推垫片和若干滚珠，所述上止推垫片的底侧壁设有第一沟槽，所述下止推片的顶侧壁设有第二沟槽，所述若干滚珠的各个滚珠的一端与所述第一沟槽抵接，所述各个滚珠的另一端与所述第二沟槽抵接，所述若干滚珠在所述第一沟槽和第二沟槽内滚动。
8.优选地，所述滚动轴承与所述第一腔体的内侧壁通过过盈配合连接。
9.优选地，所述滚动轴承包括外轴圈、内轴圈和若干滚球，所述外轴圈的内侧壁设有第三沟槽，所述内轴圈的外侧壁设有第四沟槽，所述若干滚球的各个滚球的一端与所述第三沟槽抵接，所述各个滚球的另一端与所述第四沟槽抵接，所述若干滚球在所述第三沟槽和所述第四沟槽内滚动。
10.优选地，所述第三腔体的的内壁设有环形凸台，所述推力轴承与所述环形凸台的一面抵接，所述滚动轴承与所述环形凸台的另一面抵接。
11.优选地，所述连接轴包括轴柱和u型板，所述轴柱设于所述u型板的底部外壁弯曲处，所述轴柱的一端穿过所述第一腔体、所述第三腔体，进入所述第二腔体与所述推力轴承连接，所述轴柱的另一端穿入所述第一腔体与所述滚动轴承连接。
12.优选地，所述推力轴承套于所述轴柱外。
13.优选地，所述滚动轴承套于所述轴柱外，且与所述u型板顶部外壁抵接。
14.本实用新型实施例还提出了一种机器人，包括如上述的机器人关节结构。
15.实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：
16.采用了上述机器人关节及机器人之后，由于其结构简单，拆装方便，无需使用大量紧固件进行零部件的连接，使得关节易于维修和模块化。同时，该机器人关节结构将机器人大部分负载结构转移到了推力轴承及滚动轴承上，改善了旋转电机输出时的受力情况，从而延长了关节结构的使用寿命，并可以保证关节旋转的运动精度及零部件间的紧密配合。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.其中：
19.图1为一个实施例中机器人关节爆炸图。
20.图2为一个实施例中机器人关节剖视图。
21.图中：固定座1，固定管11，固定板12，推力轴承2，上止推垫片21，下止推垫片22，滚动轴承3，外轴圈31，内轴圈32，连接轴4，轴柱41，对应孔411，u型板42，连接板5，通孔51，定位孔52，旋转电机6。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型实施例提出一种机器人关节结构，如图1～图2所示，包括旋转电机6、连接板5、推力轴承2、固定座1、滚动轴承3和连接轴4，固定座1的下侧壁设有具有第一开口的第一腔体，固定座1的上侧壁设有具有第二开口的第二腔体，固定座1的内部设有第三腔体，第三腔体贯穿第一腔体的下侧壁和第二腔体的上侧壁，推力轴承2设于第二腔体内，滚动轴承3设于第一腔体内，连接轴4的上端穿过第一腔体、第三腔体，进入第二腔体与连接板5的下侧壁连接，连接轴4的下端与滚动轴承3连接，旋转电机6设于固定座1的上侧壁，旋转电机6的输出轴与连接板5的上侧壁连接，连接板5的下侧壁与推力轴承2的上侧壁抵接。
24.具体的，固定座1包括固定板12和固定管11，固定板12与固定管11一体成型，固定板12的底侧壁与固定管11的底侧壁齐平。
25.在本实施例中，旋转电机6的负载和机器人其它部位的负载大部分转移至推力轴
承2和滚动轴承3，提高了机器人关节整体的负载能力，从而提升了关节的旋转精度，解决了现有技术机器人关节负载能力不足导致关节旋转精度低的技术问题。
26.进一步的，如图1所示，推力轴承2与第二腔体内壁通过过盈配合连接。
27.进一步的，推力轴承2包括上止推垫片21、下止推垫片22和若干滚珠，上止推垫片21的底侧壁设有第一沟槽，下止推片22的顶侧壁设有第二沟槽，若干滚珠的各个滚珠的一端与第一沟槽抵接，各个滚珠的另一端与第二沟槽抵接，若干滚珠在第一沟槽和第二沟槽内滚动。
28.具体的，推力轴承2还包括滚珠保持架，滚珠保持架设有若干滚珠孔位，若干滚珠的各个滚珠置于若干滚珠孔位的各个滚珠孔位内，若干滚珠在第一沟槽和第二沟槽内滚动时带动滚珠保持架一同滚动，减少了各个滚珠在滚动时，滚珠间的摩擦力，从而增大了推力轴承整体的负载水平。
29.在本实施例中，当机器人关节竖直放置时，由于推力轴承2能够承受轴向的负载，改善了旋转电机6的输出轴受力情况，保证了关节运动的精度及零部件的紧密配合，解决了现有技术机器人关节负载能力不足导致关节旋转精度低的技术问题。
