机器人头部结构及机器人的制作方法

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人头部结构及机器人。

背景技术：

目前，具有一般编程能力和操作功能的机器人，称之为智能机器人，其具有较广的应用范围。智能机器人主要包括头部和躯干，传统的智能机器人中，因为安装外部结构的要求，如支撑部和机械臂的安装，需保持机器人头部外壳的连接牢固性。

现有技术中，机器人头部外壳由多个部件通过固定螺丝等紧固件连接得到，机器人头部外壳在多个部件的连接位置形成多个用于安装外部构件的安装孔。

这种机器人头部外壳的安装方式，虽然安装后比较结实，但当机器人内部的元器件损坏时，需要拆卸整个机器人头部外壳，更换非常不方便。尤其是在机器人产品测试调试阶段，由于需要频繁拆装调试，这种不便尤为明显。

技术实现要素：

针对现有技术中机器人头部外壳拆装困难，影响内部元器件更换效率的问题，本发明提供了一种机器人头部结构及机器人。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种机器人头部结构，包括由面板、前壳和后壳合围连接形成的头部壳体，所述头部壳体内部形成用于安装头部元器件的安装腔体，所述前壳开有与所述安装腔体连通的拆卸口，所述面板可拆卸地连接于所述拆卸口上，所述面板拆离所述拆卸口之后，可通过所述拆卸口对安装腔体中的头部元器件进行更换。

进一步的，所述头部壳体为类球形结构，所述安装腔体为类球形腔体，所述前壳和所述后壳均为部分球形壳体结构，所述前壳在位于所述拆卸口的外缘位置形成一环面，所述面板遮盖于所述环面上。

进一步的，所述面板朝向所述拆卸口的一面上设置有多个卡勾，所述环面上的对应位置设置有多个卡孔，多个所述卡勾一一对应卡入多个所述卡孔中。

进一步的，所述卡勾包括连接部和限位部，所述限位部的宽度大于所述连接部的宽度，所述卡孔包括相互连通的第一开口部和第二开口部，所述第一开口部的宽度大于所述第二开口部的宽度，所述限位部的宽度小于所述第一开口部的宽度且大于所述第二开口部的宽度。

进一步的，所述连接部的外壁上设置有限位槽，所述第二开口部的侧壁上设置有定位凸起，所述卡勾由所述第一开口部插入，通过沿第一转动方向旋转所述面板可将所述连接部由第一开口部转入所述第二开口部，以使所述定位凸起卡合在所述限位槽中；在所述定位凸起卡合在所述限位槽的状态下，通过沿第一转动方向的反方向旋转所述面板可将所述定位凸起从所述限位槽中脱出，且将所述连接部由第二开口部转入第一开口部。

进一步的，所述前壳的内壁设置有连接盲孔，所述后壳的内壁设置有连接通孔，通过依次穿过所述连接通孔和连接盲孔的螺钉将所述前壳和所述后壳进行固定。

进一步的，所述面板包括面壳和支撑板，所述面壳连接在所述支撑板背离所述安装腔体的一侧，所述面壳上设置有显示屏，所述支撑板上与所述显示屏贴合的位置开有散热通孔，所述支撑板上设置有与所述显示屏电连接的第一电路板。

进一步的，所述安装腔体中设置有固定架，所述固定架包括从上至下间隔设置的第一层板、第二层板、第三层板以及位于所述第一层板、第二层板、第三层板两侧的第一侧板和第二侧板，所述第一层板的中间部位朝所述后壳方向凹陷形成有第一凹陷部，所述第二层板的中部朝所述后壳方向凹陷形成有第二凹陷部，所述第三层板上设置有第二电路板。

进一步的，所述前壳上与所述后壳的连接位置设置有第一缺口和第二缺口，所述后壳对应位置设置有第三缺口和第四缺口，所述第一缺口和第三缺口合围形成用于连接机械臂的第一环形通孔，所述第二缺口和第四缺口合围形成用于连接另一机械臂的第二环形通孔。

