一种旋转机构和智能机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种运动机构，特别涉及一种旋转机构和智能机器人。
【背景技术】
[0002]在智能机器人领域，如何实现机器人头部旋转是常见技术问题。另外，通常为了实现机器人头部旋转和升降位移两种单独动作或两者的组合动作，需要设置两套独立的传动机构，同时机器人头部需要制作成适用两套独立传动机构的复合结构，增加了机器人整体零部件数量和结构的复杂度，使得机器人的加工成本和加工时间大大增加，两套传动系统通常为了使结构更加紧凑，两套传动机构的零件需要进行相邻或贯穿安装的方式，增加了两套传动机构相互间的运动干扰，使得机器人在工作时产生故障的概率很高，同时零件数量大以及结构复杂度高给机器人的拆装及维修带来极大的不便。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术的问题，本实用新型提供一种旋转机构和智能机器人。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下：
[0005]—种旋转机构，包括:外管，内管，保持套，第一同步带，第一电机和电机安装架，所述外管的一端固定安装有所述电机安装架，所述电机安装架由两个机体接合而成，所述电机安装架上安装有所述第一电机，所述电机安装架上安装有所述保持套，所述保持套为一环状结构，所述保持套至少一部分与所述电机安装架滑动接触并能沿平行于外管轴线的轴进行旋转，所述保持套嵌套在所述内管外，所述保持套通过一个镶嵌孔至少一部分与所述内管的外壁滑动接触，所述保持套能够带动内管一同旋转，所述内管能够沿旋转轴线的方向相对所述保持套进行滑动，所述第一电机通过所述第一同步带与所述保持套相连接，所述保持套及所述内管的旋转轴线与所述外管的轴线相平行。
[0006]优选地，所述电机安装架包括至少一个机体，所述电机安装架的至少一个机体上设置有定位销，所述外管一端相应位置设置有定位孔。
[0007]优选地，所述内管的径向截面形状与所述保持套上的所述镶嵌孔的形状相适配，当所述保持套转动时，带动所述内管旋转。
[0008]优选地，所述保持套的外环面上还设置有至少一圈限位凸缘，保持套外环面上设置有一圈齿圈。
[0009]优选地，所述电机安装架为一个环状结构，所述电机安装架的两个机体各有一部分内壁与所述外管的外壁及所述保持套的外环面相接触，其中一个所述机体上设置有安装平台，所述安装平台上开设有通孔及若干安装孔，所述电机安装架的内壁设有一圈限位槽，所述电机安装架的外壁上设置有加强筋。
[0010]—种智能机器人，包括本实用新型前述实施例的旋转机构，还包括:位移机构以及第一设备，所述旋转机构和所述位移机构共用同一根内管，所述内管的一端与所述第一设备固定连接。[0011 ] 优选地，所述位移机构还包括:丝杠，丝母，第二电机，第二同步带，传动组件，所述第二电机的输出端通过所述第二同步带与所述传动组件相连接，所述传动组件设置在所述丝杠的一端，所述丝杠同轴有间隙地设置在所述内管内，所述内管的一端与所述丝母固定连接，所述丝母与所述丝杠形成一组螺旋副。
[0012]进一步地，所述内管与所述丝杠至少一部分设置在所述外管内，所述第二电机、所述第二同步带以及所述传动组件设置在所述外管远离所述电机安装架的一端，所述内管远离所述丝杠的一端伸出外管并与所述第一设备固定连接。
[0013]优选地，所述丝杠为管状结构，所述丝杠的一端为起始设置至少一段螺纹，所述丝杠远离所述螺纹的一端设置有传动组件。
[0014]优选地，所述传动组件包括位于所述丝杠上的限位键结构，至少两个与所述限位键结构外壁环抱配合的限位瓦，一块套在一对所述限位瓦外围的同步带轮，以及至少一个卡簧。
[0015]优选地，所述传动组件的所述限位键结构有至少一对平行地沿所述丝杠外表面周向环绕的限位键组，每个所述限位键组包含两个周向排列的方形键，每一所述限位键组内的两个所述方形键首尾不接触而留出空隙，每一所述限位键组间留出的所述空隙沿所述丝杠旋转轴线方向排列。
