一种转动机构及机械臂和机器人的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及机器关节技术领域，尤其涉及一种转动机构及机械臂和机器人。

背景技术：
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机械臂的转动机构是保证机械臂完成工作的核心部件，其需要满足转向的灵活性及为机械臂提供驱动能力，从根本上决定了机械臂的动力学特性的优劣。

其中，转动机构通常包括驱动电机、制动件及减速件三部分，无论这三部分是外置，还是内置，都需要配套适用的保护壳，现有技术中的保护壳往往只做为配件，配合保护驱动电机、制动件及减速件，但是，随着机械化设备工作精度及工作环境的要求，对转动机构的保护壳也提出了更高的要求。

因此，本领域亟需一种转动机构及机械臂和机器人。

有鉴于此，提出本实用新型。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种具有更好使用效果的转动机构及机械臂和机器人，以解决现有技术中的至少一项技术问题。

具体的，本实用新型的第一方面，提供了一种转动机构，所述转动机构包括第一驱动柄、第二驱动柄，及与第一驱动柄与第二驱动柄相连接的驱动核心，所述驱动核心内设置有第一驱动结构及第二驱动结构，所述第一驱动柄与第一驱动结构相连接，所述第二驱动柄与第二驱动结构相连接，所述转动机构还包括保护壳体，所述保护壳体与驱动核心相配合，所述驱动核心设置在保护壳体内部。

采用上述结构，能够通过两个方向上所设置的驱动结构使转动机构能够全方位活动，通过第一驱动结构及第二驱动结构统一安装在驱动核心内，使两个方向上的空间轴紧密融合为一体，能够解决传统转动机构累计叠加连接方式，减少转动机构连接配件，将主要的驱动结构安装在转动机构内部，保障其不易受损，从而达到结构紧凑的效果，为转动机构类产品设计提供多种便利。

优选地，所述驱动核心还包括核心壳体，所述第一驱动结构及第二驱动结构设置在核心壳体内部。

采用上述结构，能够有效的对驱动结构进行保护，保证驱动结构的使用寿命，也能有效加强转动机构整体的紧密性。

优选地，所述第一驱动结构包括第一驱动电机、第一传动带及第一输出轴，所述第一传动带一端与第一驱动电机相连接，另一端与第一输出轴相连接，所述第一输出轴与第一驱动柄相连接。

优选地，所述第二驱动结构包括第二驱动电机、第二传动带及第二输出轴，所述第二传动带一端与第二驱动电机相连接，另一端与第二输出轴相连接，所述第二输出轴与第二驱动柄相连接。

优选地，所述第一驱动电机与第二驱动电机的驱动力输出方向相垂直。

采用上述结构，能够使转动机构在x轴与y轴的方向上，自由转动，且保证转动机构连接的紧密程度。

优选地，所述第一驱动电机及第二驱动电机与核心壳体内壁相连接，所述第一输出轴及第二输出轴一端设置在核心壳体内，另一端设置在核心壳体外，所述第一传动带及第二传动带设置在核心壳体内。

优选地，所述核心壳体上还设置有传动调节孔，所述传动调节孔能够用于调节传动带松紧程度。

进一步地，所述传动调节孔包括第一调节孔与第二调节孔，所述第一调节孔与第一驱动电机相配合，所述第二调节孔与第二驱动电机相配合，所述第一调节孔与第二调节孔能够调节第一驱动电机与第二驱动电机在核心壳体上的安装位置，从而控制第一驱动电机及第二驱动电机与相对应的第一输出轴及第二输出轴的距离，进而控制第一传动带及第二传动带松紧程度。

进一步地，所述传动调节孔还连接有电机连接件，所述电机连接件用于驱动电机与传动调节孔相连接。

进一步地，所述电机连接件包括第一连接件及第二连接件，所述第一连接件与第一驱动电机及第一调节孔相配合，所述第二连接件与第二驱动电机及第二调节孔相配合，所述第一驱动电机通过第一连接件与第一调节孔相连接，所述第二驱动电机通过第二连接件与第二调节孔相连接。

