机器人内部层叠结构及机器人的制作方法

本发明涉及人工智能领域，尤其涉及一种机器人内部层叠结构及机器人。

背景技术：

随着机器人技术的快速发展，使得机器人可实现日益多样化的功能，为配合机器人多样化的功能需求和充分利用机器人内部空间，使得机器人内部需采用多层堆积式结构。现有机器人中采用多层层叠式结构，通过在不同层平台上设有实现不同功能的元器件，以达到充分利用机器人内部空间目的。当前机器人中，各层平台之间采用多段分离的连接支架配合以实现支撑连接，但这种连接结构装配复杂，且稳定性较差。

技术实现要素：

本发明提供一种机器人内部层叠结构及机器人，以解决当前多层层叠式结构中，采用装配复杂且稳定性较差的连接结构实现各层平台连接的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机器人内部层叠结构，包括底盘、支撑杆、隔板和安装盘；

所述支撑杆一端固定在所述底盘上，另一端固定在所述安装盘上；

所述隔板固定在所述支撑杆上；

所述底盘、所述隔板和所述安装盘上分别设有用于装配元器件的装配位。

优选地，所述支撑杆设有至少三个，且至少三个所述支撑杆不在同一直线上。

优选地，所述安装盘上的装配位包括齿轮孔；

所述机器人内部层叠结构还包括齿轮箱和齿轮组件；所述齿轮箱设置在所述支撑杆上，并位于所述安装盘下方；所述齿轮组件设置在所述齿轮箱内，并延伸出所述齿轮孔。

优选地，所述齿轮箱上设有舵机安装位；

所述齿轮组件包括舵机、连接齿轮、上轴承和下轴承；所述连接齿轮通过所述上轴承安装在所述安装盘上，通过所述下轴承安装在所述齿轮箱上；所述舵机设置在所述舵机安装位上，所述舵机的输出齿轮与所述连接齿轮啮合，且所述连接齿轮延伸出所述齿轮孔。

优选地，还包括设置在相邻两个所述支撑杆上的支架，所述支架顶部固定在所述齿轮箱上，底部固定在所述隔板上，且所述支架上设有用于装配元器件的装配位。

优选地，所述支撑杆底部设有第一固定螺孔；所述底盘上设有第二固定螺孔；

所述机器人内部层叠结构还包括用于将所述支撑杆固定在所述底盘的固定组件；所述固定组件包括用于连接所述支撑杆的固定座、第一固定螺丝和第二固定螺丝；所述第一固定螺丝与所述第一固定螺孔配合，以将所述支撑杆固定在所述固定座上；所述第二固定螺丝与所述第二固定螺孔配合，以将所述固定座固定在所述底盘上。

优选地，所述支撑杆底部还设有限位凸台，所述限位凸台上设有外切面；

所述固定座包括连接部和固定部；所述连接部呈管状设置，所述连接部的内径与所述支撑杆的外径相匹配，且所述连接部内设有与所述限位凸台相匹配的限位孔；所述固定部从所述连接部一端沿径向方向延伸而成，所述固定部上设有供所述第二固定螺丝穿过的固定通孔。

优选地，每一所述支撑杆上设有至少一个锁扣位；

所述机器人内部层叠结构还包括固定在所述支撑杆的锁扣位上的支承组件，用于支承所述隔板或所述齿轮箱；所述支承组件包括第一锁扣、第二锁扣、以及用于连接所述第一锁扣和所述第二锁扣的紧定螺丝，所述第一锁扣和所述第二锁扣配合形成与所述锁扣位相匹配的锁扣孔。

优选地，所述锁扣位包括相对设置在所述支撑杆上的两个限位槽；

所述锁扣中部和所述锁扣下部的内侧设有与所述限位槽配合的限位凸起。

优选地，所述第一锁扣和所述第二锁扣均包括锁扣上部、锁扣中部和锁扣下部；所述锁扣上部的内侧与所述支撑杆的形状相匹配；所述锁扣中部和所述锁扣下部的内侧与所述锁扣位的形状相匹配；所述锁扣中部的外径大于所述锁扣上部的外径；所述锁扣下部设有与所述紧定螺丝配合的紧定螺孔。

优选地，所述隔板上设有供所述支撑杆穿过的第一连接孔，所述第一连接孔的孔径与所述锁扣上部或所述锁扣下部的外径相匹配；

所述齿轮箱上设有供所述支撑杆穿过的第二连接孔，所述第二连接孔的孔径与所述锁扣上部或所述锁扣下部的外径相匹配。

优选地，所述锁扣中部还包括沿轴线方向设置的连接螺孔，所述隔板上还设有连接通孔，所述支承组件还包括穿过所述连接通孔并与所述连接螺孔配合的连接件。

本发明还提供一种机器人，包括所述机器人内部层叠结构。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明所提供的机器人内部层叠结构及机器人中，采用支撑杆和隔板，可将底盘与安装盘之间的空间划分成至少两个容置空间，并在底盘、隔板和安装盘上的装配位上装配元器件，以将元器件装配在至少两个容置空间内，使得该机器人内部层叠结构装配过程简单方便，且无需采用多段分离的连接结构，稳定性更好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例中机器人内部层叠结构的立体图。

