一种机器人手臂关节及其机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人手臂关节及其机器人。


背景技术：

2.在生产车间中往往需要使用搬运机器人，将产品从一条生产线搬运到另一 条生产线上，但现有的搬运机器人的手臂大多采用简易的气缸控制手臂的转动 和翻转，灵活度较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种机器人手臂关节及其机器人，旨在解决现有技 术中的现有的搬运机器人的手臂大多采用简易的气缸控制手臂的转动和翻转， 灵活度较低的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的一种机器人手臂关节，包括机座、第一转 动机构、第一转动臂、翻转座、第一翻转机构、第二转动机构、伸缩臂、第二 翻转机构、前臂、转动座和第三转动机构，所述机座的内部设置有所述第一转 动机构，所述第一转动机构包括第一伺服电机和第一联动减速机，所述第一伺 服电机与所述机座可拆卸连接，并位于所述机座的内部，所述第一伺服电机的 输出端设置有所述第一联动减速机，所述第一联动减速机的输出端设置有第一 转动盘，所述第一转动臂与所述第一转动盘可拆卸连接，所述第一转动臂远离 所述第一转动盘的一端设置有第一转动槽，所述翻转座与所述第一转动臂活动 连接，并位于所述第一转动槽内，所述第一翻转机构包括第二伺服电机、第二 联动减速机和第一输出齿轮，所述翻转座上设置有第一传动齿部，所述第一转 动臂上设置有第一放置板，所述第二伺服电机与所述第一放置板可拆卸连接， 所述第二伺服电机的输出端设置有所述第二联动减速机，所述第二联动减速机 的输出端设置有所述第一输出齿轮，所述第一输出齿轮与所述第一传动齿轮活 动连接；
5.所述第二转动机构包括第三伺服电机和第三联动减速机，所述第三伺服电 机与所述翻转座可拆卸连接，并位于所述翻转座的内部，所述第三伺服电机的 输出端设置有所述第三联动减速机，所述第三联动减速机的输出端设置有所述 第二转动盘，所述伸缩臂的一端与所述第二转动盘可拆卸连接，所述伸缩臂的 另一端设置有第二转动槽，所述前臂与所述伸缩臂活动连接，并位于所述第二 转动槽内，所述第二翻转机构包括第四伺服电机、第四联动减速机和第二输出 齿轮，所述前臂设置有第二传动齿部，所述伸缩臂上设置有第二放置板，所述 第四伺服电机与所述第二放置板可拆卸连接，所述第四伺服电机的输出端设置 有所述第四联动减速机，所述第四联动减速机的输出端设置有所述第二输出齿 轮，所述第二输出齿轮与所述第二传动齿部活动连接；
6.所述前臂远离所述伸缩臂的一端设置有所述转动座，所述第三转动机构包 括第五伺服电机和第五联动减速机，所述第五伺服电机与所述转动座可拆卸连 接，并位于所述转动座的内部，所述第五伺服电机的输出端设置有所述第五联 动减速机，所述第五联动减
速机的输出端设置有安装盘。
7.其中，所述翻转座包括第一连接柱、第一抱环和座体，所述第一连接柱贯 穿所述第一转动槽，所述第一连接柱上设置有第一从动齿部，所述第一抱环与 所述第一连接柱螺栓连接，并套设在所述第一连接柱的表面，且位于所述第一 转动槽的内部，所述座体与所述第一抱环螺纹连接，所述座体的内部设置有所 述第二转动机构。
8.其中，所述前臂包括第二连接柱、第二抱环和臂体，所述第二连接柱贯穿 所述第二转动槽，所述第二连接柱上设置有第二从动齿部，所述第二抱环与所 述第二连接柱螺栓连接，并套设在所述第二连接柱的表面，且位于所述第二转 动槽的内部，所述臂体与所述第二抱环螺纹连接，所述臂体远离所述伸缩臂的 一端设置有所述转动座。
9.其中，所述第一连接柱和所述第二连接柱均包括柱体、卡板和螺母，所述 柱体的一端分别设置有对应的所述第一从动齿部和所述第二从动齿部，所述柱 体的另一端均设置有螺纹，所述螺母与所述螺纹相适配，所述柱体的中部设置 有所述卡板。
10.其中，所述第一抱环和所述第二抱环均包括第一半环和第二半环，所述第 一半环的一端设置有第一连接块，所述第一半环的另一端设置有第一安装板， 所述第二半环的一端设置有第二连接块，所述第二半环的另一端设置有第二安 装板，所述第一连接块和所述第二连接块均与所述卡板螺栓连接，所述卡板位 于所述第一连接块和所述第二连接块之间，所述第一安装板上设置有卡块，所 述第二安装板上设置有卡槽，所述卡块与所述卡槽相适配。
11.本发明还提供一种机器人，包括如上述所述的机器人手臂关节，还包括保 护罩，所述第一翻转机构和所述第二翻转机构的外部均罩设有所述保护罩。
