机器人关节结构的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人关节结构。

背景技术：

机器人是用于根据控制终端发送的控制指令执行相应动作的机器设备，机器人上设有用于搭建机器人的脚部、腿部和肘部等部位的关节结构。每一关节结构包括舵机和与舵机配合的连接件，连接件可绕舵机转动。现有机器人关节结构中，舵机与连接件配合不够紧密，在转动过程中容易脱落，且将连接件装配到舵机的过程中复杂，影响用户体验。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有机器人关节结构存在的不足，提供一种舵机与连接件配合紧密且组装过程简单的机器人关节结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机器人关节结构，包括舵机和连接件，所述舵机包括呈六面体状的舵机本体和输出轴，所述输出轴的一端伸出所述舵机本体外；

所述舵机本体的一侧面上设有舵盘，所述舵盘固定在所述输出轴上并可绕所述输出轴转动；

所述连接件包括第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂，所述第一连接臂和所述第三连接臂设置在所述第二连接臂两端同侧并向外延伸，且所述第一连接臂和所述第三连接臂平行相对设置；

所述第一连接臂上设有至少一个供所述舵盘插入并与所述舵盘紧密配合的连接槽；

所述第三连接臂通过转轴机构与所述舵机本体活动连接，所述转轴机构设置在与所述舵盘相对的侧面且与所述舵盘同轴设置。

优选地，所述转轴机构包括设置在所述舵机本体上的第一连接孔、设置在所述第三连接臂上的第二连接孔、以及可拆卸安装在所述第二连接孔上的连接销；所述连接销可插入所述第一连接孔上，所述第一连接孔与所述舵盘同轴设置。

优选地，所述连接销包括销本体、设置在所述销本体一面上的用于插入所述第一连接孔的凸起、以及设置在所述销本体另一面上的两个卡爪，所述卡爪的端部设有限位凸缘；

所述第二连接孔上设有第二限位凹缘，所述第二限位凹缘与所述限位凸缘相互配合。

优选地，所述转轴机构包括设置在所述舵机本体的一侧面与所述舵盘同轴设置的转轴孔或转轴凸起，所述第三连接臂上相应设有转轴凸起或转轴孔，所述转轴孔和所述转轴凸起相互配合。

优选地，所述舵盘和所述连接槽上设有相互配合的紧固组件。

优选地，所述连接槽包括底板、顶板、左侧板、右侧板和后侧板，所述顶板上设有供所述舵盘插入的开口；

所述舵盘纵截面呈T型设置，包括柱部和盘部；

所述紧固组件设置在所述柱部和所述顶板上。

优选地，所述紧固组件包括相互配合的限位卡凸和限位卡槽；所述顶板的开口的相对两侧壁上各设有一所述限位卡凸；所述柱部相对位置上各设有一所述限位卡槽。

优选地，所述顶板包括一体成型的顶板左部、顶板右部和顶板后部；所述顶板左部和顶板右部的相对位置上各设有一所述限位卡凸；所述顶板左部和所述顶板右部上各设有一条状槽；所述条状槽的方向与所述顶板的开口方向平行，且设置在靠近所述限位卡凸的位置。

优选地，所述底板、所述顶板、所述左侧板和所述右侧板上至少设有一紧固筋，所述紧固筋的方向与所述顶板的开口方向相同。

优选地，所述紧固筋远离所述后侧板的一端设有倒角；所述顶板的开口处设有倒角。

优选地，所述第一连接臂和所述第三连接臂呈长方形或六边形设置，所述六边形相对的两边相互平行。

优选地，所述第二连接臂上设有安装槽、连接盘或第三连接孔；

所述舵机本体的至少一侧面上设有所述安装槽；

所述安装槽与所述连接槽规格相同；所述连接盘与所述舵盘规格相同；所述第三连接孔与所述第一连接孔或所述第二连接孔的规格相同。

优选地，所述舵机本体、所述第一连接臂、所述第三连接臂或所述连接槽上还设有若干所述第三连接孔。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：本实用新型所提供的机器人关节结构中，舵机的舵盘插入连接件的连接槽上；第三连接臂通过转轴机构与舵机本体活动连接，且舵盘可绕输出轴转动，从而使设有连接槽的连接件可绕输出轴和转轴机构转动。该机器人关节结构中，通过舵盘和连接槽的紧密配合，以实现舵机和连接件配合紧密，避免转动过程脱落。而且，该机器人关节结构组装过程中，只需将舵盘插入连接槽并使转轴机构相互配合即可，组装过程简单，有利于提高用户体验。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例中的机器人关节结构的结构示意图；