采用上述结构，能够显著提高传动带后期维护工作的效率，也能有效便于使用前期对转动机构调试工作，使转动机构能够充分贴合使用者的使用需求。

优选地，所述驱动核心还包括传感器，所述传感器设置在核心壳体内部，且设置有多个。

进一步地，所述传感器能够设置在第一驱动电机或第二驱动电机上。

采用上述结构，能够通过所设置的多个传感器间的配合使用，更为精准的测量转动机构的运行速度、输出力矩、传动角度等数据。

优选地，所述核心壳体的顶端和底端为开口设置。

进一步地，所述驱动核心还包括连接板及驱动控制器，所述连接板与核心壳体相连接，所述驱动控制器设置在连接板上，所述驱动控制器与第一驱动电机及第二驱动电机电性连接，所述驱动控制器用于控制第一驱动电机及第二驱动电机。

进一步地，所述连接板包括第一连接板及第二连接板，所述驱动控制器包括第一控制器及第二控制器，所述第一控制器与第一连接板相连接，所述第二控制器与第二连接板相连接，所述第一控制器及第二控制器分别与第一驱动电机与第二驱动电机电性连接，所述第一控制器及第二控制器分别用于控制第一驱动电机与第二驱动电机。

进一步地，所述连接板与核心壳体的开口相连接。

采用上述结构，能够将有效缩短驱动电机与驱动控制器在核心壳体内的距离，加强驱动核心内部结构的紧凑程度，减少线缆长度，从而有效减少信号及电压衰减量，也在一定程度上防止线缆过长造成的缠绕及其他不安全因素，提升稳定性及安全性，提高驱动电机的工作效率及工作质量。

优选地，所述第一驱动结构还包括第一从动轴，所述第一从动轴设置在核心壳体上，且与第一输出轴相配合，所述第一驱动柄与第一从动轴相连接。

进一步地，所述第一从动轴设置在核心壳体的外壁上，且与第一输出轴对称设置在核心壳体两侧。

优选地，所述第二驱动结构还包括第二从动轴，所述第二从动轴设置在核心壳体，且与第二输出轴相配合，所述第二驱动柄与第二从动轴相连接。

进一步地，所述第二从动轴设置在核心壳体的外壁上，且与第二输出轴对称设置在核心壳体两侧。

采用上述结构，能够促进第一驱动柄及第二驱动柄与驱动核心连接的稳固程度，同时保证第一驱动柄及第二驱动柄的承力负荷，使本实用新型的第一驱动柄及第二驱动柄能够向外输出更大的驱动力，满足使用需求。

优选地，所述第一驱动结构还包括第一从动轴，所述第一从动轴设置在核心壳体上，且与第一输出轴相配合，所述第一驱动柄与第一从动轴相连接。

进一步地，所述第一从动轴设置在核心壳体的外壁上，且与第一输出轴对称设置在核心壳体两侧。

优选地，所述第二驱动结构还包括第二从动轴，所述第二从动轴设置在核心壳体，且与第二输出轴相配合，所述第二驱动柄与第二从动轴相连接。

进一步地，所述第二从动轴设置在核心壳体的外壁上，且与第二输出轴对称设置在核心壳体两侧。

采用上述结构，能够促进第一驱动柄及第二驱动柄与驱动核心连接的稳固程度，同时保证第一驱动柄及第二驱动柄的承力负荷，使本实用新型的第一驱动柄及第二驱动柄能够向外输出更大的驱动力，满足使用需求。

优选地，所述第一驱动柄包括第一驱动块、第一输出曲柄及第一从动曲柄，所述第一输出曲柄与第一输出轴相配合，所述第一从动曲柄与第一从动轴相配合，所述第一输出曲柄一端与第一驱动块相连接，另一端与第一输出轴相连接，所述第一从动曲柄一端与第一驱动块相连接，另一端与第一从动轴相连接。

优选地，所述第二驱动柄包括第二驱动块、第二输出曲柄及第二从动曲柄，所述第二输出曲柄与第二输出轴相配合，所述第二从动曲柄与第二从动轴相配合，所述第二输出曲柄一端与第二驱动块相连接，另一端与第二输出轴相连接，所述第二从动曲柄一端与第二驱动块相连接，另一端与第二从动轴相连接。

进一步地，所述第一驱动块及第二驱动块用于连接转动机构两侧的机械臂。

采用上述结构，能够有效提高本实用新型的机械强度，保证驱动核心的使用寿命，并优化了第一驱动柄及第二驱动柄的内部结构，提高了驱动核心所产生驱动力的输出效率。

优选地，所述保护壳体包括上壳体及下壳体，所述上壳体及下壳体间可拆卸，所述上壳体上还设置有上补偿壳，所述下壳体上还设置有下补偿壳。

具体的，本实用新型的第二方面，提供了一种机械臂，所述机械臂上包括有上述转动机构。

具体的，本实用新型的第三方面，提供了一种机器人，所述机器人上包括有上述机械臂。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型的第一驱动柄及第二驱动柄与驱动核心的连接稳固，同时保证第一驱动柄及第二驱动柄的承力负荷，使本实用新型的第一驱动柄及第二驱动柄能够向外输出更大的驱动力，满足使用需求；

