机械关节及机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及机械制造技术领域，尤其是涉及一种机械关节及机器人。该机械关节包括：基座；球头杆，球头杆包括相连接的球头和支杆，球头可转动地设置在基座上；麦克纳姆轮，麦克纳姆轮与球头相接触；驱动装置，驱动装置与基座相对固定地设置，驱动装置驱动连接麦克纳姆轮，以使麦克纳姆轮驱动球头绕球头的球心转动。该机器人包括该机械关节。该机械关节和机器人，一方面增加了球头杆能够转动的自由度，从而提高了该机械关节的灵活性；另一方面避免了设置多级连杆结构，简化了结构，使机械关节的结构更加紧凑，有利于减重，从而能够实现在狭小空间内使用该机械关节。

Mechanical Joints and Robots

【技术实现步骤摘要】
机械关节及机器人
本技术涉及机械制造
，尤其是涉及一种机械关节及机器人。
技术介绍
随着现代工业化进程加快，机械自动化成为了社会的一种趋势。在工业生产中已经大量运用机器人完成生产线的加工与制造，随着人们对物质文化需求的增多，机器人也渐渐走入了人们的生活之中。机器人完成复杂的作业动作依赖于机械关节的灵活性，但是目前的一处机械关节通常仅能在一个自由度内转动，即能够前后转动或能够左右转动，显然不够灵活，限制了机器人的作业动作的复杂程度，进而限制了机器人的使用范围；相关技术中采用多个机械关节相配的技术方案来实现在多自由度内转动，因而需要设置多级连杆，导致结构复杂，体积庞大，进一步削减了灵活性。
技术实现思路
本技术的第一方面的目的在于提供一种机械关节。本技术的第二方面的目的在于提供一种机器人。第一方面，本技术的提供了一种机械关节，包括：基座；球头杆，所述球头杆包括相连接的球头和支杆，所述球头可转动地设置在所述基座上；麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮与所述球头相接触；驱动装置，所述驱动装置与所述基座相对固定地设置，所述驱动装置驱动连接所述麦克纳姆轮，以使所述麦克纳姆轮驱动所述球头绕所述球头的球心转动。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述麦克纳姆轮的数量为至少三个，所述驱动装置的数量为至少三个，每个所述驱动装置驱动连接一个所述麦克纳姆轮。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，至少三个所述麦克纳姆轮均匀分布在所述球头的周向。结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，至少三个所述麦克纳姆轮的轴线的延长线相交于一点；所述麦克纳姆轮与所述球头的接触点为驱动作用点，所述驱动作用点与所述球头的球心的连线垂直于所述麦克纳姆轮的轴线。结合第一方面的第一种可能的实施方式、第二种可能的实施方式或第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述驱动装置为电机，所述电机的输出轴与所述麦克纳姆轮同轴连接。结合第一方面的第一种可能的实施方式、第二种可能的实施方式、第三种可能的实施方式或第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述基座包括至少三个子基座和容置件；至少三个所述子基座两两相连接，一个所述子基座垂直于一个所述麦克纳姆轮的轴线，一个所述电机设置在一个所述子基座上；所述容置件设置在至少三个所述子基座上，所述容置件的容置空间与所述球头相适配，所述球头可转动地设置在所述容置件内。结合第一方面的第一种可能的实施方式、第二种可能的实施方式、第三种可能的实施方式、第四种可能的实施方式或第五种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述容置件为容置环，所述容置环设置在所述支杆与所述麦克纳姆轮之间；至少三个所述麦克纳姆轮的轴线的延长线的交点与所述球头的球心的连线为中心线，所述中心线与所述容置环的轴线共线设置。结合第一方面的第一种可能的实施方式、第二种可能的实施方式、第三种可能的实施方式、第四种可能的实施方式、第五种可能的实施方式或第六种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述麦克纳姆轮的数量为三个，所述驱动装置的数量为三个。