[0016]优选地，所述传动组件的所述限位瓦为半圆环状结构，所述限位瓦内壁设置有至少两对内键槽，所述限位瓦内壁上设置有至少两道沿轴向的连通传动键，所述限位瓦的外壁沿轴向设置至少一个外键槽，所述外键槽沿轴向的一端延伸并贯通所述限位瓦的一个端面，所述外键槽沿轴向的另一端位于所述限位瓦外壁内而不贯穿所述限位瓦的另一端面，所述限位瓦外壁设置有一圈周向环绕的卡簧槽。
[0017]优选地，所述同步带轮为一空心环状结构，所述同步带轮内壁上设置有至少一个传动键，所述同步带轮的外壁周向环绕设置有一圈同步带轮结构。
[0018]本实用新型将旋转机构与位移机构通过内管联系起来，同时将旋转机构和位移机构分别位于内管或外管的两端，大大减少了两套机构在各自进行传动时产生运动干扰的可能性，降低了机械的故障率，同时，所述两套传动机构的零件数目大大减少，通过设置保持套与内管相接触的内环面所在处的孔的特定形状同时保持套与内管采用滑动接触的方式，内管的旋转和位移动作可以分别进行，机器人的头部装置只需做成一个简单零件与内管固定连接即可实现所需的头部升降和旋转动作。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
[0020]图I为本实用新型旋转及位移机构的整体结构图；
[0021 ]图2为本实用新型旋转及位移机构的外形立体图；
[0022]图3为本实用新型保持套的立体图；
[0023]图4为本实用新型电机安装架的立体图；
[0024]图5为本实用新型传动组件的拆装示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
[0026]图I为本实用新型旋转及位移机构的整体结构图；图2为本实用新型旋转及位移机构的外形立体图；图3为本实用新型保持套的立体图；图4为本实用新型电机安装架的立体图；图5为本实用新型传动组件的拆装示意图。
[0027]在本实用新型的一个实施例中，公开了一种旋转机构，如图1、图2所示，包括外管I，内管2，保持套3，第一同步带4，第一电机5和电机安装架6，所述外管I有间隙地套在所述内管2外，所述内管2与所述外管I的轴线相平行，但内管2与外管I不一定同轴设置。所述外管I的一端固定安装有所述电机安装架6，所述电机安装架6可以采用紧固件与所述外管I固定，或者通过与外管I外壁形成的接触面上的摩擦力进行固定，或者其他可能的固定方式。所述电机安装架6可以进行套装安装，优选的，所述电机安装架6由两个机体接合而成，所述电机安装架6的两个机体环抱住外管I 一端并接合，通过紧固件比如螺栓、螺钉等进行固定，所述电机安装架6上安装有所述第一电机5，第一电机5为一种步进电机，所述电机安装架6上还安装有所述保持套3，所述保持套3为一环状结构，所述保持套3至少一部分与所述电机安装架6滑动接触并能沿平行于外管轴线的轴进行旋转，这里，所述保持套3与所述电机安装架6以一种类似于旋转滑动轴承的方式相连接，所述电机安装架6上有周向环绕的滑动接触空间与保持套3上的周向凸台或者凸缘等滑动接触，使得所述保持套3能够在所述电机安装架6内旋转同时限制所述保持套3沿旋转轴线方向产生位移。如图3所示，所述保持套3嵌套在所述内管2外，所述保持套3通过一个镶嵌孔33至少一部分与所述内管2的外壁滑动接触，相当于保持套3嵌套在所述一部分内管2外，通过设置镶嵌孔33特定的形状，比如镶嵌孔33的形状为方形，梯形等，使得内管2与所述保持套3的接触面至少有一个平面存在，能够在所述保持套3转动时对所述内管2产生转矩，同时，所述内管2与所述保持套3以滑动接触的方式相连接，能够沿旋转轴线的方向相对所述保持套3进行滑动。所述第一电机5通过紧固件比如螺栓螺钉等安装在所述电机安装架6的相应位置，通过所述第一同步带4与所述保持套3相连接，所述第一同步带4为一根传动带，所述第一同步带4主要选用齿形带，尤其是双面齿带，也可以选用多楔带，保持套3上具有与同步带上的齿相配合的结构。当所述保持套3及所述内管2安装在所述外管I的一端时，保证保持套3与内管2的旋转轴线与所述外管I的中心轴线相平行，或者保证保持套3与内管2的旋转轴线与所述外管I的管壁相平行，当然由于所述保持套3与所述内管2之间滑动接触，存在间隙，所述内管2的旋转轴线实际上在内管2旋转时会发生微小的变动，由于误差很小，可以看做是理想状态下内管2的旋转轴线与外管中心轴线或外管I的管壁相平行。当第一电机5启动时，通过第一传