2.本实用新型能够通过两个方向上所设置的驱动结构使转动机构能够全方位活动，通过第一驱动结构及第二驱动结构统一安装在驱动核心内，使两个方向上的空间轴紧密融合为一体；

3.本实用新型能够有效提高转动机构的机械强度，保证驱动核心的使用寿命，并优化了第一驱动柄及第二驱动柄的内部结构，提高了驱动核心所产生驱动力的输出效率。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的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。

图1为本实用新型一种转动机构的立体图；

图2为本实用新型一种转动机构的各零件爆炸状态立体图；

图3为本实用新型的驱动核心的第一视角立体图；

图4为本实用新型的驱动核心的第二视角立体图；

图5为本实用新型的驱动核心各零件爆炸状态的第一视角立体图；

图6为本实用新型的驱动核心各零件爆炸状态的第二视角立体图；

图7为本实用新型的一种实施方式的各零件爆炸立体图。

附图标记说明：

通过上述附图标记说明，结合本实用新型的实施例，可以更加清楚的理解和说明本实用新型的技术方案。

1、第一驱动柄；11、第一驱动块；12、第一输出曲柄；13、第一从动曲柄；2、第二驱动柄；21、第二驱动块；22、第二输出曲柄；23、第二从动曲柄；3、驱动核心；31、核心壳体；321、第一连接板；322、第二连接板；331、第一控制器；332、第二控制器；341、第一调节孔；342、第二调节孔；351、第一连接件；352、第二连接件；36、传感器；41、第一驱动电机；42、第一传动带；43、第一输出轴；44、第一从动轴；51、第二驱动电机；52、第二传动带；53、第二输出轴；54、第二从动轴；6、保护壳体；61、上壳体；611、上补偿壳；62、下壳体；621、下补偿壳；63、转轴保护壳。

具体实施方式：

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1及图2所示，本实用新型提供了一种转动机构，所述转动机构包括第一驱动柄1、第二驱动柄2，及与第一驱动柄1与第二驱动柄2相连接的驱动核心3，所述驱动核心3内设置有第一驱动结构及第二驱动结构，所述第一驱动柄1与第一驱动结构相连接，所述第二驱动柄2与第二驱动结构相连接，所述转动机构还包括保护壳体6，所述保护壳体6与驱动核心3相配合，所述驱动核心3设置在保护壳体6内部。

采用上述结构，能够通过两个方向上所设置的驱动结构使转动机构能够全方位活动，通过第一驱动结构及第二驱动结构统一安装在驱动核心3内，使两个方向上的空间轴紧密融合为一体，能够解决传统转动机构累计叠加连接方式，减少转动机构连接配件，将主要的驱动结构安装在转动机构内部，保障其不易受损，从而达到结构紧凑的效果，为转动机构类产品设计提供多种便利。

如图1及图2所示，所述驱动核心3还包括核心壳体31，所述第一驱动结构及第二驱动结构设置在核心壳体31内部。采用上述结构，能够有效的对驱动结构进行保护，保证驱动结构的使用寿命，也能有效加强转动机构整体的紧密性。

如图3-图6所示，所述第一驱动结构包括第一驱动电机41、第一传动带42及第一输出轴43，所述第一传动带42一端与第一驱动电机41相连接，另一端与第一输出轴43相连接，所述第一输出轴43与第一驱动柄1相连接，所述第二驱动结构包括第二驱动电机51、第二传动带52及第二输出轴53，所述第二传动带52一端与第二驱动电机51相连接，另一端与第二输出轴53相连接，所述第二输出轴53与第二驱动柄2相连接，所述第一驱动电机41与第二驱动电机51的驱动力输出方向相垂直。采用上述结构，能够使转动机构在x轴与y轴的方向上，自由转动，且保证转动机构连接的紧密程度。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一传动带42及第二传动带52采用聚氨基甲酸酯材质。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一驱动电机41及第二驱动电机51采用伺服电机。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一输出轴43及第二输出轴53采用减速器，采用上述结构，所述伺服电机与减速器之间使用同步轮与同步带连接，形成一级减速，再经过减速器二级减速后，能够有效加大输出力矩。

