关节及机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种关节及机器人。

背景技术：

1、现有技术中，一种多自由度机械臂的结构方案为，采用多个单自由度关节的结合实现多自由度的运动，该方案虽实现了多自由度的运动，但是运动空间较大，不适用于作业空间较小的场景。

2、另一方案中，采用球形关节实现多自由度地转动，但是球关节结构由于自身结构特性导致其结构强度较为一般，且球关节结构承压时所有力均集中在关节球处，导致关节球承力过大容易产生损坏的情况，进而导致球关节结构的承载能力较小，结构可靠性差的问题，如增加球关节的结构刚度又会带来转动惯量大的问题。

3、由此可见，传统的多自由度机械臂结构存在运动空间大或结构强度低的问题，无法满足高负载和高灵活度的应用场景。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供关节及机器人，以解决现有技术中关节结构无法同时满足高负载和高灵活度的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种关节，包括：支撑架；第一驱动件，第一驱动件固定在支撑架上；第二驱动件，第二驱动件活动安装在支撑架上；传动组件，第一驱动件通过传动组件驱动第二驱动件绕第一轴线转动；连接件，第二驱动件与连接件驱动连接，第二驱动件为连接件绕第二轴线转动提供驱动力，连接件用于与待连接件连接，第一轴线与第二轴线具有交叉点。

3、进一步地，支撑架的长度方向与第一轴线的长度方向垂直，沿支撑架的长度方向第一驱动件和第二驱动件分别设置在支撑架的两端。

4、进一步地，支撑架的长度方向与第一轴线的长度方向垂直，第一驱动件固定在支撑架上，第一驱动件的输出轴的延伸方向与支撑架的长度方向和第一轴线均垂直设置。

5、进一步地，关节还包括连接套，连接套具有容纳腔，第二驱动件的至少一部分容置在容纳腔的内部，第二驱动件通过连接套与支撑架转动连接，沿第二轴线的长度方向连接件设置在连接套的一侧。

6、进一步地，连接套包括：套筒，套筒的轴线与第二轴线共线，套筒的外周壁与支撑架转动连接；固定板，固定板盖设在套筒的其中一个开口处，固定板与套筒形成容纳腔，固定板上开设有供第二驱动件的输出轴通过的通孔。

7、进一步地，沿第二轴线的长度方向连接件位于固定板的外侧并与第二驱动件输出轴驱动连接。

8、进一步地，连接件包括成角度设置地第一板段和第二板段，第二驱动件的输出轴与第一板段驱动连接，第一板段和第二驱动件之间的连接点距离第二板段的长度大于套筒的半径；和\或沿第二轴线的长度方向第二板段的延伸长度大于套筒的延伸长度。

9、进一步地，支撑架包括沿第一轴线的长度方向间隔设置的两个支撑臂，套筒的至少一部分位于两个支撑臂之间。

10、进一步地，套筒上具有沿第一轴线的长度方向延伸的第一转动结构，支撑臂上具有沿第一轴线的长度方向延伸的第二转动结构，第一转动结构和第二转动结构配合且绕第一轴线方向转动连接。

11、进一步地，连接套上具有朝向第一驱动件一侧凸起的凸出部，凸出部上开设有沿第二轴线的长度方向延伸的长条孔，传动组件的至少一部分滑动设置在长条孔的内部。

12、进一步地，传动组件包括：滑块，滑块的一部分滑动设置在长条孔内，滑块的至少另一部分设置在过孔的外侧，连接组件，第一驱动件与连接组件的第一端驱动连接，连接组件的第二端与滑块转动连接，第一驱动件通过连接组件驱动滑块沿支撑架的长度方向往复运动。

13、进一步地，连接组件包括：转动盘，转动盘与第一驱动件驱动连接；连杆，连杆的第一端与转动盘转动连接，连杆的第二端与滑块转动连接，连杆安装在转动盘的偏心位置处，转动盘带动连杆的第一端沿转动盘的周向转动，连杆的第二端带动滑块沿支撑架的长度方向往复运动。

