关节组件和机器人的制作方法

本发明涉及机器人，具体而言，涉及一种关节组件和机器人。

背景技术：

1、机器人是工业领域重要的组成部分，其中机器人的手腕关节作为直接接触生产过程的结构，其结构设计与精度对于机器人的使用有着重要影响。

2、在机器人手腕的第五轴关节上，由于电机与减速机的轴线距离较大，通常地，需要增加惰轮作为中间传动部件连接齿轮组中的输入齿轮与输出齿轮，且惰轮需要轴承等部件进行支撑与安装。相关技术中，在机器人手腕的第五轴关节的惰轮结构中，通常采用单个深沟球轴承支撑惰轮，但是，一个轴承支撑惰轮，而在齿轮的啮合与运行过程中，惰轮的支撑轴可能会受到倾覆弯矩与轴向力，单个深沟球轴承的支撑作用不足，且单支撑结构的稳定性更低，导致惰轮的运行过程不稳定。

3、另外，轴承通常具有游隙，也就是在转动过程中会发生晃动，导致传动精度降低并且造成齿轮发生磨损。相关技术中通常采用角接触球轴承作为支撑轴承，来改善轴承的游隙问题，但是角接触轴球承的尺寸较大，并且成本较高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一方面提供了一种关节组件。

3、本发明的第二方面提供了一种机器人。

4、本发明的第一方面提供了一种关节组件，用于机器人，机器人包括第一主体和第二主体；关节组件包括：驱动组件，设置于第一主体；减速机，减速机的输出端与第二主体相连接；传动组件，传动组件包括：支撑轴，设置于驱动组件；轴承组件，轴承组件包括至少两个轴承，轴承套设于支撑轴；惰轮，套设于轴承，惰轮与驱动组件的输出端和减速机的输入端相连接，用于将驱动组件的输出端的驱动力传递至减速机的输入端，以带动第二主体相对于第一主体摆动；限位组件，与轴承相连接，用于在惰轮转动过程中，限制轴承发生移动。

5、本发明提供的关节组件，可以用于机器人。其中，机器人可以包括第一主体和第二主体，也就是机器人的两节手臂，关节组件可以用于驱动第一主体和第二主体相对摆动，以实现机器人的手臂运行过程。具体地，关节组件可以包括驱动组件和减速机，其中，驱动组件设置于第一主体，减速机的输入端与第二主体相连接，这样，通过驱动组件将驱动力传递至减速机，从而通过减速机带动第二主体移动，进而实现了第二主体相对于第一主体的摆动。

6、进一步地，关节组件还包括传动组件，传动组件可以包括支撑轴、轴承组件和惰轮，其中，支撑轴设置在驱动组件上，惰轮通过轴承组件连接在支撑轴上，并且，惰轮与驱动组件的输出端和减速机的输入端相连接，这样，驱动组件的输出端所输出的驱动力即可通过惰轮传递至减速机的输入端，进而使得减速机能够在驱动组件的驱动下进行转动，进而带动机器人的第二主体相对于第一主体摆动。

7、具体地，轴承组件可以包括至少两个轴承，惰轮套设在至少两个轴承上，也就是通过至少两个轴承对惰轮进行支撑，相较于相关技术中通过一个轴承对惰轮进行支撑，可以有效地提高惰轮的支撑效果，保证轴承组件对惰轮的支撑力，进而保证惰轮在啮合运行过程中的稳定性。

8、进一步地，传动组件还包括限位组件，限位组件可以与轴承相连接，从而在惰轮转动的过程中，对轴承进行限位，也就是在惰轮转动的过程中限制轴承发生移动，进而保证轴承不会在惰轮转动的过程中发生晃动，避免传动精度降低以及对驱动组件和减速机的齿轮造成磨损。另外，可以理解的是，通过限位组件来实现对轴承进行限位，保证轴承不会发生晃动，因此，相较于相关技术中的机器人关节，即可无需采用角接触球轴承来改善轴承游隙的问题，而采用普通的深沟球轴承配合限位组件，即可实现改善轴承游隙的问题，从而可以降低关节组件的成本。

9、本发明提供的关节组件，可以通过传动组件的惰轮实现将驱动组件所输出的驱动力传递至减速机，进而实现机器人的第一主体与第二主体之间的相对摆动。同时，在传动组件中，可以通过至少一个轴承实现对惰轮进行支撑，从而保证轴承组件对惰轮的支撑力，进而保证惰轮在啮合运行过程中的稳定性。同时，通过限位组件的设置，可以实现在惰轮转动的过程中对轴承进行限位，避免轴承发生晃动，改善轴承的游隙问题，无需采用角接触球轴承，进而可以有效降低关节组件的成本。