如图4及图5所示，所述第一驱动电机41及第二驱动电机51与核心壳体31内壁相连接，所述第一输出轴43及第二输出轴53一端设置在核心壳体31内，另一端设置在核心壳体31外，所述第一传动带42及第二传动带52设置在核心壳体31内。

如图3-图6所示，所述核心壳体31上还设置有传动调节孔，所述传动调节孔能够用于调节传动带松紧程度，所述传动调节孔包括第一调节孔341与第二调节孔342，所述第一调节孔341与第一驱动电机41相配合，所述第二调节孔342与第二驱动电机51相配合，所述第一调节孔341与第二调节孔342能够调节第一驱动电机41与第二驱动电机51在核心壳体31上的安装位置，从而控制第一驱动电机41及第二驱动电机51与相对应的第一输出轴43及第二输出轴53的距离，进而控制第一传动带42及第二传动带52松紧程度，所述传动调节孔还连接有电机连接件，所述电机连接件用于驱动电机与传动调节孔相连接，所述电机连接件包括第一连接件351及第二连接件352，所述第一连接件351与第一驱动电机41及第一调节孔341相配合，所述第二连接件352与第二驱动电机51及第二调节孔342相配合，所述第一驱动电机41通过第一连接件351与第一调节孔341相连接，所述第二驱动电机51通过第二连接件352与第二调节孔342相连接。采用上述结构，能够显著提高传动带后期维护工作的效率，也能有效便于使用前期对转动机构调试工作，使转动机构能够充分贴合使用者的使用需求。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述传动调节孔采用u型滑槽，采用上述结构，能够使传动带张紧程度为线性变化，提高对传动带松紧的调节效率。

如图4、图5所示，所述驱动核心3还包括传感器36，所述传感器36设置在核心壳体31内部，且设置有三个，所述传感器36能够设置在第一驱动电机41或第二驱动电机51上。采用上述结构，能够通过所设置的多个传感器36间的配合使用，更为精准的测量转动机构的运行速度、输出力矩、传动角度等数据。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述传感器36采用光电编码器。

如图3-图6所示，所述核心壳体31的顶端和底端为开口设置，所述驱动核心3还包括连接板及驱动控制器，所述连接板与核心壳体31相连接，所述驱动控制器设置在连接板上，所述驱动控制器与第一驱动电机41及第二驱动电机51电性连接，所述驱动控制器用于控制第一驱动电机41及第二驱动电机51，所述连接板包括第一连接板321及第二连接板322，所述驱动控制器包括第一控制器331及第二控制器332，所述第一控制器331与第一连接板321相连接，所述第二控制器332与第二连接板322相连接，所述第一控制器331及第二控制器332分别与第一驱动电机41与第二驱动电机51电性连接，所述第一控制器331及第二控制器332分别用于控制第一驱动电机41与第二驱动电机51，所述连接板与核心壳体31的开口相连接。

采用上述结构，能够将有效缩短驱动电机与驱动控制器在核心壳体31内的距离，加强驱动核心3内部结构的紧凑程度，减少线缆长度，从而有效减少信号及电压衰减量，也在一定程度上防止线缆过长造成的缠绕及其他不安全因素，提升稳定性及安全性，提高驱动电机的工作效率及工作质量。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述连接板与核心壳体31间通过螺栓连接。

如图5、图6所示，所述第一驱动结构还包括第一从动轴44，所述第一从动轴44设置在核心壳体31上，且与第一输出轴43相配合，所述第一驱动柄1与第一从动轴44相连接，所述第一从动轴44设置在核心壳体31的外壁上，且与第一输出轴43对称设置在核心壳体31两侧。

如图5、图6所示，所述第二驱动结构还包括第二从动轴54，所述第二从动轴54设置在核心壳体31，且与第二输出轴53相配合，所述第二驱动柄2与第二从动轴54相连接，所述第二从动轴54设置在核心壳体31的外壁上，且与第二输出轴53对称设置在核心壳体31两侧。采用上述结构，能够促进第一驱动柄1及第二驱动柄2与驱动核心3连接的稳固程度，同时保证第一驱动柄1及第二驱动柄2的承力负荷，使本实用新型的第一驱动柄1及第二驱动柄2能够向外输出更大的驱动力，满足使用需求。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一从动轴44及第二从动轴54采用旋转轴承。

