球关节机构及具有其的机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种球关节机构及具有其的机器人。其中，球关节机构包括：第一蜗轮组件和第一蜗杆，第一蜗杆与第一蜗轮组件驱动连接，使第一蜗轮组件能够以第一轴线为轴转动；第二蜗轮组件和第二蜗杆，第二蜗轮组件固定设置在第一蜗轮组件上，第二蜗杆与第二蜗轮组件驱动连接，使第二蜗轮组件能够以第二轴线为轴转动，第二轴线与第一蜗杆的轴线共面，第二轴线与第一蜗杆的轴线均垂直于第一轴线，第一轴线与第二轴线共面并相交于该平面内的一点。本实用新型专利技术的技术方案有效地解决了现有技术中机器人关节结构复杂、体积庞大、不利于活动的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
球关节机构及具有其的机器人


[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及一种球关节机构及具有其的机器人。

技术介绍

[0002]人形机器人是机器人技术的高级发展阶段，它是集机电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体的高度交叉的前沿学科。在人形机器人的整个系统中，如何实现关节的拟真活动以及关节结构的设计是一个难点。
[0003]在机器人技术发展的初期，机器人的关节结构大多由多个单转动副串联堆叠而成。这种结构控制上容易实现，而且结构简单。但是多个转动副串联的形式使得关节结构体积庞大、显得笨重冗余。并且各个转动轴不能交于一点，与人的关节结构有较大差距。
[0004]而机器人技术发展至今，机器人关节结构也在不断地进行优化改进，其中球形关节是机器人关节技术中的难点，现阶段的球形关节往往具有耦合自由度，各自由度之间存在相互影响，从而影响关节机构整体的动作姿态，增大控制难度。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中机器人关节结构复杂、体积庞大、不利于活动的问题，本技术提供了一种球关节机构及具有其的机器人。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，一方面，本技术提出了一种球关节机构，包括：第一蜗轮组件和第一蜗杆，第一蜗杆与第一蜗轮组件驱动连接，使第一蜗轮组件能够以第一轴线为轴转动；第二蜗轮组件和第二蜗杆，第二蜗轮组件固定设置在第一蜗轮组件上，第二蜗杆与第二蜗轮组件驱动连接，使第二蜗轮组件能够以第二轴线为轴转动，第二轴线与第一蜗杆的轴线共面，第二轴线与第一蜗杆的轴线均垂直于第一轴线，第一轴线与第二轴线共面并相交于该平面内的一点。
[0006]在一些实施方式中，第二蜗轮组件包括：蜗轮基体和齿条，齿条固定设置在蜗轮基体上，第二蜗杆与齿条啮合，第一蜗轮组件固定设置在蜗轮基体上。
[0007]在一些实施方式中，蜗轮基体上设置有装配槽，齿条设置在装配槽中。
[0008]在一些实施方式中，蜗轮基体在第二轴线的位置上设置有避让缺口，第一蜗轮组件设置在避让缺口中。
[0009]在一些实施方式中，第二蜗轮组件还包括花键，花键穿设在第一蜗轮组件和蜗轮基体中。
[0010]在一些实施方式中，球关节机构还包括支架结构和两个定位板，第二蜗轮组件还包括多个滑块结构，第二蜗杆可转动地设置在支架结构中，两个定位板设置在支架结构相对的两侧，蜗轮基体可活动地设置在两个定位板之间，定位板朝向蜗轮基体的一侧设置有滑槽，多个滑块结构设置在蜗轮基体上，多个滑块结构能够伸入滑槽并在滑槽中移动。
[0011]在一些实施方式中，滑块结构包括销轴和轴承，销轴固定在蜗轮基体上，轴承设置在销轴上。
[0012]在一些实施方式中，球关节机构还包括第一驱动电机，第一驱动电机与第一蜗杆
驱动连接，第一驱动电机的轴线与第一蜗杆的轴线平行，第二轴线、第一蜗杆的轴线以及第一驱动电机的轴线共面，第一驱动电机的轴线与第一轴线共面。
[0013]在一些实施方式中，球关节机构还包括第二驱动电机，第二驱动电机与第二蜗杆驱动连接，第二驱动电机的轴线与第二蜗杆的轴线平行，第一轴线、第二蜗杆的轴线以及第二驱动电机的轴线共面。