12.本发明的有益效果体现在：启动所述机座内的所述第一伺服电机，通过所 述第一联动减速机带动所述第一转动臂转动，启动所述第二伺服电机，通过所 述第二联动减速机带动所述第一输出齿轮转动，所述第一输出齿轮与所述第一 传动齿部啮合，从而带动所述翻转座翻转，启动所述翻转座内的所述第三伺服 电机，通过所述第三联动减速机带动所述伸缩臂转动，启动所述第四伺服电机， 通过所述第四联动减速机带动所述第二输出齿轮转动，所述第二输出齿轮与所 述第二传动齿部啮合，从而带动所述前臂翻转，启动所述第五伺服电机，通过 所述第五联动减速机带动所述安装盘上的机械爪转动，从而提高大大提高搬运 机器人的灵活度。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明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 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
14.图1是本发明的机器人的侧视图。
15.图2是本发明的图1的a
‑
a线的内部结构剖视图。
16.图3是本发明的机器人手臂关节的结构示意图。
17.图4是本发明的图3的a处的局部结构放大图。
18.图5是本发明的图3的b处的局部结构放大图。
19.图6是本发明的第一连接柱的结构示意图。
20.图7是本发明的第一抱环的结构示意图。
[0021]1‑
机座、2
‑
第一转动臂、3
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翻转座、4
‑
伸缩臂、5
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前臂、6
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转动座、7
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第一伺 服电机、8
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第一联动减速机、9
‑
第一转动盘、10
‑
第一转动槽、11
‑
第二伺服电机、 12
‑
第二联动减速机、13
‑
第一输出齿轮、14
‑
第一传动齿部、15
‑
第一放置板、16
‑ꢀ
第三伺服电机、17
‑
第三联动减速机、18
‑
第二转动盘、19
‑
第二转动槽、20
‑
第四 伺服电机、21
‑
第四联动减速机、22
‑
第二输出齿轮、23
‑
第二传动齿部、24
‑
第二 放置板、25
‑
第五伺服电机、26
‑
第五联动减速机、27
‑
安装盘、28
‑
第一连接柱、 29
‑
第一抱环、30
‑
座体、31
‑
第二连接柱、32
‑
第二抱环、33
‑
臂体、34
‑
柱体、35
‑ꢀ
卡板、36
‑
螺母、37
‑
第一半环、38
‑
第二半环、39
‑
第一连接块、40
‑
第一安装板、 41
‑
第二连接块、42
‑
第二安装板、43
‑
卡块、44
‑
卡槽、45
‑
保护罩、46
‑
套管、47
‑ꢀ
内管、48
‑
电动推杆、49
‑
夹层、50
‑
基板、51
‑
加强板。
具体实施方式
[0022]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自 始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元 件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不 能理解为对本发明的限制。
[0023]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、
ꢀ“
下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
ꢀ“
底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置 关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除 非另有明确具体的限定。
[0024]