30.在一些实施例中，如图1所示，滚动轴承3与第一腔体的内侧壁通过过盈配合连接。
31.进一步的，滚动轴承3包括外轴圈31、内轴圈32和若干滚球，外轴圈31的内侧壁设有第三沟槽，内轴圈32的外侧壁设有第四沟槽，若干滚球的各个滚球的一端与第三沟槽抵接，各个滚球的另一端与第四沟槽抵接，若干滚球在第三沟槽和第四沟槽内滚动。
32.具体的，内轴圈32的底侧壁与固定座1的下侧壁齐平。
33.在本实施例中，当机器人关节水平放置时，由于滚动轴承3内有滚球滚动，滚球的滚动作用能够减少消耗在摩擦阻力的功耗，承受滚动轴承3径向的负载，改善了旋转电机6的输出轴受力，保证了关节运动的精度及零部件的紧密配合。
34.在一些实施例中，第三腔体的的内壁设有环形凸台，推力轴承2与环形凸台的一面抵接，滚动轴承3与环形凸台的另一面抵接。
35.具体的，推力轴承2从固定座的第二开口进入第二腔体，至推力轴承2的下止推垫片22与环形凸台的一面抵接，环形凸台对推力轴承2起到限位作用，推力轴承2通过过盈配合卡入第二腔体的内侧壁。同理，滚动轴承3从固定座的第一开口内进入第一腔体，至滚动轴承3的外轴圈31与环形凸台的另一面抵接，环形凸台对滚动轴承3起到限位作用，滚动轴承3通过过盈配合卡入第一腔体的内侧壁。
36.在本实施例中，设置环形凸台能够对推力轴承2和滚动轴承3起到限位作用，限制推力轴承2安装在第二腔体内，同时限制滚动轴承3安装在第一腔体内。
37.在一些实施例中，如图1～图2所示，连接轴4包括轴柱41和u型板42，轴柱41设于u型板42的底部外壁弯曲处，轴柱41的一端穿过第一腔体、第三腔体，进入第二腔体与推力轴承2连接，轴柱41的另一端穿入第一腔体与滚动轴承3连接。
38.进一步的，推力轴承2套于轴柱41外。
39.进一步的，滚动轴承3套于轴柱41外，且与u型板顶部外壁抵接。
40.具体的，轴柱41的一端穿过第一腔体、第三腔体，进入第二腔体与推力轴承2连接，推力轴承2套于轴柱41外且与第二腔体的侧壁过盈配合连接，推力轴承2的上侧壁与连接板5的下侧壁抵接，推力轴承2的下侧壁与环形凸台抵接。轴柱41的另一端进入第一腔体，滚动
轴承3套于轴柱41外且与第一腔体的侧壁过盈配合连接，当轴柱41转动时，带动滚动轴承3转动。
41.进一步的，连接板5设有若干通孔51，轴柱41的顶侧壁设有若干对应孔411，若干通孔51的各个通孔与若干孔的各个孔对位时，若干螺钉的各个螺钉旋入若干通孔51的各个通孔和若干孔的各个孔，连接连接板5和轴柱41。
42.具体的，在此不对若干螺钉、若干通孔51和若干对应孔411的数量做限制。例如：若干螺钉、若干通孔51和若干对应孔411的数量均为3，包括第一螺钉、第二螺钉、第三螺钉；第一通孔、第二通孔、第三通孔；第一对应孔、第二对应孔和第三对应孔。第一通孔和第一对应孔对位时，第一螺钉旋入第一通孔和第一对应孔；第二通孔和第二对应孔对位时，第二螺钉旋入第二通孔和第二对应孔；第三通孔和第三对应孔对位时，第三螺钉旋入第三通孔和第三对应孔；从而连接连接板5和轴柱41。
43.具体的，连接板5置于第二腔体内且与轴柱41的顶侧壁连接。
44.进一步的，旋转电机6设有法兰端面，法兰端面设有若干限位孔，连接板5设有设有若干对应定位孔52，机器人关节结构还包括若干定位销，若干限位孔的各个限位孔与若干对应定位的各个对应定位孔对位时，若干定位销的各个定位销插入各个限位孔和各个对应定位孔，连接旋转电机6和连接板5。
45.具体的，在此不对若干限位孔、若干对应定位孔52、若干定位销的数量做限制。例如，若干定位销、若干限位孔和若干对应定位孔52的数量均为3，包括第一定位销、第二定位销、第三定位销；第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔；第一对应定位孔、第二对应定位孔和第三对应定位孔。第一限位孔和第一对应定位孔对位时，第一定位销插入第一限位孔和第一对应定位孔；第二限位孔和第二对应定位孔对位时，第二定位销插入第二限位孔和第二对应定位孔；第三限位孔和第三对应定位孔对位时，第三定位销插入第三限位孔和第三对应定位孔；从而连接旋转电机6和连接板5。
