一种球状关节及机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种球状关节及应用该球状关节的机器人。

背景技术：

随着科学技术的迅速发展，机器人的研究越来越广泛，智能机器人领域取得了突破性的进展。机器人通过模拟人类的生理结构实现人类的运动，其中，有很多关节，例如髋关节、膝关节、踝关节、肘关节、腕关节等，在机器人运动过程中起到了极其重要的作用，因此，球头关节得到广泛应用。球座内设置有球窝孔，球头位于球窝孔内并可相对于包覆该球头的球座转动，然而现有球窝结构普遍没有锁紧装置，当需要增加负重的时候，存在无法定位的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种球状关节，以解决现有技术中存在的球窝结构无法定位锁紧的技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种机器人。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种球状关节，包括与至少一个球头相适配的锁紧装置，用于锁紧所述球头，并限制被锁紧的所述球头的至少一个轴向自由度。

其中，所述锁紧装置包括夹紧部件，其具有两个相对的内侧面，用于压抵所述球头的外侧。

其中，还包括调距装置，其位于所述夹紧部件的下部，用于调节所述夹紧部件的两个相对内侧面之间的距离。进而可适应不同大小的球头。

其中，所述夹紧部件为间隔设置的一对卡爪，两个所述卡爪的上部内侧面形成与所述球头的球面相匹配的弧形面，并适于接收所述球头。

其中，所述调距装置包括螺栓和与所述螺栓配合的螺母，所述螺母嵌入一个所述卡爪的下部，所述螺栓穿过另一个所述卡爪与所述螺母相对的通孔中，并与所述螺母连接，通过旋转所述螺栓可调节两个所述卡爪的内侧面之间的距离。

其中，所述弧形面的内侧覆设有弹性胶层。

其中，所述夹紧部件为相互铰接的一对卡爪，两个所述卡爪相对的内侧面配合形成一个U形嵌口，用于容置所述球头。

其中，所述调距装置包括螺纹拉杆和与所述螺纹拉杆配合的螺帽，所述螺纹拉杆穿设于两个所述卡爪的下部，通过旋转所述螺帽可调节所述U形嵌口的大小。

其中，所述螺纹拉杆靠近所述U形嵌口的一侧设置有压簧，所述压簧连接两个所述卡爪。

一种机器人，包括多个如上述任一项所述的球状关节。

本实用新型提出的球状关节，通过设置与球头相适配的锁紧装置，用于锁紧球头，并限制球头的至少一个轴向自由度，使得球头能够自由旋转，当需要增加负重的时候，也能够定位锁紧，结构简单，稳定性高，保证了运动精度。

本实用新型提出的机器人，因使用了上述球状关节，也具有结构简单，稳定性高的特点，保证了运动精度。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式提供的球状关节的部分结构示意图一；

图2是本实用新型第一实施方式提供的球状关节的部分结构示意图二；

图3是本实用新型第一实施方式提供的第一连接件的主视图；

图4是图3的A-A向剖视图；

图5是图3的B-B向剖视图；

图6是图3的C-C向剖视图；

图7是图2的局部剖视图一；

图8是图2的局部剖视图二；

图9是本实用新型第二实施方式提供的球状关节的结构示意图；

图10是图9的分解示意图。

图中：

11、夹紧部件；12、调距装置；13、第一连接件；14、第二连接件；

110、卡爪；111、弹性胶层；

121、螺母；

131、球头；132、第一连接板；133、第一球座；

1311、盲孔；1331、第二连接板；

141、第二球座；142、第一球；143、第二球；144、第三连接板；

210、卡爪；211、销钉；212、螺纹拉杆；213、螺帽；214、压簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

第一实施方式

参见图1至图8，一种球状关节，包括与至少一个球头131相适配的锁紧装置，用于锁紧球头131，并限制被锁紧的球头131的至少一个轴向自由度。使得球头131能够自由旋转，当需要增加负重的时候，也能够定位锁紧，结构简单，稳定性高，保证了运动精度。

锁紧装置包括夹紧部件11，夹紧部件11具有两个相对的内侧面，适于压抵球头131的外侧。夹紧部件11可以为一对弹性夹爪。

锁紧装置还包括调距装置12。调距装置12位于夹紧部件11的下部，用于调节夹紧部件11的两个相对的内侧面之间的距离，进而可适应不同大小的球头。

夹紧部件11为间隔设置的一对卡爪110，两个卡爪110的内侧面形成与球头131的球面相匹配的弧形面，并适于接收球头131。调距装置12包括螺栓(图中未示出)和与螺栓配合的螺母121，螺母121嵌入其中一个卡爪110的下部，螺栓穿过另一个卡爪110与螺母121相对的通孔，并与螺母121连接，通过旋转螺栓可调节两个卡爪110的内侧面之间的距离。

弧形面的内侧覆设有弹性胶层111。增大摩擦力，避免卡爪110磨损，并具有一定的缓冲作用。

球头131与第一连接板132、第一球座133依次连接，并组成第一连接件13。第一连接板132的横截面为十字形。第一球座133包括两块方形板和连接两块方形板的第二连接板1331，第二连接板1331的横截面为圆形，第二连接板1331的表面上沿周向均匀开设有四条卡槽。第一球座133的底面开有连接孔，用于与连杆相连，连接孔的两侧开设有方形孔，方形孔与卡槽贯通。球头131上开设有多个盲孔1311，为偷胶孔。盲孔1311对称分布于球头131的两侧，每一侧均设置有位于正中间的中间孔、围绕中间孔均布的两圈周向孔。

锁紧装置位于第二连接件14的第二球座141中，第二球座141与第一球142、第二球143依次连接，并组成第二连接件14，第一连接件13的球头131可位于第二连接件14的第二球座141中，配合形成铰接式的球窝接头。第一球142和第二球143之间通过第三连接板144连接。在本实施例中，第三连接板144的横截面为十字形，当然也可以为其他能够实现连接功能的形状。在本实施例中，锁紧装置固定于第二连接件14的第二球座141中。

第二实施方式

图9和图10示出了第二实施方式，其中与第一实施方式相同或相应的零部件采用与第一实施方式相应的附图标记。为简便起见，仅描述第二实施方式与第一实施方式的区别点。区别之处在于，夹紧部件11为相互铰接的一对卡爪210，两个卡爪210的上部相对的内侧面配合形成U形嵌口；两个卡爪210的中部对应位置开设有同轴的通孔，并通过销钉211铰接；两个卡爪210的下部连接有调距装置12。

调距装置12包括螺纹拉杆212和与螺纹拉杆212配合的螺帽213，两个卡爪210的下部对应位置开设有同轴的安装孔。两个安装孔均为光孔，螺纹拉杆212穿设于两个光孔中，螺纹拉杆212的两端通过螺帽213固定；或者，其中一个安装孔为螺纹孔，与螺纹拉杆212螺纹连接，另一个安装孔为光孔，螺纹拉杆212穿过光孔，并通过螺帽213固定。通过旋转螺帽213可调节U形嵌口的大小，使卡爪210紧紧抱死球头131，达到定位效果。

于螺纹拉杆212靠近U形嵌口的一侧设置有压簧214，压簧214连接两个卡爪210。既便于调节，也能用于复位，同时，增加了夹爪的夹紧力。

在本实施例中，第三连接板144为U形板。锁紧装置可拆卸地设置于第二连接件14的第二球座141中。

本实用新型还提供了一种机器人，采用上述任一实施例所述的球状关节。其结构及原理参见上述实施例，在此不再赘述。因使用了上述球状关节，因此，也具有结构简单，稳定性高的特点，保证了运动精度。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。