[0014]另一方面，本技术还提供了一种机器人，包括具备上述全部或部分技术特征的球关节机构。
[0015]实施本技术的实施例，将具有如下有益效果：
[0016]采用了上述球关节机构之后，第一蜗轮组件和第一蜗杆、第二蜗轮组件和第二蜗杆组成两组蜗轮蜗杆结构，第二蜗轮组件设置在第一蜗轮组件上，使第二蜗轮组件能够与第一蜗轮组件同步转动。同时第二蜗轮组件的第二轴线与第一蜗轮组件的第一轴线共面且相交于该平面内的一点，使球关节机构整体的结构紧凑。并且关节具有两个转动自由度并汇于一点，两个自由度相互独立、互不影响，使得关节结构与人类关节更为接近，能够更灵活地模拟人类关节运动。两组蜗轮蜗杆传动结构能够得到较大的减速比，并且传动平稳、噪音小、能够实现自锁以保持关节的动作姿态。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
[0018]其中：
[0019]图1示出了根据本技术的球关节结构的一个实施例的结构示意图；
[0020]图2示出了图1的球关节结构的分解结构示意图；
[0021]图3示出了图2的球关节结构在另一视角下的结构示意图；
[0022]图4示出了图1的球关节结构的剖视结构示意图；
[0023]图5示出了图1的球关节结构在另一视角下的局部剖视结构示意图；
[0024]图6示出了图1的球关节结构在另一视角下的局部剖视结构示意图；
[0025]图7示出了图1的球关节结构在另一视角下的局部剖视结构示意图；以及
[0026]图8示出了图7的球关节结构的M
‑
M向剖视结构示意图的局部放大结构示意图。
[0027]上述附图中包含以下附图标记：
[0028]10、第一蜗轮组件；11、蜗轮本体；12、凸台；21、第一蜗杆；22、第三齿轮；30、第二蜗轮组件；31、蜗轮基体；32、齿条；33、装配槽；34、避让缺口；35、滑块结构；351、轴承；352、销轴；36、花键；41、第二蜗杆；42、第四齿轮；81、箱体；82、箱盖；83、底板；84、第一镶套；87、滑槽；88、定位板；89、支架结构；91、第一驱动电机；92、第二驱动电机；93、第一齿轮；94、第二齿轮；95、第二镶套；97、第三镶套。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。
[0031]另外，在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0032]如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球关节机构，其特征在于，包括：第一蜗轮组件和第一蜗杆，所述第一蜗杆与所述第一蜗轮组件驱动连接，使所述第一蜗轮组件能够以第一轴线为轴转动；第二蜗轮组件和第二蜗杆，所述第二蜗轮组件固定设置在所述第一蜗轮组件上，所述第二蜗杆与所述第二蜗轮组件驱动连接，使所述第二蜗轮组件能够以第二轴线为轴转动，所述第二轴线与所述第一蜗杆的轴线共面，所述第二轴线与所述第一蜗杆的轴线均垂直于所述第一轴线，所述第一轴线与所述第二轴线共面并相交于该平面内的一点。2.根据权利要求1所述的球关节机构，其特征在于，所述第二蜗轮组件包括：蜗轮基体和齿条，所述齿条固定设置在所述蜗轮基体上，所述第二蜗杆与所述齿条啮合，所述第一蜗轮组件与所述蜗轮基体相对固定地设置。3.根据权利要求2所述的球关节机构，其特征在于，所述蜗轮基体上设置有装配槽，所述齿条设置在所述装配槽中。4.根据权利要求2所述的球关节机构，其特征在于，所述蜗轮基体在所述第二轴线的位置上设置有避让缺口，所述第一蜗轮组件设置在所述避让缺口中。5.根据权利要求2所述的球关节机构，其特征在于，所述第二蜗轮组件还包括花键，所述花键穿设在所述第一蜗轮组件和所述蜗轮基体中。6.根据权利要求2所述的球关节机构，其特征在于，所述球关节机构还包括支架结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岑晖，郑秀谦，龚圆杰，张涛，赵保文，宋华，詹犇，
申请(专利权)人：纯米科技上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：