人形机器人的髋部电连接结构及人形机器人的制作方法

本技术涉及人形机器人，尤其涉及一种用于人形机器人的髋部电连接结构及人形机器人。

背景技术：

1、人形机器人的髋部用于连接上半身与左右腿部，并在承受机器人载荷的同时，允许上半身相对髋部进行转动、允许左右腿部相对髋部分别进行摆动等运动。

2、目前，市场上出现了小型化的人形机器人需求，由于小型人形机器人的髋部空间有限，腰部转动位置以及左右腿部转动位置往往同时存在跨越相对转动部件的供电或者信号连接需求，供电或者信号线路需要在有限空间内在多个转动界面之间集中布置。

3、相关技术的髋部结构中，若在上述转动位置分别采用普通柔性线束绕设或者分散接线，容易造成髋部外侧绕线、局部外廓增大，并使柔性线束在多个转动界面之间产生扭转、牵拉、刮擦或者疲劳损伤，影响线束走线的可靠性。分散的接线结构还会占用较多髋部空间。相关方案难以在髋部空间受限的条件下，同时保证多个转动连接位置的过线可靠性并减少髋部外侧绕线。

技术实现思路

1、本技术为解决人形机器人髋部中腰部及左右腿部多个转动位置的线束分散布置造成绕线、外廓增大及转动界面过线可靠性不足的技术问题，提供一种髋部电连接结构及人形机器人。

2、在一技术方案中，提供一种用于人形机器人的髋部电连接结构。髋部电连接结构包括髋结构件、第一导电滑环和两个第二导电滑环。髋结构件构造有容纳腔体、第一装配部和两个第二装配部，第一装配部位于容纳腔体的上方，两个第二装配部分别位于容纳腔体的左右两侧。第一导电滑环包括能够相对转动的第一固定部和第一转动部，第一固定部具有第一线束组，第一转动部具有第二线束组。每一第二导电滑环包括能够相对转动的第二固定部和第二转动部，每一第二固定部具有第三线束组，每一第二转动部具有第四线束组。第一固定部固定于第一装配部，两个第二固定部分别固定于两个第二装配部，第一线束组在容纳腔体内分别与两个第三线束组电连接，以使第二线束组分别与两个第四线束组形成电连接路径。第一线束组和两个第三线束组至少部分位于容纳腔体内，第二线束组由第一装配部向外引出，两个第四线束组分别由对应的第二装配部向外引出。髋结构件之内不设置关节模组。

3、在一技术方案中，髋结构件沿人形机器人的前后方向的正投影呈顶点朝下的三角形，第一装配部位于髋结构件上侧的中部区域，两个第二装配部分别位于髋结构件上侧的左右两端区域。第一装配部与两个第二装配部之间在上下方向和左右方向上拉开间距，容纳腔体布置于三处装配位置围合的中部区域，有利于为固定侧线束的集中收容和分配预留空间。

4、在一技术方案中，第一固定部和两个第二固定部围绕容纳腔体分布，以在第一固定部和两个第二固定部之间形成线束连接区域，第一线束组分别与两个第三线束组在线束连接区域内电连接。三路固定侧线束的连接节点集中在髋结构件的中部区域，缩短了第一线束组通往两个第三线束组的走线长度。

5、在一技术方案中，以由容纳腔体指向第一装配部的方向为第一方向，以两个第二装配部相对设置的方向为第二方向，第一方向和第二方向相交并共同确定第一基准平面。两个第二导电滑环的转动轴线均位于第一基准平面内。第一导电滑环的转动轴线沿第一方向延伸，并沿垂直于第一基准平面的第三方向与第一基准平面间隔设置。第一导电滑环与两个第二导电滑环在空间上错位布置，避免三个导电滑环在同一平面内相互干涉，并减少髋部沿前后方向的空间占用。

6、在一技术方案中，第一装配部和两个第二装配部中的至少一者形成有内凹安装区域，对应的导电滑环的固定部或者用于固定该固定部的滑环支撑件至少部分设置于内凹安装区域内。内凹安装区域形成有定位台阶和止转配合部，固定部或滑环支撑件抵接于定位台阶，并与止转配合部配合，以限定对应的导电滑环的轴向安装位置和周向安装姿态。固定部或滑环支撑件至少部分沉入内凹安装区域，可减小导电滑环相对髋结构件外表面的凸出量。

7、在一技术方案中，第一装配部形成有内凹安装区域，第一导电滑环可拆卸地安装于第一滑环支撑件，并与第一滑环支撑件形成能够整体装入或拆出第一装配部的第一预装组件。两个第二装配部分别形成有内凹安装区域，两个第二导电滑环分别可拆卸地安装于对应的第二滑环支撑件，并分别与对应的第二滑环支撑件形成能够整体装入或拆出对应第二装配部的第二预装组件。各滑环支撑件与对应的定位台阶及止转配合部配合。导电滑环可在髋部之外预先与滑环支撑件装配为一体，再整体装入对应装配部，降低在髋部狭小空间内直接装配的难度。

8、在一技术方案中，第一滑环支撑件和两个第二滑环支撑件中的至少一者为与髋结构件一体形成的安装座，或者为可拆卸地安装于髋结构件的安装支架。滑环支撑件经由定位台阶和止转配合部相对于髋结构件定位，安装座或安装支架具有用于承载对应导电滑环的定位承载面，以及用于限制对应固定部相对于髋结构件转动的止转部。