请参阅图1至图7，本发明提供了一种机器人手臂关节，包括机座1、第一 转动机构、第一转动臂2、翻转座3、第一翻转机构、第二转动机构、伸缩臂4、 第二翻转机构、前臂5、转动座6和第三转动机构，所述机座1的内部设置有所 述第一转动机构，所述第一转动机构包括第一伺服电机7和第一联动减速机8， 所述第一伺服电机7与所述机座1可拆卸连接，并位于所述机座1的内部，所 述第一伺服电机7的输出端设置有所述第一联动减速机8，所述第一联动减速机 8的输出端设置有第一转动盘9，所述第一转动臂2与所述第一转动盘9可拆卸 连接，所述第一转动臂2远离所述第一转动盘9的一端设置有第一转动槽10， 所述翻转座3与所述第一转动臂2活动连接，并位于所述第一转动槽10内，所 述第一翻转机构包括第二伺服电机11、第二联动减速机12和第一输出齿轮13， 所述翻转座3上设置有第一传动齿部14，所述第一转动臂2上设置有第一放置 板15，所述第二伺服电机11与所述第一放置板15可拆卸连接，所述第二伺服 电机11的输出端设置有所述第二联动减速机12，所述第二联动减速机12的输 出端设置有所述第一输出齿轮13，所述第一输出齿轮13与所述第一传动齿轮活 动连接；
[0025]
所述第二转动机构包括第三伺服电机16和第三联动减速机17，所述第三伺 服电机16与所述翻转座3可拆卸连接，并位于所述翻转座3的内部，所述第三 伺服电机16的输出端设置有所述第三联动减速机17，所述第三联动减速机17 的输出端设置有所述第二转动盘18，所述伸缩臂4的一端与所述第二转动盘18 可拆卸连接，所述伸缩臂4的另一端设置有
第二转动槽19，所述前臂5与所述 伸缩臂4活动连接，并位于所述第二转动槽19内，所述第二翻转机构包括第四 伺服电机20、第四联动减速机21和第二输出齿轮22，所述前臂5设置有第二 传动齿部23，所述伸缩臂4上设置有第二放置板24，所述第四伺服电机20与 所述第二放置板24可拆卸连接，所述第四伺服电机20的输出端设置有所述第 四联动减速机21，所述第四联动减速机21的输出端设置有所述第二输出齿轮 22，所述第二输出齿轮22与所述第二传动齿部23活动连接；
[0026]
所述前臂5远离所述伸缩臂4的一端设置有所述转动座6，所述第三转动机 构包括第五伺服电机25和第五联动减速机26，所述第五伺服电机25与所述转 动座6可拆卸连接，并位于所述转动座6的内部，所述第五伺服电机25的输出 端设置有所述第五联动减速机26，所述第五联动减速机26的输出端设置有安装 盘27。
[0027]
在本实施方式中，所述机座1的内部设置有所述第一转动机构，所述翻转 座3与所述第一转动臂2活动连接，并位于所述第一转动槽10内，所述第一翻 转机构包括第二伺服电机11、第二联动减速机12和第一输出齿轮13，所述翻 转座3上设置有第一传动齿部14，所述第二转动机构包括第三伺服电机16和第 三联动减速机17，所述第三伺服电机16与所述翻转座3可拆卸连接，并位于所 述翻转座3的内部，所述第三伺服电机16的输出端设置有所述第三联动减速机17，所述前臂5与所述伸缩臂4活动连接，并位于所述第二转动槽19内，所述 第二翻转机构包括第四伺服电机20、第四联动减速机21和第二输出齿轮22， 所述前臂5设置有第二传动齿部23，所述前臂5远离所述伸缩臂4的一端设置 有所述转动座6，所述第三转动机构包括第五伺服电机25和第五联动减速机26， 启动所述机座1内的所述第一伺服电机7，通过所述第一联动减速机8带动所述 第一转动臂2转动，启动所述第二伺服电机11，通过所述第二联动减速机12带 动所述第一输出齿轮13转动，所述第一输出齿轮13与所述第一传动齿部14啮 合，从而带动所述翻转座3翻转，启动所述翻转座3内的所述第三伺服电机16， 通过所述第三联动减速机17带动所述伸缩臂4转动，启动所述第四伺服电机20， 通过所述第四联动减速机21带动所述第二输出齿轮22转动，所述第二输出齿 轮22与所述第二传动齿部23啮合，从而带动所述前臂5翻转，启动所述第五 伺服电机25，通过所述第五联动减速机26带动所述安装盘27上的机械爪转动， 从而提高大大提高搬运机器人的灵活度。
[0028]
进一步地，所述翻转座3包括第一连接柱28、第一抱环29和座体30，所 述第一连接柱28贯穿所述第一转动槽10，所述第一连接柱28上设置有第一从 动齿部，所述第一抱环29与所述第一连接柱28螺栓连接，并套设在所述第一 连接柱28的表面，且位于所述第一转动槽10的内部，所述座体30与所述第一 抱环29螺纹连接，所述座体30的内部设置有所述第二转动机构。
[0029]