进一步的，所述固定架与所述头部壳体之间设置有第一连接组件和第二连接组件，所述第一连接组件包括第一固定轴和第一法兰盘，所述第一法兰盘固定连接于所述第一环形通孔上，所述第一法兰盘可旋转连接在所述第一固定轴上；所述第二连接组件包括第二固定轴和第二法兰盘，所述第二法兰盘固定连接于所述第二环形通孔上，所述第二法兰盘可旋转连接在所述第二固定轴上，所述固定架具有一用于连接外部元件的安装部，所述后壳上设置有供外部元件插入以连接所述安装部的开口；所述安装部上连接有用于遮挡所述开口的遮挡件。

进一步的，所述固定架与所述头部壳体之间还设置有用于驱动所述第一法兰盘绕所述第一固定轴旋转的旋转驱动装置。

还提供了一种机器人，包括如上所述的机器人头部结构。

与现有技术相比，本发明提供的机器人头部结构，采用了面板、前壳和后壳的结合方式，形成了用于内部元器件安装的安装腔体，同时也满足了现有机器人对于支撑部和机械臂安装以及机器人头部连接牢固性的需求，形成稳定的机器人头部结构，同时在前壳上设置了与所述安装腔体连通的拆卸口，设置面板对拆卸口进行可拆卸地封闭，通过可拆卸的面板结构，能够对安装腔体中的元器件进行检修和更换，便于拆装维护。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的机器人头部结构的组装结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的机器人头部结构的一分解示意图；

图3是图2中a处的放大示意图；

图4是本发明一实施例提供的机器人头部结构其面板的分解结构示意图；

图5是图4中b处的放大示意图；

图6是本发明一实施例提供的机器人头部结构的另一分解示意图；

图7是本发明一实施例提供的机器人头部结构的另一分解示意图；

图8是本发明一实施例提供的机器人头部结构其后壳、固定架的分解示意图；

图9是本发明一实施例提供的机器人头部结构其后壳、固定架的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、第二连接组件；11、第二固定轴；12、第二法兰盘；2、头部壳体；2a、安装腔体；21、前壳；211、拆卸口；212、卡孔；2121、第一开口部；2122、第二开口部；2123、定位凸起；213、第一缺口；214、环面；22、后壳；221、第三缺口；222、第四缺口；223、连接通孔；23、面板；231、面壳；2311、显示屏；232、支撑板；2321、第一电路板；2322、散热通孔；233、卡勾；2331、连接部；2332、限位部；2333、限位槽；24、第一圆台；25、第二圆台；26、第一环形通孔；3、固定架；31、第一层板；32、第二层板；33、第三层板；34、第一侧板；35、第二侧板；36、第二电路板；37、安装部；4、遮挡件；5、旋转驱动装置；51、动力源；52、驱动轮；53、被动轮；54、传动带；6、第一连接组件；61、第一固定轴；62、第一轴承；63、第一法兰盘。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1、图2和图6所示，本实施例公开了一种机器人头部结构，包括由面板23、前壳21和后壳22合围连接形成的头部壳体2，所述头部壳体2内部形成用于安装头部元器件的安装腔体2a，所述前壳21开有与所述安装腔体2a连通的拆卸口211，所述面板23可拆卸地连接于所述拆卸口211上，所述面板23拆离所述拆卸口211之后，可通过所述拆卸口211对安装腔体2a中的头部元器件进行更换。

本机器人头部结构采用了面板23、前壳21和后壳22的结合方式，形成了用于内部元器件安装的安装腔体2a，同时也满足了现有机器人对于支撑部和机械臂安装以及机器人头部连接牢固性的需求，形成稳定的机器人头部结构，同时在前壳21上设置了与所述安装腔体2a连通的拆卸口211，设置面板23对拆卸口211进行可拆卸地封闭，通过可拆卸的面板23结构，能够对安装腔体2a中的元器件进行检修和更换，便于拆装维护。

所述头部壳体2为类球形结构，所述安装腔体2a为类球形腔体，所述前壳21和所述后壳22均为部分球形壳体结构，所述拆卸口211位于与所述安装腔体2a的一切削平面上，所述前壳21在位于所述拆卸口211的外缘位置形成一环面214，所述面板23呈平板状并遮盖于所述环面214上，以在所述头部壳体2上形成一平面缺口。