10、在一些技术方案中，可选地，轴承包括：轴承内环，套设于支撑轴；轴承外环，套设于轴承内环，其中，惰轮套设于轴承外环；多个滚珠，设置于轴承内环和轴承外环之间；限位组件与轴承内环和轴承外环相连接，用于限制轴承内环与轴承外环之间沿支撑轴的轴向相对移动。

11、在该技术方案中，轴承可以包括轴承内环、轴承外环以及设置于轴承内环与轴承外环之间的多个滚珠，其中，轴承内环套设于支撑轴上，惰轮套设于轴承外环上，从而可以保证惰轮能够相对于支撑轴转动，以实现通过惰轮将驱动组件的输出端所输出的驱动力传递至减速机的输入端。

12、进一步地，限位组件可以与轴承内环和轴承外环相连接，从而在惰轮转动的过程中，通过限位组件限制轴承内环与轴承外环之间发生相对移动，具体可以限制轴承内环与轴承外环发生沿支撑轴的轴向的移动。

13、在一些技术方案中，可选地，支撑轴包括凸起部，凸起部设置于支撑轴的第一端，且沿支撑轴的径向凸出设置，轴承包括第一轴承和第二轴承，第一轴承包括第一轴承内环和第一轴承外环，第二轴承包括第二轴承内环和第二轴承外环，沿支撑轴的轴向，第一轴承内环与凸起部相抵接，限位组件包括：支撑环，套设于支撑轴，支撑环的两侧分别与第一轴承内环和第二轴承内环相抵接；端盖，设置于支撑轴的第二端，且与第二轴承外环相抵接；弹性件，设置于第一轴承与第二轴承之间，弹性件用于向第一轴承外环和第二轴承外环施加弹性力，以限制第一轴承内环与第一轴承外环之间相对移动，以及限制第二轴承内环与第二轴承外环之间相对移动。

14、在该技术方案中，轴承的数量具体可以为两个，也就是包括第一轴承和第二轴承，其中，第一轴承包括第一轴承内环和第一轴承外环，第二轴承包括第二轴承内环和第二轴承外环。

15、进一步地，在支撑轴上，可以设置有凸起部，凸起部具体可以位于支撑轴的第一端，并且凸起部可以沿支撑轴的径向向支撑轴的外部凸起。其中，第一轴承的第一轴承内环套设在支撑轴上，并且第一轴承内环抵接于支撑轴上的凸起部。也就是，支撑轴上的凸起部位于靠近第一轴承的一端，并且与第一轴承的第一轴承内环相抵接，这样，可以通过支撑轴上的凸起部，对第一轴承内环进行限位，避免第一轴承内环向支撑轴的第一端发生移动。

16、进一步地，限位组件可以包括支撑环和端盖，其中，端盖设置在支撑轴上与第一端相对的第二端，也就是靠近第二轴承的一端。并且，端盖可以与第二轴承的第二轴承内环相抵接。这样，可以通过支撑轴上的凸起部，对第二轴承内环进行限位，避免第二轴承内环向支撑轴的第二端发生移动。

17、同时，支撑环可以套设于支撑轴，并且设置在第一轴承与第二轴承之间，同时，支撑环的两侧分别与第一轴承内环和第二轴承内环相抵接。从而通过支撑环对第一轴承内环和第二轴承内环进一步限位，避免第一轴承内环与第二轴承内环发生移动。具体地，针对第一轴承内环，通过支撑轴上的凸起部以及支撑环，可以在第一轴承内环的两侧对第一轴承内环进行限位，避免第一轴承内环发生轴向移动。相应地，针对第二轴承内环，通过端盖以及支撑环，可以在第二轴承内环的两侧对第二轴承内环进行限位，避免第二轴承内环发生轴向移动。

18、进一步地，限位组件还可以包括弹性件，弹性件可以设置在第一轴承和第二轴承之间，通过弹性件的设置，可以实现对第一轴承外环和第二轴承外环施加弹性力，也就是通过弹性件将第一轴承外环与第一轴承内环限制在一个固定位置，以及将第二轴承外环与第二轴承内环限制在一个固定位置。

19、可以理解的是，通常轴承内环和轴承外环与滚珠之间具有一定的活动空间，因此，轴承的游隙通常是来自轴承内环与轴承外环之间的轴向移动。而轴承内环与轴承外环之间的相对移动具有一个极限相对位置，通过弹性件对轴承外环进行施加弹性力，即可将轴承内环与轴承外环之间的相对位置限制在极限相对位置上，从而使得轴承内环与轴承外环之间不会再发生相对移动，进而实现了轴承游隙的消除，保证在惰轮转动的过程中，轴承内环与轴承外环之间不会发生相对移动，进而改善轴承的游隙问题，避免传动精度降低以及对驱动组件和减速机的齿轮造成磨损。

