一种机器人关节模块快速装配连接系统及装配方法与流程

本发明涉及机器人，特别涉及一种机器人关节模块快速装配连接系统及装配方法。

背景技术：

1、机器人肢体通常包括多个关节电机模组以及连接相邻关节电机模组的连接结构，各关节电机模组按照肢体的运动需求进行组合，以实现肢体的摆动、扭转等运动。关节之间的连接结构既需要保持关节电机模组的安装位置，又需要在相应的运动输出部位建立传动连接，使关节电机模组的运动能够传递至相邻连接件。

2、对于需要拆开多个关节才能更换故障关节电机的机器人结构，关节电机模组的维修和更换涉及多个连接部位的拆卸及重新装配，操作较为繁琐。因此，需要一种便于在相应连接部位进行拆装的机器人关节连接结构，以减少更换关节电机模组时所需的机械拆装操作。

3、此外，机器人肢体中存在不同的连接需求，包括两个关节电机模组之间的连接、摆动关节电机模组与扭转关节电机模组之间的组合连接，以及关节电机模组输出法兰与连接件之间的传动连接。上述连接部位所承担的固定、限位及传动作用不同，需要分别设置与其连接对象相适配的结构。在便于拆装的同时，还需要兼顾相连接部件的位置约束以及输出法兰与连接件之间的运动传递。

4、因此，有必要提供一种机器人关节模块快速装配连接系统，通过可开启、闭合的卡扣结构以及相应的定位配合结构，满足不同关节连接部位的装配需求，并便于关节电机模组的维修和更换。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种机器人关节模块快速装配连接系统，以解决机器人关节电机模组维修和更换过程中机械连接部位拆装操作繁琐的问题。

2、为实现上述目的，本发明针对两个电机模组之间的连接、摆动关节与扭转关节之间的组合连接以及输出法兰与连接法兰之间的连接，分别设置相适配的卡扣紧固模组，通过卡扣紧固模组的开启和扣合实现连接部位的拆卸与固定。本发明还通过设置相互配合的限位凸起和限位凹槽、法兰端面凸台和沉孔以及法兰轴向限位结构，对相连接部件进行定位、固定和传动连接；通过在对应配合部位设置相互适配的斜面，为装配提供导向，并减少相应配合部位的装配间隙。

3、具体的，本发明提供的一种机器人关节模块快速装配连接系统包括：包括：多个卡扣组件，各所述卡扣组件分别用于将关节模组进行定位并固定并形成机器人肢体；其中，所述卡扣组件包括卡扣紧固模组一、卡扣紧固模组二和卡扣紧固模组三，所述卡扣紧固模组一用于将两个电机模组进行组装并形成机器人的摆动关节和/或扭转关节；所述卡扣紧固模组二用于结合所述卡扣紧固模组三与电机模组进行组装并形成机器人的摆动关节和/或扭转关节；各所述摆动关节和各所述扭转关节通过所述卡扣组件进行卡扣组装后形成机器人肢体。

4、优选的，第一铰接件和第二铰接件，所述第一铰接件和所述第二铰接件均为弧形结构，两者其中一端铰接，另一端设有搭扣组件，所述搭扣组件用于将所述第一铰接件和所述第二铰接件进行卡接形成环形结构，所述第一铰接件和所述第二铰接件的内壁均设有限位凸起，所述限位凸起用于和所述卡扣紧固模组二、所述电机模组外壁设置的限位凹槽相互配合，并与所述搭扣组件形成卡接固定结构。

5、优选的，所述卡扣紧固模组一用于将电机模组二和电机模组三进行连接，其中所述电机模组二和所述电机模组三的外壁设有与所述卡扣紧固模组一内壁所设置的限位凸起一一匹配的限位凹槽，并对对应的电机模组进行定位和固定。

6、优选的，卡扣紧固模组二的第二铰接组件的外侧壁通过延伸台连接连接凸台，所述连接凸台的外侧壁设有限位凹槽，所述限位凹槽与所述卡扣组件内壁的限位凸起一一配合，并对对应的电机模组和所述连接凸台进行定位和固定。

7、优选的，所述卡扣紧固模组三的所述第一铰接组件和所述第二铰接组件侧壁间隔设有限位片，所述限位片用于对法兰组件进行安装并定位；所述法兰组件包括设置于电机模组一端输出法兰和设置于连接件一端的连接法兰；所述输出法兰和所述连接法兰均为盘状结构，其周向外壁均布多个限位槽口，各所述限位槽口用于和所述卡扣紧固模组三内壁的限位凸起一一配合，用于所述输出法兰和所述连接法兰进行定位和固定；所述输出法兰和所述连接法兰表面均设有装配孔，所述装配孔用于所述输出法兰和所述连接法兰通过其进行装配固定为一体。

8、优选的，所述机器人肢体包括肢体一和肢体二，所述肢体一为机器人上肢，所述肢体二为机器人下肢；所述机器人上肢和所述机器人下肢均设有装配孔一，所述装配孔一用于安装对应的机器人肢体外壳；所述机器人上肢和所述机器人下肢分别连接躯干，从而形成具身机器人本体。

9、优选的，所述搭扣组件包括：位于第一铰接件上的挂钩扣和铰接于第二铰接件上的挂钩，所述挂钩扣的端部为钩状结构，并与所述挂钩形成反向挂扣结构。

10、优选的，所述电机模组包括：电机模组二、电机模组三，所述电机模组二和所述电机模组三的底部相互对接，所述卡扣紧固模组一环绕设置于两者的底部对接处，所述卡扣紧固模组一内壁的限位凸起分别与所述电机模组二和所述电机模组三外壁的限位凹槽相配合，并形成用于机器人肢体进行旋转的扭转关节；所述电机模组一与连接凸台通过卡扣紧固模组二连接，形成用于机器人肢体；所述连接件的其中一端连接机器人肢体的其中一个旋转关节，所述连接件的另一端与卡扣紧固模组三连接，并形成用于机器人翻转摆动的摆动关节；所述限位凸起与对应的所述限位凹槽的配合部位分别设有相互适配的斜面，所述卡扣紧固模组一扣合时，所述限位凸起与对应的所述限位凹槽通过所述斜面相互抵接。

11、本发明的工作原理和有益效果如下：

12、1. 通过设置能够开启和闭合的卡扣紧固模组，将关节连接部位的固定操作与卡扣的扣合操作相结合。维修或更换关节电机模组时，可在相应机械连接部位解除卡扣固定，为关节电机模组的拆卸提供便利，减少机械连接部位的拆装操作。

13、2. 通过设置不同形式的卡扣紧固模组，分别适配双电机底部连接、摆动关节与扭转关节组合连接以及法兰连接，使不同连接部位能够采用相应的卡扣结构进行装配，兼顾机器人肢体中不同位置的连接需求。

14、3. 通过卡扣紧固模组内壁的限位凸起与连接对象上的限位凹槽或限位槽口相配合，对连接对象进行定位和约束；通过对应配合部位的斜面抵接，为卡扣闭合过程中的装配提供导向，并有利于减少相应配合部位的间隙。

15、4. 通过输出法兰端面凸台与连接法兰沉孔相配合，以及卡扣紧固模组三内壁限位凸起与两法兰周向限位槽口相配合，建立输出法兰与连接法兰之间的转动传递关系；通过设置在卡扣紧固模组三轴向两端的限位结构，限制两法兰的轴向窜动，使法兰连接同时具有转动传递和轴向限位作用。

16、5. 通过在相应固定模组上预留用于安装肢体外壳的螺丝孔，为不同外观的肢体外壳提供安装位置，便于根据外观需求进行外壳装配和更换。

17、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。