图2是图1中机器人内部层叠结构的局部分解图。

图3是图1中机器人内部层叠结构的主视图。

图4是图1中机器人内部层叠结构的支撑杆、固定组件和支承组件的结构示意图。

图5是图4中a部分的爆炸图。

图中：10、底盘；20、支撑杆；21、锁扣位；22、螺纹区；23、限位凸台；24、限位槽；30、隔板；31、第一连接孔；40、安装盘；41、齿轮孔；42、安装孔；50、齿轮箱；51、第二连接孔；60、齿轮组件；61、舵机；62、连接齿轮；63、上轴承；64、下轴承；70、固定组件；71、固定座；711、连接部；712、固定部；713、固定通孔；72、第一固定螺丝；73、第二固定螺丝；74、垫圈；75、螺帽；80、支承组件；81、第一锁扣；811、锁扣上部；812、锁扣中部；813、锁扣下部；814、第一紧定螺孔；815、限位凸起；82、第二锁扣；821、第二紧定螺孔；83、紧定螺丝；84、连接件；90、支架；91、第一连接部；92、第二连接部。

具体实施方式

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

本实施例中公开一种机器人，该机器人包括机器人内部层叠结构。该机器人内部层叠结构可设置在机器人底部或机器人腰部。在二段式机器人中，机器人包括机器人腰部和与机器人腰部相连的机器人头部。在三段式机器人中，机器人包括机器人底部、与机器人底部相连的机器人腰部以及与机器人腰部相连的机器人头部。

如图1-图3所示，该机器人内部层叠结构包括底盘10、支撑杆20、隔板30、安装盘40、齿轮箱50和齿轮组件60。其中，支撑杆20一端固定在底盘10上，另一端固定在安装盘40上。本实施例中，支撑杆20设有至少三个，且至少三个支撑杆20不在同一直线上，以使支撑杆20之间界定出一平面。安装盘40平行于底盘10，且隔板30固定在支撑杆20上，且隔板30与底盘10平行，以使隔板30将底盘10与安装盘40之间的空间划分成至少两个容置空间，在至少两个容置空间内装配元器件，有利于增加空间利用率。其中，底盘10、隔板30和安装盘40上分别设有用于装配元器件的装配位。本实施例中，底盘10上可安装有超声传感器、红外传感器及传感器控制电路等元器件，在底盘10底部外侧可设有至少两个全向轮及驱动全向轮转动的驱动电机，并在底盘10上设有与驱动电机相连的电机控制电路等元器件。

如图1-图3所示，安装盘40上的装配位包括齿轮孔41。齿轮箱50设置在支撑杆20上，并位于安装盘40下方；齿轮组件60设置在齿轮箱50内，并延伸出齿轮孔41。可以理解地，齿轮组件60装配在齿轮箱50内，并延伸出齿轮孔41，从而与机器人头部或机器人腰部相连，以保证机器人底部和机器人腰部之间或者机器人腰部和机器人头部之间可转动连接。

如图2所示，齿轮箱50上设有用于安装舵机61的舵机安装位(图中未示出)。齿轮组件60包括舵机61、连接齿轮62、上轴承63和下轴承64。连接齿轮62通过上轴承63安装在安装盘40上，通过下轴承64安装在齿轮箱50上，上轴承63和下轴承64的设置，可支撑连接齿轮62，降低连接齿轮62在旋转过程中的摩擦，并保证其回旋精度。舵机61设置在舵机安装位上，且舵机61的输出齿轮与连接齿轮62啮合，连接齿轮62延伸出齿轮孔41。可以理解地，舵机控制电路可以设置在齿轮箱50内，与舵机61相连，以控制舵机61工作；当舵机61工作时，使舵机61的输出齿轮带动与其啮合的连接齿轮62转动，以使延伸出齿轮孔41的连接齿轮62带动与其相连的机器人头部或机器人腰部工作。

该机器人内部层叠结构装配时，先将底盘10上装配的元器件(包括但不限于本实施例中的超声传感器、红外传感器、传感器控制电路和电机控制电路)装配在底盘10上，再将至少三个支撑杆20固定在底盘10上；然后将一隔板30固定在至少三个支撑杆20上，再将电源及控制电路等装配件装配到隔板30上；然后将齿轮组件60装配在齿轮箱50上，再将齿轮箱50装配在至少三个支撑杆20上，最后将安装盘40固定在至少三个支撑杆20顶部。