需要说明的是，所述类球形结构仅是本实施例形成机器人头部的一种具体实施形式，在其他实施例中，本领域技术人员还可以根据设计需要，将所述头部壳体2设计为其他形状，如立方体、锥形体等规则形状或其他非规则形状等。

参见图2～图5所示，在本实施例中，所述面板23朝向所述拆卸口211的一面上设置有多个呈环形阵列排布的卡勾233，所述拆卸口211外缘的对应位置设置有多个呈环形阵列排布的卡孔212，多个所述卡勾233一一对应卡入多个所述卡孔212中，所述面板23与所述拆卸口211通过旋转方式进行卡扣连接。

所述卡勾233包括连接部2331和限位部2332，所述限位部2332的宽度大于所述连接部2331，所述限位部2332在所述连接部2331上形成倒钩状，所述卡孔212包括相互连通的第一开口部2121和第二开口部2122，所述第一开口部2121的宽度大于所述第二开口部2122的宽度，所述限位部2332的宽度小于所述第一开口部2121的宽度且大于所述第二开口部2122的宽度。

所述连接部2331的外壁上设置有限位槽2333，所述第二开口部2122的侧壁上设置有定位凸起2123；所述卡勾233由所述第一开口部2121插入，通过沿第一转动方向旋转所述面板23可将所述连接部1231由第一开口部2121转入所述第二开口部2122，以使所述定位凸起2123卡合在所述限位槽2333中；在所述定位凸起2123卡合在所述限位槽2333的状态下，通过沿第一转动方向的反方向旋转所述面板23可将所述定位凸起2123从所述限位槽2333中脱出，且将所述连接部2331由第二开口部2122转入第一开口部2121。

在本实施例中，所述前壳21和后壳22之间设置有内部连接结构，具体的，所述前壳21的内壁设置有连接盲孔，所述后壳22的内壁设置有连接通孔223，设置有紧固件依次穿过所述连接通孔223和连接盲孔将所述前壳21和所述后壳22进行固定。所述紧固件可以是螺钉、螺栓等紧固结构，通过设置于所述安装腔体2a中的连接结构，能够避免非技术人员从外部拆分所述前壳21和后壳22。

通过所述连接盲孔和所述连接通孔223在所述前壳21和所述后壳22之间形成相互连接固定的内部连接结构，使得前壳21和后壳22形成一个难以外部拆卸的整体，同时面板23与所述拆卸口211之间为旋转卡扣的连接方式，由于所述面板23为圆形平板，即所述面板23在安装到拆卸口211后不具有施力点，技术人员需要借助吸盘吸住所述面板23才能够将其旋转取出，使得该机器人头部结构具有防非必要拆装的功能，从外部难以看到拆装结构，可避免非技术人员对该机器人头部进行拆装，对内部的元器件形成较好的保护效果，同时，对于技术人员来说，只需通过吸盘来旋转面板23即可对安装腔体2a中的元器件进行检修，方便拆装，且拆卸安装过程不会对内部的元器件产生干涉。

所述前壳21与所述后壳22之间还设置有卡扣结构进行相互连接，需要说明的是，在其他实施例中，所述前壳21和所述后壳22还可以通过其他方式连接，比如胶封、螺栓连接等。

参见图4所示，在本实施例中，所述面板23包括面壳231和支撑板232，所述面壳231连接在所述支撑板232背离所述安装腔体2a的一侧，所述面壳231上设置有显示屏2311，所述支撑板232上与所述显示屏2311贴合的位置开有散热通孔2322，通过所述散热通孔2322对所述显示屏2311进行散热，所述支撑板232上设置有用于控制所述显示屏2311的第一电路板2321。

所述安装腔体2a中设置有固定架3。

参见图9所示，为本发明另一实施例提供的固定架结构，。所述固定架3包括从上至下间隔设置的第一层板31、第二层板32、第三层板33以及位于所述第一层板31、第二层板32、第三层板33两侧的第一侧板34和第二侧板35，通过所述第一侧板34和第二侧板35对所述第一层板31、第二层板32、第三层板33进行支撑，所述第一层板31的中间部位朝所述后壳方向凹陷形成有第一凹陷部311，所述第二层板32的中部朝所述后壳方向凹陷形成有第二凹陷部321，具体的，所述第一层板31为“工”字形结构，所述第二层板32为“凹”字形结构，所述第三层板33上设置有第二电路板36。

