关节组件及模块化桌面机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种关节组件及模块化桌面机器人，该关节组件包括若干连接端，所述连接端上设置有连接件，所述连接件可与另一关节组件上的连接件配合连接。本发明专利技术中机器人各部件的组装通过连接件上的弯头卡爪与连接环上的卡齿配合实现连接，并通过限位筒上的限位齿之间的相互啮合实现轴向和周向的限位，使得两个连接件在连接后具有较高的连接强度，并且连接后十分紧密不会晃动，使得机械臂部件之间具有较高的稳定性。同时连接件之间的拆装都只需拨动连接环旋转即可，十分的方便快捷，适用于模块化桌面机器人的快速拼装。块化桌面机器人的快速拼装。块化桌面机器人的快速拼装。

【技术实现步骤摘要】
关节组件及模块化桌面机器人
优先权申请
[0001]本申请将作为后续专利申请(包括，但不限于，中国专利技术专利申请、中国技术申请、PCT申请、基于巴黎公约的国外申请)的优先权基础。


[0002]本专利技术属于桌面机器人
，尤其涉及一种关节组件以及利用该关节组件进行拼装的模块化机器人。

技术介绍

[0003]机器人是模拟活体动物的机械电子装置。它可把任一物件或工具按空间位姿(位置和姿态)的时变要求进行移动，从而完成某一作业要求。
[0004]随着科技的不断进步，机器人越来越小型化成本也越来越低廉，逐步进行入到人们的日常生活，成为桌面级的工具。例如，应用于教育领域，其可供教学过程中进行拆装、使用、编程等方面的学习，以培养学生的分析能力、创造能力和实践能力。当前，机器人在教育领域的应用表现出了无可比拟的教育价值和发展前景，其多学科交叉融合的特性为培养宽口径、高素质、复合型的工程人才提供了一个良好的平台。教育机器人的发展应用与学生的思维能力发展和动手实践能力等的培养密不可分，对其深入研究是顺应时代发展的潮流之举。但目前的教学机械臂结构复杂，安装困难，缺少模块化思想。而为了功能多样化，以及实现机器人的形态各异、种类繁多，现有技术提出了提供一种模块化的桌面机器人。
[0005]例如，申请号为CN202111171350.0，专利技术名称为一种模块化教学机械臂平台的中国专利技术专利申请提出了一种模块化概念，其连接臂之间通过一旋转模块和平动模块来实现模块化，以及形成功能形态各异的机械臂。
>[0006]然而，这种模块化的连接方式，由于机器人仅通过该旋转模块和平动模块来实现机械臂之间的连接的同时，还要实现机械臂之间的相互转动，从而使得机械臂之间连接的稳定性相对较差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种关节组件及模块化桌面机器人，能够一定程度地缓解或解决上述至少一个问题，即保证模块化机器人之间机器人的连接的稳定性的同时，可根据需求进行多形态拼装。
[0008]为了解决上述所提到的技术问题，本专利技术具体采用以下技术方案：一种关节组件，所述关节组件包括若干连接端，所述连接端上设置有连接件，所述连接件可与另一关节组件上的连接件配合连接。
[0009]作为一种改进，所述关节组件为一字型、T字型、十字型、弯头型中的一种。
[0010]作为一种改进，所述关节组件包括固定部件和与固定部件活动连接的活动部件，所述固定部件和活动部件上均设置有连接件。
[0011]作为一种改进，所述活动部件利用转轴与固定部件连接，使得活动部件可绕固定部件翻转。
[0012]作为一种改进，所述关节组件包括旋转驱动装置，所述旋转驱动装置的定子和转子部分均设置有连接件。
[0013]作为一种改进，所述连接件包括安装座以及周向排布在安装座上的弯头卡爪；所述弯头卡爪之间留有间隙，用于在于另一连接件配合连接时容纳其他连接件上的弯头卡爪；还包括可旋转的连接环，所述连接环上设置有若干卡齿，当卡齿旋入其他连接件的弯头卡爪内时能阻止其退出；所述安装座上还设置有限位筒，所述限位筒上设置有若干周向排布的限位齿；所述限位齿可与另一连接件上的限位齿啮合。利用两个连接件的弯头卡爪和连接环相互卡接实现高强度连接，限位筒实现径向和周向的限位。两个连接件之间的拆装只需拨动连接环即可。
[0014]作为一种改进，所述弯头卡爪呈“7”字形。
[0015]作为一种改进，所述卡齿的宽度小于弯头卡爪的宽度。避免连接的时候发生干涉。
[0016]作为一种改进，所述弯头卡爪的头部较根部窄。能够起到导向作用，使得连接更加顺畅。
[0017]作为一种改进，所述弯头卡爪为沿圆周均匀分布的8个，所述相邻弯头卡爪之间的间隙大于弯头卡爪的宽度。使得连接时两个连接件的卡爪之间具有一定的旷量，便于连接。