46.具体的，旋转电机6驱动法兰端面旋转，法兰端面旋转时带动连接板5旋转，连接板5旋转时带动连接轴旋转。连接轴可用于与机器人的其它部位连接，例如：手臂、大腿等，当连接轴转动时则能带动机器人的其它部位转动，使得诸如手臂、大腿等部件活动。
47.进一步的，旋转电机6带有机械刹车结构。
48.在本实施例中，设置机械刹车结构使得旋转电机6能够自锁不继续旋转，从而防止旋转电机6在被断电时关节不受控制的活动，使得机器人摔倒损坏的情况发生。
49.进一步的，旋转电机6设有外壳，外壳盖设于旋转电机6，外壳的底部周缘与固定座1的顶侧壁连接。具体的，外壳的底部周缘通过螺钉与固定座1的顶侧壁连接。
50.本实用新型实施例还提出一种机器人，包括上述的机器人关节结构。
51.以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

技术特征：

1.一种机器人关节结构，其特征在于：包括旋转电机(6)、连接板(5)、推力轴承(2)、固定座(1)、滚动轴承(3)和连接轴(4)，所述固定座(1)的下侧壁设有具有第一开口的第一腔体，所述固定座(1)的上侧壁设有具有第二开口的第二腔体，所述固定座(1)的内部设有第三腔体，所述第三腔体贯穿所述第一腔体的下侧壁和所述第二腔体的上侧壁，所述推力轴承(2)设于所述第二腔体内，所述滚动轴承(3)设于所述第一腔体内，所述连接轴(4)的上端穿过所述第一腔体、所述第三腔体，进入所述第二腔体与所述连接板(5)的下侧壁连接，所述连接轴(4)的下端与所述滚动轴承(3)连接，所述旋转电机(6)设于所述固定座(1)的上侧壁，所述旋转电机(6)的输出轴与所述连接板(5)的上侧壁连接，所述连接板(5)的下侧壁与所述推力轴承(2)的上侧壁抵接。2.如权利要求1所述的机器人关节结构，其特征在于：所述推力轴承(2)与所述第二腔体内壁通过过盈配合连接。3.如权利要求2所述的机器人关节结构，其特征在于：所述推力轴承(2)包括上止推垫片(21)、下止推垫片(22)和若干滚珠，所述上止推垫片(21)的底侧壁设有第一沟槽，所述下止推垫片(22)的顶侧壁设有第二沟槽，所述若干滚珠的各个滚珠的一端与所述第一沟槽抵接，所述各个滚珠的另一端与所述第二沟槽抵接，所述若干滚珠在所述第一沟槽和第二沟槽内滚动。4.如权利要求1所述的机器人关节结构，其特征在于：所述滚动轴承(3)与所述第一腔体的内侧壁通过过盈配合连接。5.如权利要求4所述的机器人关节结构，其特征在于：所述滚动轴承(3)包括外轴圈(31)、内轴圈(32)和若干滚球，所述外轴圈(31)的内侧壁设有第三沟槽，所述内轴圈(32)的外侧壁设有第四沟槽，所述若干滚球的各个滚球的一端与所述第三沟槽抵接，所述各个滚球的另一端与所述第四沟槽抵接，所述若干滚球在所述第三沟槽和所述第四沟槽内滚动。6.如权利要求1所述的机器人关节结构，其特征在于：所述第三腔体的内壁设有环形凸台，所述推力轴承(2)与所述环形凸台的一面抵接，所述滚动轴承(3)与所述环形凸台的另一面抵接。7.如权利要求1所述的机器人关节结构，其特征在于：所述连接轴(4)包括轴柱(41)和u型板(42)，所述轴柱(41)设于所述u型板(42)的底部外壁弯曲处，所述轴柱(41)的一端穿过所述第一腔体、所述第三腔体，进入所述第二腔体与所述推力轴承(2)连接，所述轴柱(41)的另一端穿入所述第一腔体与所述滚动轴承(3)连接。8.如权利要求7所述的机器人关节结构，其特征在于：所述推力轴承(2)套于所述轴柱(41)外。9.如权利要求7所述的机器人关节结构，其特征在于：所述滚动轴承(3)套于所述轴柱(41)外，且与所述u型板顶部外壁抵接。10.一种机器人，其特征在于：包括如权利要求1～9任一所述的机器人关节结构。

技术总结

本实用新型实施例公开了一种机器人关节结构及一种机器人，包括旋转电机、连接板、推力轴承、固定座、滚动轴承和连接轴，固定座设有具有第一开口的第一腔体，具有第二开口的第二腔体，固定座的内部设有第三腔体，第三腔体贯穿第一腔体的下侧壁和第二腔体的上侧壁，推力轴承设于第二腔体内，滚动轴承设于第一腔体内，连接轴的上端穿过第一腔体、第三腔体，进入第二腔体与推力轴承连接，连接轴的下端与滚动轴承连接，旋转电机设于固定座的上侧壁，旋转电机的输出轴与连接板的上侧壁连接。该机器人关节结构将机器人大部分负载结构转移到了推力轴承及滚动轴承上，改善了电机输出时的受力情况，延长关节结构使用寿命，并保证关节旋转的运动精度。运动精度。运动精度。