从所述拆卸口211对安装腔体2a中的头部元器件进行更换时，所述第一层板31和第二层板32上设置的第一凹陷部311和第二凹陷部321，能够减少人手与所述第二电路板36和所述固定架3之间的干涉。

参见图7和图8所示，所述前壳21上与所述后壳22的连接位置分别设置有第一缺口213和第二缺口，所述第一缺口213和所述第二缺口为半圆形缺口；所述后壳22对应位置分别设置有第三缺口221和第四缺口222，所述第三缺口221和所述第四缺口222为半圆形缺口；所述第一缺口213和第三缺口221合围形成用于连接机械臂的第一环形通孔26，所述第二缺口和第四缺口222合围形成用于连接另一机械臂的第二环形通孔。

所述头部壳体2在所述第一环形通孔26的外围设置有第一圆台24，所述头部壳体2在所述第二环形通孔的外围设置有第二圆台25。

所述固定架3与所述头部壳体2之间设置有第一连接组件6和第二连接组件1，所述第一连接组件6包括第一固定轴61和第一法兰盘63，所述第一法兰盘63固定连接于所述第一环形通孔26上，所述第一固定轴61和第一法兰盘63之间可旋转连接；所述第二连接组件1包括第二固定轴11和第二法兰盘12，所述第二法兰盘12固定连接于所述第二环形通孔上，所述第二法兰盘12可旋转连接在所述第二固定轴11上，所述第一固定轴61和第二固定轴11同轴设置，所述第一法兰盘63和第二法兰盘12同时对所述前壳21和后壳22起固定连接的作用，所述固定架3具有一用于连接外部元件的安装部37，所述后壳22上设置有供外部元件插入以连接所述安装部37的开口；所述安装部37上连接有用于遮挡所述开口的遮挡件4所述遮挡件4与所述安装部37卡扣连接。

通过所述第一连接组件6和第二连接组件1，使得所述头部壳体2能够相对所述固定架3以所述第一固定轴61和第二固定轴11所在轴线为旋转轴进行转动，实现机器人头部壳体2的上下动作，即抬头和低头的动作；同时，所述固定架3通过所述安装部37可固定于外部元件上，实现头部的连接固定，由于所述头部壳体2的具有一定的转动行程，故所述头部壳体2上供外部元件穿过的开口为弧形条状开口，所述遮挡件4为具有弧形遮挡面，且所述弧形遮挡面能够遮挡所述弧形条状开口在所述头部壳体2转动过程中的行程面积。

所述固定架3与所述头部壳体2之间还设置有用于使所述第一法兰盘63以所述第一固定轴61为中心旋转的旋转驱动装置5，所述旋转驱动装置5包括动力源51和传动机构，所述动力源51设置于所述固定架3上，所述传动机构包括与所述第一法兰盘63固定连接的从动轮53、由所述动力源51驱动旋转的驱动轮52、以及套设于所述从动轮53和驱动轮52上的传动带54，具体的，所述动力源51为舵机，所述驱动轮52连接于所述舵机的驱动轴上，所述驱动轮52通过所述传动带54带动所述被动轮53旋转，通过所述被动轮53和所述第一固定轴61之间设置有第一轴承62，使得所述被动轮53可相对所述第一固定轴61旋转，所述第一法兰盘63通过螺钉固定于所述被动轮53背离所述第一固定轴61的侧面，所述被动轮53能够带动所述第一法兰盘63转动，进而带动所述头部壳体2转动。

所述第二法兰盘12与所述第二固定轴11之间设置有第二轴承，由于在第一法兰盘63与所述固定架3之间已设置有旋转驱动装置5，故所述第二法兰盘12与所述固定架3之间可设置另一旋转驱动装置5，或不设置旋转驱动装置5。

本发明的另一实施例还提供了一种机器人，所述机器人包括如上所述的机器人头部结构，且所起作用相同，在此不再赘述，采用上述机器人头部结构，能够快速对安装腔体中的元器件进行检修和更换，便于机器人的拆装维护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。