20、在一些技术方案中，可选地，弹性件的一端与第一轴承外环相抵接，弹性件的另一端与第二轴承外环相抵接，且弹性件处于弹性形变状态。

21、在该技术方案中，弹性件可以直接与第一轴承外环和第二轴承外环相抵接，从而直接对第一轴承外环和第二轴承外环施加弹性力。

22、具体地，弹性件设置在第一轴承和第二轴承之间，同时，弹性件的一端直接与第一轴承外环相抵接，弹性件的另一端直接与第二轴承外环相抵接。从而将第一轴承外环与第一轴承内环限制在极限相对位置上，使得第一轴承内环与第一轴承外环之间不会发生相对移动。相应地，将第二轴承外环与第二轴承内环限制在极限相对位置上，使得第二轴承外环与第二轴承内环之间不会发生相对移动。

23、另外，可以理解的是，第一轴承内环与第二轴承内环通过支撑轴上的凸起部、端盖以及支撑环进行了限位，也就是第一轴承内环和第二轴承内环相对于支撑轴具有稳定的位置，而第一轴承外环与第一轴承内环之间通过弹性件进行限位，进而保证了第一轴承整体位置的稳定性。第二轴承外环与第二轴承外环之间通过弹性件进行限位，进而保证了第二轴承整体位置的稳定性。也即保证了惰轮转动的过程中，第一轴承和第二轴承的位置的稳定性。

24、在一些技术方案中，可选地，惰轮设置有轴肩部，轴肩部伸入第一轴承和第二轴承之间，且轴肩部与第一轴承外环和第二轴承外环中的一个相抵接；其中，弹性件的一端与轴肩部相抵接，弹性件的另一端与第一轴承外环和第二轴承外环中的另一个相抵接，且弹性件处于弹性形变状态。

25、在该技术方案中，惰轮上还可以设置有轴肩部，并且，该轴肩部可以伸入第一轴承和第二轴承之间，通过轴肩部的设置，可以实现对惰轮与支撑轴之间的相对位置进行进一步地限制，避免惰轮脱离支撑轴。具体地，轴肩部位于第一轴承和第二轴承之间，在惰轮与支撑轴之间发生相对移动的趋势时，轴肩部可以与第一轴承或第二轴承相抵接，从而避免惰轮与支撑轴之间进一步发生移动。

26、进一步地，轴肩部的一侧可以与第一轴承外环和第二轴承外环中的一个相抵接，此时，弹性件的一端与轴肩部相抵接，弹性件的另一端可以与第一轴承外环和第二轴承外环中的另一个相抵接。也就是，弹性件的一端直接对第一轴承外环和第二轴承外环中一个施加弹性力，弹性件的另一端则通过轴肩部对第一轴承外环和第二轴承外环中另一个施加弹性力，从而将第一轴承外环与第一轴承内环限制在极限相对位置上，使得第一轴承内环与第一轴承外环之间不会发生相对移动，同时将第二轴承外环与第二轴承内环限制在极限相对位置上，使得第二轴承外环与第二轴承内环之间不会发生相对移动。

27、在一些技术方案中，可选地，端盖包括凸台，凸台设置于端盖的边缘，且沿支撑轴的轴向凸出设置，凸台与第二轴承内环相抵接。

28、在该技术方案中，在端盖的边缘处，可以设置凸台，并且凸台沿支撑轴的轴向凸出设置，这样，在端盖连接至支撑轴的第二端时，能够保证凸台与第二轴承的第二轴承内圈相抵接，也即保证端盖能够对第二轴承内圈进行限位。

29、另外，在支撑轴的轴向长度较短的情况下，也就是第二轴承的第二轴承内圈能够凸出与支撑轴的第二端的情况下，端盖也可以无需设置凸台，同样能够保证端盖与第二轴承内圈相抵接，保证对第二轴承内圈的限位作用。

30、在一些技术方案中，可选地，驱动组件包括：壳体，支撑轴设置于壳体；电机，设置于壳体内；第一齿轮，套设于电机的输出轴，第一齿轮与惰轮啮合连接。

31、在该技术方案中，驱动组件可以包括壳体以及设置在壳体内的电机，其中，传动组件可以设置在驱动组件的壳体上。通过电机的设置，可以实现驱动组件的驱动力的产生。通过壳体的设置，可以实现对电机进行保护，避免电机受到外界物体的撞击而发生损坏。另外，可以理解的是，电机的输出轴可以伸出壳体的外部，以保证电机的输出轴输出的驱动力能够传递至惰轮。