9、在一技术方案中，第一装配部设置有第一轴承固定座、第一转动座、第一支撑轴承和第一滑环支撑件。第一轴承固定座和第一滑环支撑件均相对于髋结构件固定，第一转动座通过第一支撑轴承可转动地设置于第一轴承固定座。第一固定部固定于第一滑环支撑件，第一转动部与第一转动座连接。两个第二装配部分别设置有第二轴承固定座、第二转动座、第二支撑轴承和第二滑环支撑件，各第二固定部固定于对应第二滑环支撑件，各第二转动部与对应第二转动座连接。

10、在一技术方案中，第一轴承固定座构造有空心齿部，空心齿部的径向外侧形成有环形的第一被动齿部，空心齿部围成装配腔。第一转动座具有中空承台部，中空承台部至少部分伸入装配腔，第一支撑轴承套设于中空承台部的外周，并设置于中空承台部与第一轴承固定座之间。第一导电滑环至少部分设置于第一支撑轴承的径向内侧，可压缩第一装配部沿第一方向的高度。

11、在一技术方案中，每一第二轴承固定座均设置有环形的第二被动齿部，第二被动齿部围绕对应的第二支撑轴承的至少部分外周设置。每一第二转动座均构造有由对应第二支撑轴承围绕的第二轴向通道，第二轴向通道与对应的第二导电滑环同轴设置。对应的第二导电滑环至少部分设置于第二支撑轴承的径向内侧，对应的第四线束组由第二转动部经第二轴向通道向第二转动座背离容纳腔体的一侧引出。

12、在一技术方案中，第一支撑轴承与第一导电滑环同轴设置，第一导电滑环至少部分位于第一支撑轴承的径向内侧，并与第一支撑轴承在第一导电滑环的转动轴线方向上的投影至少部分重叠。两个第二支撑轴承分别与对应的第二导电滑环同轴设置，每一第二导电滑环至少部分位于对应第二支撑轴承的径向内侧，并与对应第二支撑轴承在对应第二导电滑环的转动轴线方向上的投影至少部分重叠。转动支承结构与导电滑环共用同一段轴向空间，压缩各装配部沿轴向的尺寸。

13、在一技术方案中，髋部电连接结构还包括第一外连接件和两个第二外连接件，第一外连接件和两个第二外连接件中的至少一者包括外围固定部、位于外围固定部径向内侧的滑环固定部，以及连接外围固定部和滑环固定部的多个连接臂。外围固定部相对于髋结构件固定，对应的固定部固定于滑环固定部。相邻的连接臂之间形成与容纳腔体连通的让位开口，使固定侧线束能够经让位开口穿入容纳腔体。

14、在一技术方案中，第一转动座设置有沿第一导电滑环的转动轴线贯通的第一轴向通道，两个第二转动座分别设置有沿对应第二导电滑环的转动轴线贯通的第二轴向通道。第一轴向通道与第一转动部的线束引出侧连通，第二线束组经第一轴向通道引出。两个第二轴向通道分别与对应第二转动部的线束引出侧连通，两个第四线束组分别经对应的第二轴向通道引出。第一支撑轴承围绕第一轴向通道的至少部分外周设置，两个第二支撑轴承分别围绕对应第二轴向通道的至少部分外周设置。转动侧线束沿转动轴线从内侧引出，避免在导电滑环外周产生径向绕行。

15、在一技术方案中，提供一种人形机器人。人形机器人包括上半身结构、两个腿组件、腰部转动组件、第一腿根转动组件、第二腿根转动组件以及前述髋部电连接结构。上半身结构通过腰部转动组件与髋结构件连接，两个腿组件分别通过第一腿根转动组件和第二腿根转动组件与髋结构件连接。第一导电滑环的第一固定部相对于髋结构件固定，第一转动部相对于上半身结构固定。两个第二导电滑环的第二固定部分别相对于髋结构件固定，两个第二转动部分别相对于对应的腿组件固定。

16、在一技术方案中，第二线束组与上半身结构内的上半身侧线束电连接，两个第四线束组分别与对应的腿组件内的腿部侧线束电连接。上半身与左右腿部内部的供电或信号线路，均可通过对应导电滑环的转动侧线束接入容纳腔体内的线束连接区域。

17、在一技术方案中，第一导电滑环的转动轴线与腰部转动组件的腰部转动轴线共线，两个第二导电滑环的转动轴线分别与第一腿根转动组件和第二腿根转动组件的腿根转动轴线共线。两个第二导电滑环的转动轴线共同位于沿人形机器人的左右方向和上下方向延伸的机器人基准平面内。第一导电滑环的转动轴线沿人形机器人的上下方向延伸，并位于机器人基准平面的身体前侧，且与机器人基准平面间隔设置。腰部转动界面在前后方向上避开左右腿根转动界面，三个转动界面在髋部有限空间内彼此错开。

18、在一技术方案中，腰部转动组件、第一腿根转动组件和第二腿根转动组件分别包括关节模组，腰部转动组件的关节模组、第一腿根转动组件的关节模组和第二腿根转动组件的关节模组均设置于容纳腔体之外，且容纳腔体内不设置任一关节模组。容纳腔体内设置有第一线束组、两个第三线束组以及连接第一线束组与两个第三线束组的电连接部件。容纳腔体专用于收容和分配固定侧线束，体积较大的关节模组布置于容纳腔体之外。

19、上述技术方案将腰部及左右腿部三个转动位置的导电滑环布置于同一髋结构件，使固定侧线束在容纳腔体内集中连接和分配，转动侧线束分别沿对应转动轴线向外引出；配合内凹安装、轴向嵌套和轴向走线结构，以减少髋部空间占用并提高过线可靠性。