[0018]作为一种改进，所述限位齿为波浪形，相邻限位齿之间间隙的形状与限位齿的形状一致。波浪形的限位齿头部较为圆钝，相互啮合的时候避免损伤，并且由于间隙与限位齿的形状一致，可以使得啮合更加的紧密，使得其在周向上无法转动，保证了连接后的紧密型。
[0019]作为一种改进，所述限位齿为沿圆周均匀分布的16个。使得两个连接件之间可调节的周向角度为11.25
°
，既不会太大不够精密影响两个连接件弯头卡爪之间的相互插接，也不会太小使得摩擦力太大啮合困难。
[0020]作为一种改进，所述安装座为圆筒状；所述弯头卡爪、限位筒固定在安装座上；所述连接环套于限位筒上且可绕限位筒转动；还包括用于拨动连接环旋转的驱动环；所述驱动环套于安装座外与安装座同轴设置；所述驱动环利用连杆与连接环连接。
[0021]作为一种改进，所述驱动环外环面上设置有防滑并标识旋转方向的凸起。
[0022]作为一种改进，所述关节组件包括壳体，所述旋转驱动装置设置在壳体内，其定子部分与壳体固定；定子部分上设置的连接件的安装座固定在壳体上；转子部分上设置的连接件利用轴承与壳体连接。
[0023]作为一种改进，转子部分上设置的连接件的限位筒上开有周向的放线长孔，所述放线长孔在周向上间隔设置的两个。由于机械臂组件之间的转动不会超过360
°
，因此通过放线长孔放线能够避免绞线。
[0024]本专利技术还提供一种模块化桌面机器人，所述机器人由若干机械臂组件组装而成；所述机械臂组件包括臂节和功能组件；所述机械臂组件之间利用上述关节组件进行连接。
[0025]本专利技术的有益之处在于：
[0026]现有技术中的模块化概念，仅仅是针对机器人的连接臂与连接臂之间的对接而言，因此，其通过设计一个旋转模块和平动模块来同时实现机器人的连接臂之间的对接和
相互转动。然而，连接臂之间的对接要求的是稳定性，而为了实现多形态的变化，连接臂之间的转动要求的是灵活性，也即是说，通过一个旋转模块和平动模块来同时实现连接臂之间的稳定连接和灵活转动本身就有一定的矛盾性。例如，为了保证灵活性就会牺牲一定的稳定性，从而导致机器人之间对接的稳定性；或者，为了保证对接的稳定性，就需要牺牲一定的灵活性，这两者通过相同部件来实现是存在相互干扰的。
[0027]本专利技术的核心在于：不仅仅是机器人的臂节与臂节之间对接的模块化，而是实现臂节本身和/或关节的模块化，具体地，通过设计一种独立的关节组件来实现模块化，对于不需要转动的机器人组件之间，或者，需要调节机器人的组件中连接臂节长度时，可直接通过关节组件上的非运动端的连接件进行稳定对接，从而实现机器人臂节之间的稳定对接，或者臂节长度的调整；而对于需要相互转动的机器人臂节组件之间，可通过关节组件运动端和非运动端上的连接件进行稳定对接的同时，还可通过关节组件的运动端来带动机器人臂节之间进行转动，进而实现机器人臂节的稳定连接的同时，还实现了臂节组件之间的转动，且相互不干扰。
[0028]本专利技术中机器人各部件的组装通过连接件上的弯头卡爪与连接环上的卡齿配合实现连接，并通过限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关节组件，其特征在于：所述关节组件包括若干连接端，所述连接端上设置有连接件，所述连接件可与另一关节组件上的连接件/机器人的机械臂组件上的连接件配合连接；其中，所述连接件包括安装座以及周向排布在安装座上的若干弯头卡爪；所述弯头卡爪之间留有间隙，用于在与另一连接件配合连接时容纳所述另一连接件上的弯头卡爪；所述连接件还包括可旋转的连接环，所述连接环上设置有若干卡齿，当卡齿旋入其他连接件的弯头卡爪内时能阻止其退出；所述安装座上还设置有限位筒，所述限位筒上设置有若干周向排布的限位齿；所述限位齿可与另一连接件上的限位齿啮合。2.根据权利要求1所述的一种关节组件，其特征在于：所述关节组件为一字型、T字型、十字型、弯头型中的一种；和/或，所述关节组件包括具有至少一个运动端的关节组件，其中，所述运动端包括旋转驱动装置，所述旋转驱动装置的定子和转子部分均设置有所述连接件。3.根据权利要求1所述的一种关节组件，其特征在于：所述关节组件包括固定部件，以及与固定部件活动连接的活动部件，所述固定部件和活动部件上均设置有连接件。4.根据权利要求3所述的一种关节组件，其特征在于：所述活动部件利用转轴与固定部件连接，使得活动部件可绕固定部件翻转。5.根据权利要求1所述的一种关节组件，其特征在于：所述卡齿的宽度小于弯头卡爪的宽度；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：周渝阳，唐圣波，李昊，周志铭，
申请(专利权)人：创造元科技重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：