机器人及其机械臂的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人及其机械臂。

背景技术：

机器人技术的发展体现了人工智能、机构与机器运动学及动力学等诸多方面的研究和发展水平，是一个较为复杂的综合系统。而机器人的机械臂设计将直接影响到其动作执行能力，体现出机器人的智能化程度。

目前，市面上机器人的连接臂通过多个螺纹紧固件与驱动机构连接，由于需要较多的螺纹紧固件实现连接，机械臂的拆装过程就变得较为繁琐，而且，机械臂上开设有较多的螺纹孔，也直接影响了机器人的外观形象。市面上为了改善机器人的外观，通常选择在机械臂外套设外壳，以对内部结构起到遮挡作用，进而实现装饰作用，达到美观机器人的效果，但此种做法不仅增加了机械臂拆装的复杂性，同时也增加了机械臂的重量，使机械臂的力矩增大而容易发生较大的晃动。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种拆装便捷的机器人及其机械臂。

一种机械臂，包括：

第一连接臂；

第二连接臂，所述第二连接臂上开设有卡槽；及

驱动机构，设于所述第一连接臂上，所述驱动机构包括动力输出轴、卡盘及卡位凸块，所述卡盘套设于所述动力输出轴上，所述卡位凸块设于所述卡盘上，所述卡位凸块与所述卡槽相卡合，以将所述第二连接臂与所述驱动机构连接，所述动力输出轴驱动所述卡盘及所述卡位凸块转动，所述卡位凸块带动所述第二连接臂相对所述第一连接臂转动，所述第二连接臂远离所述卡位凸块的一侧与所述第一连接臂可转动连接。

在其中一个实施例中，所述第一连接臂上开设有避位缺口，所述动力输出轴穿设于所述避位缺口，所述卡盘及所述卡位凸块设于所述第一连接臂的外侧。

在其中一个实施例中，所述卡位凸块为多个，多个所述卡位凸块位于以所述动力输出轴的旋转轴心为圆心的同一圆周上。

在其中一个实施例中，任意两相邻的所述卡位凸块之间的间距相等。

在其中一个实施例中，所述卡槽的数目为多个，多个所述卡槽位于同一圆周上。

在其中一个实施例中，所述卡槽的数目为所述卡位凸块的整数倍。

在其中一个实施例中，所述第二连接臂包括主体及设于所述主体端部的第一连接部与第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部相对设置，所述卡槽开设于所述第一连接部上。

在其中一个实施例中，还包括连接组件，所述连接组件包括固定件及转盘，所述固定件为柱状结构，且固定于所述第一连接臂上，所述转盘套设于所述固定件上，且与所述第二连接部卡接，所述第二连接臂通过所述转盘能够相对所述固定件转动。

在其中一个实施例中，所述驱动机构为舵机。

一种机器人，包括上述机械臂。

上述机械臂中，第二连接臂与驱动机构之间通过卡合的方式连接，驱动机构能够驱动卡盘及卡位凸块转动，进而带动第二连接臂相对第一连接臂转动，同时，在无需使用螺纹紧固件进行连接的情况下，第二连接臂与卡位凸块卡接实现了第二连接臂与第一连接臂的快速拆装，降低了机械臂的结构复杂程度。

进一步的，第二连接臂上设置多个卡槽，卡盘上设置多个卡位凸块，第二连接臂可以从多个角度实现卡槽与卡位凸块的配合，进而较快的实现第二连接臂与驱动机构的卡接。

进一步的，驱动机构设于第一连接臂的内部，第一连接臂能够对驱动机构起到一定的遮挡保护作用，同时也使得机械臂的外观较为美观。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的机器人结构示意图；

图2为图1中所示机械臂的结构示意图；

图3为图2中所示机械臂的一视角的结构分解示意图；及

图4为图2中所示机械臂的另一视角的结构分解示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型一实施例的机器人20为人形机器人。机器人20包括本体30及设于本体30上的机械臂10。