32、进一步地，驱动组件还包括第一齿轮，第一齿轮套设在电机的输出轴上，并且第一齿轮与惰轮啮合连接，在电机运行的过程中，输出轴转动带动第一齿轮转动，第一齿轮与惰轮相啮合，从而带动惰轮转动，以实现将电机的驱动力传递至惰轮。

33、在一些技术方案中，可选地，传动组件还包括：至少一个连接件，支撑轴与壳体通过连接件相连接；其中，在连接件的数量为多个的情况下，连接件的中心位于惰轮的同一个分度圆上。

34、在该技术方案中，传动组件还可以包括至少一个连接件，通过连接件，尅实现支撑轴与驱动组件的壳体之间的连接。

35、进一步地，在连接件的数量为多个的情况下，连接件的中心可以位于惰轮的同一个分度圆上。从而保证多个连接件对支撑轴和壳体所施加的紧固力的均匀性，保证支撑轴与驱动组件的壳体之间连接的稳定性。

36、具体地，多个连接件可以均匀地分布于惰轮的一个分度圆上，以进一步提高连接件对支撑轴和壳体所施加的紧固力的均匀性。根据关节组件的实际装配情况，多个连接件也可以不均匀地分布于惰轮的一个分度圆上，或者多个连接件可以分布在惰轮的不同的分度圆上，在保证连接件对支撑轴和壳体进行固定的基础上，避免连接件与关节组件的其他部件发生干涉。

37、在一些技术方案中，可选地，减速机包括：输入轴；第二齿轮，套设于输出轴，第二齿轮与惰轮啮合连接。

38、在该技术方案中，减速机可以包括输入轴以及套设在输入轴上的第二齿轮，其中，第二齿轮可以与惰轮啮合连接，这样，在驱动组件的电机运行时，电机的输出轴转动，第一齿轮带动惰轮转动，同时惰轮能够带动第二齿轮转动，进而带动减速机的输入轴转动，减速机通过内部的齿轮组等部件，将驱动力传递至减速机的输出轴，进而通过输出轴带动机器人的第二主体相对于第一主体摆动，实现机器人的手臂功能。

39、在一些技术方案中，可选地，电机的输出轴的第一轴线、支撑轴的第二轴线和输入轴的第三轴线相互平行；其中，在垂直于第一轴线的一个平面中，第一轴线与第二轴线之间的连线为l1，第一轴线与第三轴线之间的连线为l2，第二轴线与第三轴线之间的连线为l3，l1与l2之间的角度大于或等于0度且小于或等于第一角度，l3与l2之间的角度大于或等于0度且小于或等于第一角度。

40、在该技术方案中，电机的输出轴的第一轴线、支撑轴的第二轴线以及减速机的输入轴的第三轴线可以设置为相互平行，这样，在电机运行时，可以保证第一齿轮、惰轮以及第二齿轮能够在同一个平面中进行转动，避免第一齿轮、惰轮和第二齿轮的转动平面发生相对倾斜，保证第一齿轮、惰轮和第二齿轮的传动比和传动效率。

41、进一步地，在垂直于第一轴线的一个平面中，也就是，相对于该平面，第一轴线、第二轴线和第三轴线均与该平面垂直。在该平面上，第一轴线与第二轴线之间的连线为l1，第一轴线与第三轴线之间的连线为l2，第二轴线与第三轴线之间的连线为l3。可以理解的是，第一轴线、第二轴线和第三轴线均与该平面具有一个交点，其中，l1即为第一轴线与平面的交点a和第二轴线与平面的交点b之间的连线，l2为第一轴线与该平面的交点a和第三轴线与该平面的交点c之间的连线，l3为第二轴线与该平面的交点b和第三轴线与该平面的交点c之间的连线。

42、进一步地，l1与l2之间的角度大于或等于0度且小于或等于第一角度，l3与l2之间的角度大于或等于0度且小于或等于第一角度。具体地，当l1与l2之间的角度，以及l3与l2之间的角度均等于0的情况下，在该平面上，a、b和c处于同一条直线上，这样，可以方便第一齿轮、惰轮以及第二齿轮的装配。

43、进一步地，第一角度可以取±10度之间，当l1与l2之间的角度大于0度且小于或等于第一角度，以及l3与l2之间的角度大于0且小于或等于第一角度的情况下，则在该平面上，a、b和c未处于同一条直线上，但由于第一角度取±10度之间，也就是l1与l2之间，以及l3与l2之间的角度不会过大，既可以满足关节组件的实际装配需求，还能够保证第一齿轮、惰轮以及第二齿轮的装配便利性。

44、本发明的第二方面，提供了一种机器人，包括：如上述技术方案中任一项的关节组件。

45、本发明提供的机器人，包括如上述技术方案中任一项的关节组件，因此，该机器人具备上述关节组件的全部有益效果，在此不再赘述。

46、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。