该机器人内部层叠结构中，采用支撑杆20和隔板30，可将底盘10与安装盘40之间的空间划分成至少两个容置空间，并在底盘10、隔板30和安装盘40上的装配位上装配元器件，以将元器件装配在至少两个容置空间内，使得该机器人内部层叠结构装配过程简单方便，且无需采用多段分离的连接结构，稳定性更好。

该机器人内部层叠结构还包括用于将支撑杆20固定在底盘10上的固定组件70，而且，固定组件70还可将安装盘40固定在支撑杆20上。具体地，每一支撑杆20顶部设有螺纹区22；支撑杆20底部设有第一固定螺孔。支撑杆20底部设有限位凸台23，限位凸台23上设有外切面，该第一固定螺孔可设置限位凸台23内。底盘10上设有第二固定螺孔(图中未示出)。相应地，安装盘40上设有用于供支撑杆20顶部穿过的安装孔42。

如图1-图5所示，固定组件70包括用于连接支撑杆20的固定座71、第一固定螺丝72和第二固定螺丝73。第一固定螺丝72与设置在支撑杆20底部的第一固定螺孔配合，以将支撑杆20固定在固定座71上。第二固定螺丝73与设置在底盘10上的第二固定螺孔配合，以将固定座71固定在底盘10上。

如图4和图5所示，固定座71包括连接部711和固定部712，其中，连接部711和固定部712可采用冲压技术冲压成一体，或者采用注塑技术注塑成一体。连接部711呈管状设置，使得连接部711上形成有用于供支撑杆20插入的插入空间。连接部711的内径与支撑杆20的外径相匹配，且连接部711内设有与支撑杆20底部的限位凸台23相匹配的限位孔，限位孔设有与限位凸台23的外切面相匹配的内切面，避免支撑杆20相对固定座71转动。固定部712从连接部711一端沿径向方向延伸而成，固定部712上设有供第二固定螺丝73穿过的固定通孔713。装配时，需先将支撑杆20装配在固定座71的连接部711上，通过第一固定螺丝72将支撑杆20固定在固定座71上；再采用第二固定螺丝73穿过固定部712上的固定通孔713，而与底盘10上的第二固定螺孔拧紧配合，即可实现将支撑杆20装配在底盘10上，装配过程简单方便，有利于提高整个机器人内部层叠结构的装配效率。

如图4和图5所示，固定组件70还包括设置在第一固定螺丝72与第一固定螺孔之间的垫圈74，以起到松动和减少支承面应力的作用。具体地，垫圈74的外径大于连接部711内的限位孔的内径，以保证支撑杆20固定在固定座71上。可以理解地，通过固定座71固定支撑杆20，再将固定座71通过第二固定螺丝73固定在底盘10上，即可实现支撑杆20与底盘10固定连接。

本实施例中，固定组件70还包括与支撑杆20的螺纹区22配合的螺帽75。该机器人内部层叠结构装配时，先将支撑杆20通过固定座71固定在底盘10上，再在支撑杆20上装配隔板30和齿轮箱50，然后使安装盘40的安装孔42穿过支撑杆20的螺纹区22，然后采用螺帽75拧紧，以将安装盘40固定在支撑杆20上。

如图1-图4所示，支撑杆20上设有至少一个锁扣位21，锁扣位21的数量与需要装配的隔板30的数量相匹配，而隔板30的数量由所需划分的空间决定，其原因在于，每一隔板30可将底盘10与安装盘40之间的空间划分成至少两个容置空间。相应地，机器人内部层叠结构还包括固定在支撑杆20的锁扣位21上的支承组件80，用于支承隔板30或齿轮箱50。

如图4所示，支承组件80包括第一锁扣81、第二锁扣82、以及用于连接第一锁扣81和第二锁扣82的紧定螺丝83，第一锁扣81和第二锁扣82配合形成与锁扣位21相匹配的锁扣孔。装配时，将第一锁扣81装配在支撑杆20的锁扣位21上，再将第二锁扣82装配在支撑杆20的锁扣位21上，采用紧定螺丝83将第一锁扣81和第二锁扣82固定连接，即可将支承组件80装配在支撑杆20上，再将隔板30或齿轮箱50固定在支承组件80上，即可实现隔板30与支撑杆20的固定连接，使其装配过程更简单方便。

如图4所示，锁扣位21包括相对设置在支撑杆20上的两个限位槽24。第一锁扣81和第二锁扣82的内侧设有与限位槽24配合的限位凸起815，当第一锁扣81或第二锁扣82的装配在支撑杆20上时，限位凸起815与限位槽24配合，以避免第一锁扣81或第二锁扣82相对支撑杆20滑动，保证连接的紧密性。

