一种机器人头部传动连接结构

1.本实用新型属于机器人传动结构技术领域，特别涉及一种机器人头部传动连接结构。


背景技术：

2.现有技术中，随着类人形机器人的发展，机器人的拟人化程度也越来越高，因此对机器人的灵活度及动作也提出了更高的要求，目前，类人形机器人的自由度主要集中在手臂以及下肢，而大部分机器人的头部与躯干固定连接或者通过水平旋转的方式可转动安装在躯干上。人类头部的动作主要是左右转动，前后点头等旋转动作，申请号为cn201621193345.4的中国专利公开了一种机器人头部传动连接结构，使机器人的头部相对于机器人的躯干转动。虽然该装置驱动构件实现连续而稳定的工作，但是该装置仅能实现对头部进行左右的转动，无法实现对头部进行低头和抬头等基本操作，大大降低了机器人的实用性。


技术实现要素：

3.本实用新型之目的在于提供一种机器人头部传动连接结构，实现机器人头部左右转动和低头抬头动作，结构简单、紧凑，运行安全、稳定，外形规整、美观，故障率低。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机器人头部传动连接结构，包括躯干和头部，所述躯干上端固定连接有伸缩软管，伸缩软管上端与头部接触，躯干上端设置有支撑架，支撑架下侧安装有第一电机，第一电机输出轴向上贯穿支撑架、上端连接有球体，球体上部设置有弧形槽，弧形槽内设置有弧形齿条，头部内安装有第二电机，第二电机输出轴连接有齿轮，头部下端设置有球壳座，球壳座通过球副与球体铰接，球壳座上部设置有与弧形槽对应的通孔，齿轮下端贯穿通孔与弧形齿条啮合。
5.进一步地，所述第一电机的输出轴和球体均位于伸缩软管内侧。
6.进一步地，所述弧形齿条不凸出于弧形槽外、即不凸出于球体外侧球面。
7.进一步地，所述伸缩软管为金属伸缩软管。
8.进一步地，所述球壳座贯穿头部下端侧壁，球壳座开口向下与球体配合。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
10.本实用新型实现机器人头部左右转动和低头抬头动作，结构简单、紧凑，运行安全、稳定，外形规整、美观，故障率低。
附图说明
11.图1为本实用新型的内部结构示意图。
12.图2为本实用新型的球壳座截面内部结构示意图。
13.图3为本实用新型的外部示意图。
14.图中：1、躯干，2、头部，3、伸缩软管，4、支撑架，5、第一电机，6、球体，7、弧形槽，8、
弧形齿条，9、第二电机，10、齿轮，11、球壳座，12、通孔。
具体实施方式
15.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，都属于本实用新型保护的范围。
16.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
17.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
18.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.请参阅图1
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3，本实施例提供一种机器人头部传动连接结构，包括躯干1和头部2，所述躯干1上端固定连接有伸缩软管3，伸缩软管3上端与头部2接触，躯干1上端设置有支撑架4，支撑架4下侧安装有第一电机5，第一电机5位于躯干1内，第一电机5输出轴向上贯穿支撑架4、上端连接有球体6，球体6上部设置有弧形槽7，弧形槽7内设置有弧形齿条8，头部2内安装有第二电机9，第二电机9输出轴连接有齿轮10，头部2下端设置有球壳座11，球壳座11通过球副与球体6铰接，球壳座11上部设置有与弧形槽7对应的通孔12，齿轮10下端贯穿通孔12与弧形齿条8啮合。
20.本实施例中，所述第一电机5的输出轴和球体6均位于伸缩软管3内侧。
21.本实施例中，所述弧形齿条8不凸出于弧形槽7外、即不凸出于球体6外侧球面。
22.本实施例中，所述伸缩软管3为金属伸缩软管。
23.本实施例中，所述球壳座11贯穿头部2下端侧壁，球壳座11开口向下与球体6配合。
24.本实用新型实施时，第一电机5工作时，第一电机5的输出轴旋转带动球体6的旋转，球体6与球壳座11铰接，但在齿轮10与弧形齿条8配合状态下，球体6能够带动球壳座11同步进行旋转，实现机器人头部2的左右转动；转动过程中头部2与伸缩软管3仅仅为接触、不连接，伸缩软管3保护传动结构、使外观美观，不影响头部2的左右转动；第二电机9工作时，第二电机9带动齿轮10的旋转，齿轮10与弧形齿条8啮合使球壳座11与球体6的铰接结构、沿弧形槽7方向、即弧形齿条8方向产生相对转动，球体座11与球体6的相对转动，使球壳座11和头部2转动，实现机器人头部2的低头和抬头动作。
25.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，
可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种机器人头部传动连接结构，包括躯干和头部，其特征在于：所述躯干上端固定连接有伸缩软管，伸缩软管上端与头部接触，躯干上端设置有支撑架，支撑架下侧安装有第一电机，第一电机输出轴向上贯穿支撑架、上端连接有球体，球体上部设置有弧形槽，弧形槽内设置有弧形齿条，头部内安装有第二电机，第二电机输出轴连接有齿轮，头部下端设置有球壳座，球壳座通过球副与球体铰接，球壳座上部设置有与弧形槽对应的通孔，齿轮下端贯穿通孔与弧形齿条啮合。2.根据权利要求1所述的机器人头部传动连接结构，其特征在于：所述第一电机的输出轴和球体均位于伸缩软管内侧。3.根据权利要求2所述的机器人头部传动连接结构，其特征在于：所述弧形齿条不凸出于弧形槽外、即不凸出于球体外侧球面。4.根据权利要求3所述的机器人头部传动连接结构，其特征在于：所述伸缩软管为金属伸缩软管。5.根据权利要求4所述的机器人头部传动连接结构，其特征在于：所述球壳座贯穿头部下端侧壁，球壳座开口向下与球体配合。

技术总结
本实用新型公开了一种机器人头部传动连接结构，包括躯干和头部，所述躯干上端固定连接有伸缩软管，伸缩软管上端与头部接触，躯干上端设置有支撑架，支撑架下侧安装有第一电机，第一电机输出轴向上贯穿支撑架、上端连接有球体，球体上部设置有弧形槽，弧形槽内设置有弧形齿条，头部内安装有第二电机，第二电机输出轴连接有齿轮，头部下端设置有球壳座，球壳座通过球副与球体铰接，球壳座上部设置有与弧形槽对应的通孔，齿轮下端贯穿通孔与弧形齿条啮合；本实用新型实现机器人头部左右转动和低头抬头动作，结构简单、紧凑，运行安全、稳定，外形规整、美观，故障率低。故障率低。故障率低。


技术研发人员：张晓莹
受保护的技术使用者：郑州科技学院
技术研发日：2020.12.29
技术公布日：2021/9/14