结合第一方面的第一种可能的实施方式、第二种可能的实施方式、第三种可能的实施方式、第四种可能的实施方式、第五种可能的实施方式、第六种可能的实施方式或第七种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述容置件与所述球头接触的表面为精加工表面，所述球头的表面设置有防滑涂层。本技术的第二方面提供的机器人，包括第一方面提供的任一技术方案中的机械关节。本技术提供的机械关节，包括基座、球头杆、麦克纳姆轮和驱动装置，球头杆包括球头和支杆，球头可转动地设置在基座上，麦克纳姆轮与球头相接触，驱动装置与基座相对固定地设置，驱动装置驱动连接麦克纳姆轮，以使麦克纳姆轮驱动球头绕球头的球心转动，同时球头转动的同时带动支杆转动。通过麦克纳姆轮驱动球头杆转动，一方面由于麦克纳姆轮能够实现多方向的驱动，所以增加了球头杆能够转动的自由度，从而提高了该机械关节的灵活性，提高了机器人能够实现的作业动作的复杂程度，进而提高了机器人的适用范围；另一方面该机械关节通过麦克纳姆轮和一个球头杆就能够实现多自由度驱动，避免了设置多级连杆结构，简化了结构，使机械关节的结构更加紧凑，有利于减重，从而能够实现在狭小空间内使用该机械关节，进一步提高了该机械关节的适用范围和实用性。本技术提供的机器人，包括第一方面的任一实施方式中的机械关节。所以该机器人，一方面由于麦克纳姆轮能够实现多方向的驱动，所以增加了球头杆能够转动的自由度，从而提高了该机械关节的灵活性，提高了机器人能够实现的作业动作的复杂程度，进而提高了机器人的适用范围；另一方面该机械关节通过麦克纳姆轮和一个球头杆就能够实现多自由度驱动，避免了设置多级连杆结构，简化了结构，使机械关节的结构更加紧凑，有利于减重，从而能够实现在狭小空间内使用该机械关节，进一步提高了该机器人的适用范围和实用性。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。图1为本技术实施例一提供的机械关节的一个结构示意图；图2为本技术实施例一提供的机械关节的两个不同状态对比图；图3为本技术实施例一提供的机械关节的另一个结构示意图；图4为本技术实施例二提供的机器人的原理结构框图。图标：1-机械关节；10-基座；100-子基座；101-容置件；102-支架；11-球头杆；110-球头；111-支杆；112-球心；12-麦克纳姆轮；13-驱动装置。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械关节，其特征在于，包括：基座；球头杆，所述球头杆包括相连接的球头和支杆，所述球头可转动地设置在所述基座上；麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮与所述球头相接触；驱动装置，所述驱动装置与所述基座相对固定地设置，所述驱动装置驱动连接所述麦克纳姆轮，以使所述麦克纳姆轮驱动所述球头绕所述球头的球心转动。

【技术特征摘要】
1.一种机械关节，其特征在于，包括：基座；球头杆，所述球头杆包括相连接的球头和支杆，所述球头可转动地设置在所述基座上；麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮与所述球头相接触；驱动装置，所述驱动装置与所述基座相对固定地设置，所述驱动装置驱动连接所述麦克纳姆轮，以使所述麦克纳姆轮驱动所述球头绕所述球头的球心转动。2.根据权利要求1所述的机械关节，其特征在于，所述麦克纳姆轮的数量为至少三个，所述驱动装置的数量为至少三个，每个所述驱动装置驱动连接一个所述麦克纳姆轮。3.根据权利要求2所述的机械关节，其特征在于，至少三个所述麦克纳姆轮均匀分布在所述球头的周向。4.根据权利要求3所述的机械关节，其特征在于，至少三个所述麦克纳姆轮的轴线的延长线相交于一点；所述麦克纳姆轮与所述球头的接触点为驱动作用点，所述驱动作用点与所述球头的球心的连线垂直于所述麦克纳姆轮的轴线。5.根据权利要求4所述的机械关节，其特征在于，所述驱动装置为电机，所述电机的输出轴与所述麦克...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋梁，杨建国，许俊，
申请(专利权)人：上海华普汽车有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31