结合图1及图2所示，机械臂10包括第一连接臂100、第二连接臂200、驱动机构300。其中，驱动机构300固定于第一连接臂100上，驱动机构300能够与第二连接臂200相卡接，以驱动第二连接臂200相对第一连接臂100转动。具体的，机械臂10中，第一连接臂100为人形机器人的上臂，第二连接臂200为人形机器人的下臂。在其他实施例中，第一连接臂100还可以为下臂，而第二连接臂200为上臂。

结合图2、图3及图4所示，具体的，驱动机构300包括动力输出轴310、卡盘320及卡位凸块330。卡盘320套设于动力输出轴310上，卡位凸块330设于卡盘320上。第二连接臂200上开设有卡槽210。卡位凸块330能够与卡槽210相配合，将第二连接臂200与驱动机构300相连接。动力输出轴310驱动卡盘320及卡位凸块330转动，卡位凸块330进一步带动第二连接臂200相对第一连接臂100转动。第二连接臂200远离卡位凸块330的一侧与第一连接臂100可转动连接。

上述机械臂10通过将第二连接臂200与驱动机构300的卡位凸块330进行卡接，使得第二连接臂200与驱动机构300之间的拆装较为便捷，同时第二连接臂200与驱动机构300之间无需使用螺纹紧固件连接，有效的降低了机械臂10的结构复杂性。

具体在本实施例第一连接臂100上开设有容置腔(图未标)。驱动机构300与第一连接臂100的内壁过盈配合，以将驱动机构300固定于容置腔内。第一连接臂100的侧壁上靠近端部的位置开设有避位缺口110，动力输出轴310穿设于避位缺口110，卡盘320套设于动力输出轴310上，且通过设于卡盘320中部的螺钉(图未标)沿动力输出轴310的轴向与动力输出轴310螺纹连接。卡盘320位于第一连接臂100的外侧。当动力输出轴310转动时，卡盘320能够随之转动。

通过将驱动机构300设于第一连接臂100的内部，第一连接臂100对驱动机构300起到一定的遮挡作用，同时，卡盘320与卡位凸块330位于第二连接臂200与第一连接臂100之间，第二连接臂200也能够对卡盘320及卡位凸块330起到遮挡作用，进而避免了由于驱动机构300暴露在外而对机械臂10的外观视觉效果造成影响。另外，需要指出的是，在其他实施例中，驱动机构300还可以设置在第二连接臂200内部，此时第一连接臂100与卡位凸块330相卡接，动力输出轴310带动第一连接臂100转动。

具体在本实施例中，卡盘320为圆盘状结构。卡盘320上开设多个安装孔(图未标)，多个安装孔位于以动力输出轴310的旋转轴心为圆心的同一圆周上。卡位凸块330穿设于安装孔内部并突出卡盘320设置。卡位凸块330为四个，四个卡位凸块330共同作用，以带动第二连接臂200绕动力输出轴310所在的轴心旋转。

另外，四个卡位凸块330中任意两相邻的卡位凸块330之间的间距相等。由于四个卡位凸块330均布于其所在的圆周上，当卡接件400带动第二连接臂200随动力输出轴310转动时，第二连接臂200对卡位凸块330的作用力呈均匀分部，不仅延长了卡接件400的使用寿命，而且使得第二连接臂200的旋转稳定性得到提高。

需要指出的是，在本实施例中，卡位凸块330为穿设于安装孔内的螺钉，且其突出卡盘320的一端呈圆柱状。因此，卡位凸块330的数目至少为两个，多个卡位凸块330相互配合才能带动第二连接臂200旋转。在其他实施例中，卡位凸块330突出卡盘320的一端还可以为异形结构，此时卡位凸块330的数目可以只需一个。在其他实施例中，卡位凸块330还可以为固定于卡盘320上的多个凸柱。

第二连接臂200上卡槽210的数目为八个，且八个卡槽210均布于同一圆周上。其中，四个卡位凸块330能够与八个卡槽210中的四个相配合。通过将卡槽210的数目设置为卡位凸块330数目的整数倍，可以使得第二连接臂200能够从多个角度实现卡槽210与卡位凸块330的配合，进而能够较快的实现第二连接臂200与卡接件400的卡接。