图2是图1所示机器人关节结构的一剖面图；

图3是图1所示机器人关节结构中的舵机的结构示意图；

图4是图1所示机器人关节结构中的连接件的结构示意图；

图5是图4所示连接件的主视图；

图6是图4所示连接件的后视图；

图7是图6中A-A线的剖面图；

图8是本实用新型另一实施例中的机器人关节结构的连接件的结构示意图；

图9是本实用新型另一实施例中的机器人关节结构的连接件的结构示意图；

图中：100、舵机；110、舵机本体；120、输出轴；130、舵盘；131、柱部；132、盘部；200、连接件；210、第一连接臂；220、第二连接臂；230、第三连接臂；240、连接槽；241、底板；242、顶板；2421、顶板左部；2422、顶板右部；2423、顶板后部；243、左侧板；244、右侧板；245、后侧板；246、条状槽；247、紧固筋；248、倒角；300、紧固组件；310、限位卡凸；320、限位卡槽；400、转轴机构；410、第一连接孔；411、第一限位凹缘；420、第二连接孔；421、第二限位凹缘；430、连接销；431、销本体；432、凸起；433、卡爪；4331、限位凸缘；510、安装槽；520、连接盘；530、第三连接孔。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1和图2示出本实施例中的机器人关节结构。该机器人关节结构包括舵机100和可相对舵机100转动的连接件200。如图1和图2所示，舵机100包括呈六面体状的舵机本体110和输出轴120。其中，输出轴120设置在舵机本体110内，且输出轴120的一端伸出舵机本体110外；可以理解地，输出轴120可转动。舵机本体110的一侧面上设有舵盘130，本实施例中，舵盘130设置在舵机本体110的顶面。舵盘130固定在输出轴120上并可绕输出轴120转动；即舵机100工作时，输出轴120带动固定在其上的舵盘130转动。如图3所示，舵盘130纵截面呈T型设置，包括柱部131和盘部132。盘部132的形状包括但不限于正方形；柱部131的形状包括但不限于圆柱状。

如图4、图8和图9所示，连接件200包括一体成型的第一连接臂210、第二连接臂220和第三连接臂230，第一连接臂210和第三连接臂230设置于第二连接臂220两端同侧并向外延伸，且第一连接臂210和第三连接臂230平行相对设置，使得连接件200近似呈Π形设置。可以理解地，第一连接臂210和第三连接臂230之间的距离与舵机本体110的顶面和底面之间的距离相同，连接件200可由塑料等能够发生形变的材料制成，使得机器人关节结构组装时，可将舵机100可设置在连接件200内(如图2所示)，并使连接件200相对舵机100转动。如图8和图9所示，第一连接臂210和第三连接臂230呈长方形；如图4所示，第一连接臂210和第二连接臂220六边形设置，且六边形相对的两边互相平行；可以理解地，第一连接臂210和第二连接臂220还可采用其他形状。本实施例中，第二连接臂220与第一连接臂210和第三连接臂230垂直，并呈长方形设置。

如图4和图8所示，第一连接臂210上可设有一个供舵盘130插入并与舵盘130紧密配合的连接槽240，使得连接件200与一个舵机100配合，实现一个自由度机器人关节结构的组装。如图9所示，第一连接臂210可以设有两个供舵盘130插入并与舵盘130紧密配合的连接槽240，使得连接件200可与两个舵机100配合，实现两个自由度机器人关节结构的组装。

如图4-图7所示，连接槽240包括呈六面体结构设置的底板241、顶板242、左侧板243、右侧板244和后侧板245，底板241、顶板242、左侧板243、右侧板244和后侧板245围成容纳舵盘130的盘部132的空间，其中，顶板242上设有供舵盘130插入的开口。如图7所示，顶板242包括一体成型的顶板左部2421、顶板右部2422和顶板后部2423，使得顶板242上形成一U形的开口，以供舵盘130插入。具体地，顶板左部2421的内侧臂和顶板右部2422的内侧壁之间的距离与舵盘130的柱部131直径相匹配，以实现紧密配合。可以理解地，设置在第一连接臂210上的连接槽240的顶板242与第一连接臂210的内表面平齐，以使连接槽240的顶板242上的开口设置在第一连接臂210的内侧，从而使舵机100的舵盘130可插入第一连接臂210的连接槽240上。本申请中，连接槽240的各部分确定方法为：U形开口朝上且正对U形开口的入口，确定连接槽240的顶底、左右及前后。