在本实施方式中，将所述第一连接柱28贯穿所述第一转动槽10，将所述第 一抱环29通过螺栓连接在所述第一连接柱28上，通过螺钉将所述座体30安装 在所述第一抱环29远离所述第一连接柱28的一端，从而使得所述第一输出齿 轮13带动所述第一从动齿部转动时，所述翻转座3完成翻转动作。
[0030]
进一步地，所述前臂5包括第二连接柱31、第二抱环32和臂体33，所述 第二连接柱31贯穿所述第二转动槽19，所述第二连接柱31上设置有第二从动 齿部，所述第二抱环32与所述第二连接柱31螺栓连接，并套设在所述第二连 接柱31的表面，且位于所述第二转动槽19的内部，所述臂体33与所述第二抱 环32螺纹连接，所述臂体33远离所述伸缩臂4的一端
设置有所述转动座6。
[0031]
在本实施方式中，将所述第二连接柱31贯穿所述第二转动槽19，将所述第 二抱环32通过螺栓连接在所述第二连接柱31上，通过螺钉将所述臂体33安装 在所述第二抱环32远离所述第二连接柱31的一端，从而使得所述第二输出齿 轮22带动所述第二从动齿部转动时，所述前臂5完成翻转动作。
[0032]
进一步地，所述第一连接柱28和所述第二连接柱31均包括柱体34、卡板 35和螺母36，所述柱体34的一端分别设置有对应的所述第一从动齿部和所述 第二从动齿部，所述柱体34的另一端均设置有螺纹，所述螺母36与所述螺纹 相适配，所述柱体34的中部设置有所述卡板35。
[0033]
在本实施方式中，将所述柱体34分别贯穿对应的所述第一转动槽10和所 述第二转动槽19，拧紧所述螺母36，从而将所述第一连接柱28和所述第二连 接柱31分别安装在对应的所述第一转动槽10和所述第二转动槽19上。
[0034]
进一步地，所述第一抱环29和所述第二抱环32均包括第一半环37和第二 半环38，所述第一半环37的一端设置有第一连接块39，所述第一半环37的另 一端设置有第一安装板40，所述第二半环38的一端设置有第二连接块41，所 述第二半环38的另一端设置有第二安装板42，所述第一连接块39和所述第二 连接块41均与所述卡板35螺栓连接，所述卡板35位于所述第一连接块39和 所述第二连接块41之间，所述第一安装板40上设置有卡块43，所述第二安装 板42上设置有卡槽44，所述卡块43与所述卡槽44相适配。
[0035]
在本实施方式中，将所述第一半环37与所述第二半环38对应后，将所述 卡块43卡入所述卡槽44中，通过螺栓将所述第一连接块39和所述第二连接块 41与所述卡板35连接，通过螺钉将所述臂体33和所述座体30分别安装在所述 第一抱环29和所述第二抱环32的所述第一安装板40和所述第二安装板42上。
[0036]
进一步地，所述伸缩臂4包括套管46、内管47和电动推杆48，所述套管 46与所述第二转动盘18可拆卸连接，所述套管46上设置有夹层49，所述内管 47与所述套管46滑动连接，并位于所述夹层49内，所述内管47远离所述套管 46的一端设置有所述第二转动槽19，所述电动推杆48的安装端与所述第二转 动盘18可拆卸连接，并位于所述套管46的内部，所述电动推杆48的推动端与 所述内管47可拆卸连接，并位于所述内管47的内部。
[0037]
在本实施方式中，所述内管47位于所述套管46的所述夹层49内，通过所 述电动推杆48推动所述内管47在所述夹层49内滑动，从而使得所述伸缩杆的 长度可调，从而使得所述机器人手臂关节的活动区域更大。
[0038]
进一步地，所述机器人手臂关节还包括基板50，所述机座1与所述基板50 固定连接，所述基板50与地面螺钉连接，所述基板50与所述机座1之间均匀 设置有多个加强板51。
[0039]
在本实施方式中，通过膨胀螺钉将所述基板50安装在地面上，所述机座1 与所述基板50固定连接，制造时采用一体成型技术制成，结构更加牢固，在所 述基板50与所述机座1之间设置多根所述加强板51，进一步提高所述机器人关 节手臂的稳定性。
[0040]
本发明还提供一种机器人，包括如上述所述的机器人手臂关节，还包括保 护罩45，所述第一翻转机构和所述第二翻转机构的外部均罩设有所述保护罩45。
[0041]
在本实施方式中，通过所述保护罩45减少所述第一翻转机构和所述第二翻 转机构受到外界环境的影响，从而提高所述机器人手臂关节的使用寿命。
[0042]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发 明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流 程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。