本实施例中，每一支撑杆20均呈圆柱状，而锁扣位21是在呈圆柱状的支撑杆20切割出两个相互平行的限位槽24后形成的。如图4所示，第一锁扣81和第二锁扣82均包括一体成型的锁扣上部811、锁扣中部812和锁扣下部813。锁扣上部811的内侧与支撑杆20的形状相匹配，即锁扣上部811的内侧呈圆弧状，以使其与呈圆柱状的支撑杆20配合。装配时，锁扣上部811位于支撑杆20而不位于锁扣位21上，以保证支承组件80与支撑杆20连接的紧密性。锁扣中部812和锁扣下部813的内侧与锁扣位21的形状相匹配，使得装配时，锁扣中部812和锁扣下部813完全与锁扣位21契合，以保证支承组件80与锁扣位21连接的紧密性。锁扣中部812的外径大于锁扣上部811的外径，以使锁扣中部812起到支承作用。锁扣下部813设有与紧定螺丝83配合的紧定螺孔，通过紧定螺丝83可实现第一锁扣81和第二锁扣82的紧密连接。

如图4所示，紧定螺孔包括第一紧定螺孔814和第二紧定螺孔821。第一紧定螺孔814设置在第一锁扣81的锁扣下部813内，但不贯穿锁扣下部813。第二紧定螺孔821设置在第二锁扣82的锁扣下部813内，并贯穿第二锁扣82的锁扣下部813。装配时，先将紧定螺丝83穿过第二紧定螺孔821，再旋入第一紧定螺孔814并拧紧，即可将第一锁扣81和第二锁扣82固定在锁扣位21上，装配过程简单方便，有利于提高该机器人内部层叠结构的装配效率，并可保证其装配的稳定性。

可以理解地，隔板30上设有供支撑杆20穿过的第一连接孔31，以使隔板30可设置在支撑杆20上。本实施例中，隔板30设置在支承组件80上方，支承组件80固定在支撑杆20上，以避免隔板30沿支撑杆20向下滑动。其中，第一连接孔31的孔径与锁扣上部811或锁扣下部813的外径相匹配，由于锁扣中部812的外径大于锁扣上部811和锁扣下部813的外径，以使隔板30可装配在第一锁扣81和第二锁扣82的锁扣上部811或锁扣下部813外围，并可支撑在第一锁扣81和第二锁扣82的锁扣中部812上，增加其装配的稳定性。本实施例中，第一连接孔31设置在锁扣上部811外围。

相应地，齿轮箱50上设有供支撑杆20穿过的第二连接孔51，以使齿轮箱50可设置在支撑杆20上。本实施例中，每一齿轮箱50设置在支承组件80上文，支承组件80固定在支撑杆20上，以避免齿轮箱50沿支撑杆20向下滑动。其中，第二连接孔51的孔径与锁扣上部811或锁扣下部813的外径相匹配，由于锁扣中部812的外径大于锁扣上部811和锁扣下部813的外径，以使齿轮箱50可装配在第一锁扣81和第二锁扣82的锁扣上部811或锁扣下部813外围，并可支撑在第一锁扣81和第二锁扣82的锁扣中部812上，增加其装配的稳定性。本实施例中，第二连接孔51设置在锁扣下部813外围。

进一步地，锁扣中部812还包括沿轴线方向设置的连接通孔(图中未示出)，隔板30或齿轮箱50上还设有连接螺孔(图中未示出)，支承组件80还包括穿过连接通孔并与连接螺孔配合的连接件84。可以理解地，通过连接件84穿过锁扣中部812上的连接通孔，再与隔板30或齿轮箱50上的连接螺孔配合，即可将隔板30或齿轮箱50固定在锁扣中部812上，实现隔板30或齿轮箱50与支承组件80的紧密连接，从而增强隔板30或齿轮箱50与支撑杆20连接的稳定性。

如图1-图3所示，机器人内部层叠结构还包括设置在相邻两个支撑杆20上的支架90，支架90顶部固定在齿轮箱50上，底部固定在隔板30上，且支架90上设有用于装配元器件的装配位。本实施例中，支架90上设有用于实现与齿轮箱50、隔板30或元器件固定连接的装配孔。支架90的装配位上可装配电路板或其他元器件，装配过程简单方便，且可进一步提高该机器人内部层叠结构的空间利用率。

如图2所示，支架90包括沿竖直方向平行间隔设置的两个第一连接部91和沿水平方向平行间隔设置的第二连接部92。两个第二连接部92设置在两个第一连接部91的中间位置，且两个第二连接部92的宽度与所需装配的电路板或其他元器件的大小相匹配。两个第一连接部91的宽度与两个支撑杆20之间的距离相匹配，以便于将支架90装配在两个支撑杆20之间。

本发明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，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。