具体地，舵盘130和连接槽240上设有相互配合的紧固组件300，用于保证舵盘130和连接槽240连接的紧密性。其中，紧固组件300设置在舵盘130的柱部131和连接槽240的顶板242上。如图3所示，紧固组件300包括相互配合的限位卡凸310和限位卡槽320。其中，顶板242的开口的相对两侧壁上各设有一限位卡凸310，即顶板左部2421和顶板右部2422的内侧臂的相对位置上各设有一限位卡凸310。柱部131的相对位置上各设有一限位卡槽320；本实施例中，正方形的盘部132的各边中点的相应位置的柱部131上各设有一限位卡槽320，限位卡槽320竖向贯穿设置于柱部131，当把舵盘130推入连接槽240时，限位卡凸310与限位卡槽320结合起到紧固作用。

可以理解地，将舵机100的舵盘130插入第一连接臂210上的连接槽240时，由于顶板242上设有限位卡凸310且柱部131上设有限位卡槽320，通过限位卡凸310与限位卡槽320的配合，实现舵盘130与连接件200的紧密配合，保证两者连接的紧密性，避免舵盘130带动连接件200转动过程中脱落。

顶板左部2421和顶板右部2422上各设有一条状槽246，条状槽246的方向与顶板242的开口方向平行，且条状槽246设置在靠近限位卡凸310的位置，从而使条状槽246与限位卡凸310之间形成一形变薄壁。在将舵盘130插入连接槽240或将舵盘130从连接槽240上脱离时，形变薄壁产生一定形变，从而使限位卡凸310插入限位卡槽320内或使限位卡凸310从限位卡槽320中脱离。

如图4-图7所示，底板241、顶板242、左侧板243和右侧板244上至少设有一紧固筋247，紧固筋247的方向与顶板242的开口方向相同。紧固筋247的设置，用于保障舵盘130与连接槽240之间配合的紧密性，避免舵盘130带动连接件200转动过程中脱落，影响用户体验。本实施例中，底板241上设有两根紧固筋247，顶板左部2421、顶板右部2422、左侧板243和右侧板244上各设有一根紧固筋247；六根紧固筋247所界定的空间与舵盘130的盘部132的形状大小相匹配，以保证舵盘130插入连接槽240时的紧密性，避免脱落。进一步地，可使设置在底板241和顶板242上的紧固筋247的高度不同，以使连接槽240的高度满足用户需求。

具体地，紧固筋247远离后侧板245的一端设有倒角248；并且顶板242的开口处设有倒角248，以使连接槽240上供舵盘130插入的开口由大而小，便于舵盘130插入。其中，倒角248可以是倒斜角，也可以是倒圆角。可以理解地，顶板左部2421和顶板右部2422在顶板242的开口入口位置处设有倒圆角，以便于舵盘130插入。

该机器人关节结构还包括转轴机构400，第三连接臂230通过转轴机构400与舵机本体110活动相连，转轴机构400设置在与舵盘130相对的一侧面上，且与舵盘130同轴设置。

在一种实施例中，转轴机构400包括设置在舵机本体110的一侧面上的与舵盘130同轴设置的第一连接孔410、设置在第三连接臂230上的第二连接孔420、以及可拆卸安装在第二连接孔420上的连接销430；连接销430可插入第一连接孔410上。可以理解地，在机器人关节结构组装过程中，通过连接销430连接第一连接孔410和第二连接孔420，在连接件200相对于舵盘130转动时，连接销430相当于第一连接孔410和第二连接孔420之间转动的支撑点。