如图3、图4及图5所示，所述第一驱动结构还包括第一从动轴44，所述第一从动轴44设置在核心壳体31上，且与第一输出轴43相配合，所述第一驱动柄1与第一从动轴44相连接，所述第一从动轴44设置在核心壳体31的外壁上，且与第一输出轴43对称设置在核心壳体31两侧。

如图3、图4及图5所示，所述第二驱动结构还包括第二从动轴54，所述第二从动轴54设置在核心壳体31，且与第二输出轴53相配合，所述第二驱动柄2与第二从动轴54相连接，所述第二从动轴54设置在核心壳体31的外壁上，且与第二输出轴53对称设置在核心壳体31两侧。

采用上述结构，能够促进第一驱动柄1及第二驱动柄2与驱动核心3连接的稳固程度，同时保证第一驱动柄1及第二驱动柄2的承力负荷，使本实用新型的第一驱动柄1及第二驱动柄2能够向外输出更大的驱动力，满足使用需求。

如图1、图2及图7所示，所述第一驱动柄1包括第一驱动块11、第一输出曲柄12及第一从动曲柄13，所述第一输出曲柄12与第一输出轴43相配合，所述第一从动曲柄13与第一从动轴44相配合，所述第一输出曲柄12一端与第一驱动块11相连接，另一端与第一输出轴43相连接，所述第一从动曲柄13一端与第一驱动块11相连接，另一端与第一从动轴44相连接。

如图1、图2及图7所示，所述第二驱动柄2包括第二驱动块21、第二输出曲柄22及第二从动曲柄23，所述第二输出曲柄22与第二输出轴53相配合，所述第二从动曲柄23与第二从动轴54相配合，所述第二输出曲柄22一端与第二驱动块21相连接，另一端与第二输出轴53相连接，所述第二从动曲柄23一端与第二驱动块21相连接，另一端与第二从动轴54相连接，所述第一驱动块11及第二驱动块21用于连接转动机构两侧的机械臂。采用上述结构，能够有效提高本实用新型的机械强度，保证驱动核心3的使用寿命，并优化了第一驱动柄1及第二驱动柄2的内部结构，提高了驱动核心3所产生驱动力的输出效率。

如图7所示，所述保护壳体6包括上壳体61及下壳体62，所述上壳体61及下壳体62间可拆卸，所述上壳体61上还设置有上补偿壳611，所述下壳体62上还设置有下补偿壳621，所述上补偿壳611及下补偿壳621能够使本转动机构的外形更规整，优化了转动机构的整体结构。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述上壳体61与下壳体62间通过螺栓连接。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述上补偿壳611与上壳体61间通过螺栓连接。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述下补偿壳621与下壳体62间通过螺栓连接。

在本实用新型的一些优选实施方式中，还提供了一种机械臂，所述机械臂上包括有上述转动机构。

在本实用新型的一些优选实施方式中，还提供了一种机器人，所述机器人上包括有上述机械臂。

如图7所示，在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一输出曲柄12、第一从动曲柄13、第二输出曲柄22及第二从动曲柄23上还设置有转轴保护壳63，所述转轴保护壳63用于保护及覆盖第一驱动柄1及第二驱动柄2与驱动核心3的连接处，在本实用新型的一个优选实施方式中，所述转轴保护壳63设置有四个，且分别与第一输出曲柄12、第一从动曲柄13、第二输出曲柄22及第二从动曲柄23相配合。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一驱动柄1、第二驱动柄2与保护壳体6相配合，协同作用使转动结构呈球状。

在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一驱动柄1及第二驱动柄2与驱动核心3间通过螺栓连接。

综上所述，本实用新型的第一驱动柄1及第二驱动柄2与驱动核心3的连接稳固，同时保证第一驱动柄1及第二驱动柄2的承力负荷，使本实用新型的第一驱动柄1及第二驱动柄2能够向外输出更大的驱动力，满足使用需求；本实用新型能够通过两个方向上所设置的驱动结构使转动机构能够全方位活动，通过第一驱动结构及第二驱动结构统一安装在驱动核心3内，使两个方向上的空间轴紧密融合为一体；本实用新型能够有效提高转动机构的机械强度，保证驱动核心3的使用寿命，并优化了第一驱动柄1及第二驱动柄2的内部结构，提高了驱动核心3所产生驱动力的输出效率。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。