需要指出的是，当卡位凸块330为多个时，多个卡位凸块330可以分布于以动力输出轴310的旋转轴心为圆心的同一圆周上的任意位置。此时，第二连接臂200上的卡槽210也可以为任意数目，只需要能够容置多个卡位凸块330，使卡位凸块330能够带动第二连接臂200实现转动即可。

在本实施例中，第二连接臂200上开设有避位凹槽(图未标)。避位凹槽能够对连接卡盘320与动力输出轴310的螺钉起到避位作用。多个卡槽210与避位凹槽相连通。在其他实施例中，卡槽210与避位凹槽也可以间隔设置。

结合图3及图4所示，具体在本实施例中，第二连接臂200包括主体220及设于主体220端部的第一连接部230与第二连接部240。第一连接部230与第二连接部240相对设置。卡槽210开设于第一连接部230上，第一连接部230与卡位凸块330卡接，第二连接部240与第一连接臂100可转动连接。

具体的，第一连接部230与第二连接部240沿主体220的轴向超出主体220的端部，且第一连接部230与第二连接部240之间存在一定间隔，以当第二连接臂200相对第一连接臂100旋转时避位第一连接臂100。

具体的，第二连接部240与第一连接臂100之间通过连接组件400实现转动连接。其中，连接组件400包括固定件410及转盘420。固定件410为柱状结构，且固定于第一连接臂100上。转盘420套设于固定件410上，且与第二连接部240相卡接，第二连接臂200与转盘420能够相对固定件410转动。

在本实施例中，固定件410的端部设有止挡部(图未标)，转盘420夹设于止挡部及第一连接臂100之间，进而防止转盘420相对固定件410旋转时脱离固定件410。另外，转盘420上设有多个卡位凸点421，第二连接部240上设有卡位凹槽250，卡位凸点421与卡位凹槽250相配合，以实现转盘420与第二连接部240的卡接。当动力输出轴310驱动第一连接部230相对第一连接臂100转动时，第二连接部240能够通过卡位凸点421带动转盘420相对固定件410转动。

需要指出的是，在本实施例中，固定件410为杯式轴承。在其他实施例中，第二连接部240与第一连接臂100之间的卡接结构也可以采用卡盘320与卡位凸块330的结构来实现。而且固定件410也可以固定于驱动机构300上。此时，固定件410穿设于第一连接臂100。

上述机械臂10中，只需要将第一连接部230与卡位凸块330相卡接，将第二连接部240与卡位凸点421相卡接，即可实现第二连接臂200与第一连接臂100及驱动机构300的快速安装。

另外，在本实施例中，第二连接臂200为薄壁结构，其具有一定的弹性形变能力。只需要使第二连接臂200产生一定的弹性形变，即可使第二连接臂200与卡位凸点421及卡位凸块330分离，实现第二连接臂200快速拆卸。而且，第二连接臂200的重量较小，其随驱动机构300转动时的惯性较小，能够有效保证第二连接臂200旋转的稳定性。同时，第二连接臂200与卡位凸块330及卡位凸点421只需要较低的加工精度，即可实现卡接，且具有较好的连接自定位及连接重复性。

具体在本实施例中，上述驱动机构300具体为舵机。在其他实施例中，驱动机构300还可以为其他类型的动力机构。

上述机械臂10中，第二连接臂200与驱动机构300通过卡接的方式连接，驱动机构300能够驱动卡盘320及卡位凸块330转动，进而带动第二连接臂200相对第一连接臂100转动。同时，在无需使用螺纹紧固件进行连接的情况下，第二连接臂200与卡位凸块330卡接实现了第二连接臂200与第一连接臂100的快速拆装，使机械臂10的结构较为简单。

进一步的，第二连接臂200上设置多个卡槽210，卡盘320上设置多个卡位凸块330，第二连接臂200可以从多个角度实现卡槽210与卡位凸块330的配合，进而较快的实现第二连接臂200与驱动机构300的卡接。

进一步的，驱动机构300设于第一连接臂100的内部，第一连接臂100能够对驱动机构300起到一定的遮挡保护作用，同时也使得机械臂10的外观较为美观。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。