如图2所示，第一连接孔410上设有第一限位凹缘411，且第二连接孔420上设有第二限位凹缘421。如图2结合图4所示，连接销430包括销本体431、设置在销本体431一面上的用于插入第一连接孔410的凸起432、以及设置在销本体431另一面上的两个横截面呈C形的卡爪433，卡爪433的端部设有限位凸缘4331，限位凸缘4331与设置在第二连接孔420上的第二限位凹缘421配合。可以理解地，机器人关节结构组装时，通过外力作用使两个呈C形的限位凸缘4331紧密卡接在第二连接孔420的第二限位凹缘421上，使得连接销430的凸起432插入第一连接孔410的第一限位凹缘411内，形成支撑点，从而完成第一连接孔410与第二连接孔420的紧密配合。其中，凸起432可以呈圆柱状，其长度不宜太长，安装后能支撑连接件200围绕舵机100转动即可。另外凸起432的表面可以为弧面，以便于装卸。

可以理解地，在机器人关节结构组装时，只需将舵机100的舵盘130插入连接件200的连接槽240上，并使安装在第二连接孔420上的连接销430的凸起432插入第一连接孔410内；使得舵盘130带动连接槽240转动时，连接销430和舵盘130相当于转动轴，使得连接件200可绕连接销430和舵盘130旋转。该组装过程简单方便，无需使用额外组装工具，且转动过程中不易脱落。

如图4所示，第二连接臂220上还可设有安装槽510，使得连接件200可通过第二连接臂220上的安装槽510与其他设有与连接盘520或舵盘130玩具搭建元件配合；其中，连接盘520与舵盘130规格相同，安装槽510与连接槽240规格相同。“规格相同”是指二者的形状、大小相同，即同一连接盘/舵盘可以与安装槽或连接槽实现匹配连接。如图8所示，第二连接臂220上还可设有与舵盘130规格相同的连接盘520，使得连接件200可通过第二连接臂220上的连接盘520与设有安装槽510或连接槽240的其他玩具搭建元件配合。如图9所示，第二连接臂220上还可设有第三连接孔530，第三连接孔530的至少一端设有限位凹缘，可通过第三连接孔530实现与其他玩具搭建元件配合。

如图3所示，舵机本体110的至少一侧面上设有与连接槽240规格相同的安装槽510，用于与设有连接盘520或舵盘130的其他玩具搭建元件配合。本实施例中，舵机本体110的顶面一端设有舵盘130，舵机本体110的底面与舵盘130相对位置设有第一连接孔410；舵机本体110的前面和后面各设有两个开口方向相反的安装槽510；舵盘130的左侧面或右侧面上设有一安装槽510。

如图4、图8及图9所示，舵机本体110、第一连接臂210、第三连接臂230或连接槽240的底板241上还设有若干第三连接孔530，第三连接孔530可与其他玩具搭建元件连接。具体地，第一连接孔410、第二连接孔420和第三连接孔530规格相同，通过第一连接孔410、第二连接孔420和第三连接孔530可与连接销430或其他玩具搭建元件配合。

本实用新型所提供的机器人关节结构中，舵机100的舵盘130插入连接件200的连接槽240上；第三连接臂230通过转轴机构400与舵机本体110活动连接；舵盘130可绕输出轴120转动，从而使设有连接槽240的连接件200可绕输出轴120和转轴机构400转动。该机器人关节结构中，舵盘130和连接槽240上设有紧固组件300，使舵盘130和连接槽240紧密配合；且第一连接孔410和第二连接孔420通过连接销430紧密配合，以实现舵机100与连接件200的紧密配合，避免转动过程脱落。并且，该机器人关节结构组装过程中，只需将舵盘130插入连接槽240上，连接销430插入第一连接孔410上即可，组装过程简单，有利于提高用户体验。

在另一种实施例中，转轴机构400包括设置在舵机本体110的一侧面上与舵盘130同轴设置的转轴孔或转轴凸起；相应地，第三连接臂230上相应设有转轴凸起或转轴孔，转轴孔与转轴凸起相互配合，以形成支撑点。转轴孔可以是通孔或盲孔。在机器人关节结构组装时，只需将舵机100的舵盘130插入连接件200的连接槽240上，并使转轴凸起插入转轴孔内，使得舵盘130带动连接槽240转动时，转轴凸起与舵盘130相当于转动轴，使得连接件200可绕转动凸起和舵盘130放置。该组装过程简单方便，无需使用额外组装工具，且转动过程中不易脱落。

本实用新型是通过上述具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。