14、进一步地，转动盘的外周面上设置有凸块，连杆与凸块转动连接，转动盘通过凸块驱动连杆转动。

15、根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，包括上述关节。

16、应用本发明的技术方案，实现了如下技术效果：

17、1、通过将第一转轴和第二转轴汇聚到一点，之后驱动第一驱动件和第二驱动件进行运动时，连接件会一这个汇集的点为球心进行转动，实现对人腕关节的模拟，使得模拟关节的运动更加接近真实的人的运动情况。

18、2、第二驱动件无法直接安装到支撑架上，通过连接套对第二驱动件进行安装，便于对第二驱动件进行安置。

19、3、通过将连杆与转动盘连接的位置设置在转动盘的外周上，这样转动盘转动一周后，连杆运动的长度更大，从而能够调动滑块进行更长距离的位移，进而使得连接套能够进行更大角度的摆动，增加模拟关节的转动幅度。

技术特征：

1.一种关节，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述支撑架(1)的长度方向与所述第一轴线的长度方向垂直，沿所述支撑架(1)的长度方向所述第一驱动件(2)和所述第二驱动件(3)分别设置在所述支撑架(1)的两端。

3.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述支撑架(1)的长度方向与所述第一轴线的长度方向垂直，所述第一驱动件(2)固定在所述支撑架(1)上，所述第一驱动件(2)的输出轴的延伸方向与所述支撑架(1)的长度方向和所述第一轴线均垂直设置。

4.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述关节还包括连接套(6)，所述连接套(6)具有容纳腔(63)，所述第二驱动件(3)的至少一部分容置在所述容纳腔(63)的内部，所述第二驱动件(3)通过所述连接套(6)与所述支撑架(1)转动连接，所述连接件(5)沿所述第二轴线的长度方向设置在所述连接套(6)的一侧。

5.根据权利要求4所述的关节，其特征在于，所述连接套(6)包括：

6.根据权利要求5所述的关节，其特征在于，沿所述第二轴线的长度方向所述连接件(5)位于所述固定板(62)的外侧并与所述第二驱动件(3)输出轴驱动连接。

7.根据权利要求6所述的关节，其特征在于，所述连接件(5)包括成角度设置地第一板段和第二板段，所述第二驱动件(3)的输出轴与所述第一板段驱动连接，

8.根据权利要求6所述的关节，其特征在于，所述支撑架(1)包括沿所述第一轴线的长度方向间隔设置的两个支撑臂(11)，所述套筒(61)的至少一部分位于所述两个支撑臂(11)之间。

9.根据权利要求8所述的关节，其特征在于，所述套筒(61)上具有沿所述第一轴线的长度方向延伸的第一转动结构(611)，所述支撑臂(11)上具有沿所述第一轴线的长度方向延伸的第二转动结构(12)，所述第一转动结构(611)和所述第二转动结构(12)配合且绕所述第一轴线方向转动连接。

10.根据权利要求4所述的关节，其特征在于，所述连接套(6)上具有朝向所述第一驱动件(2)一侧凸起的凸出部(64)，所述凸出部(64)上开设有沿所述第二轴线的长度方向延伸的长条孔(65)，所述传动组件(4)的至少一部分滑动设置在所述长条孔(65)的内部。

11.根据权利要求10所述的关节，其特征在于，所述传动组件(4)包括：

12.根据权利要求11所述的关节，其特征在于，所述连接组件(42)包括：

13.根据权利要求12所述的关节，其特征在于，所述转动盘(421)的外周面上设置有凸块(4211)，所述连杆(422)与所述凸块(4211)转动连接，所述转动盘(421)通过所述凸块(4211)驱动所述连杆(422)转动。

14.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的关节。

技术总结
本发明提供了一种关节及机器人，关节包括支撑架；第一驱动件，第一驱动件固定在支撑架上；第二驱动件，第二驱动件活动安装在支撑架上；传动组件，第一驱动件通过传动组件驱动第二驱动件绕第一轴线转动；连接件，第二驱动件与连接件驱动连接，第二驱动件为连接件绕第二轴线转动提供驱动力，连接件用于与关节连接，第一轴线与第二轴线具有交叉点。本发明提供的关节及机器人能够解决现有技术中存在的关节结构无法同时满足高负载和高灵活度的问题。

技术研发人员：李明洋,李顺冲,许雄
受保护的技术使用者：节卡机器人股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31