本發(fā)明涉及機器人領域，尤其涉及一種機器人關節(jié)驅動結構及機器人。

背景技術：

機器人是用于根據控制終端發(fā)送的控制指令執(zhí)行相應動作的機器設備，機器人上設有用于搭建機器人的腳部、腿部和肘部等部位的關節(jié)結構。機器人關節(jié)驅動結構包括舵機，舵機作為機器人關節(jié)驅動結構的驅動元件，可與機器人的控制器或其他舵機通過連接線材實現(xiàn)各關節(jié)處的電連接。在機器人關節(jié)驅動結構設計過程中，要求舵機減速器體積小、扭矩大、結構緊湊并滿足特定減速比的要求。當前機器人關節(jié)驅動結構中舵機無法同時滿足體積小和扭矩大的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種機器人關節(jié)驅動結構及機器人，以解決當前機器人關節(jié)驅動結構中舵機無法同時滿足體積小和扭矩大的需求的問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種機器人關節(jié)驅動結構，包括第一伺服舵機、第二伺服舵機和外掛齒輪組件；所述第一伺服舵機包括第一舵機輸出軸；所述外掛齒輪組件包括相互嚙合的第一外掛齒輪和第二外掛齒輪，所述第一外掛齒輪套設在所述第一舵機輸出軸上。

優(yōu)選地，所述第二外掛齒輪的齒數大于所述第一外掛齒輪的齒數。

優(yōu)選地，所述機器人關節(jié)驅動結構還包括裝配組件，所述裝配組件設置在所述第一伺服舵機上，用于裝配所述第一外掛齒輪和所述第二外掛齒輪。

優(yōu)選地，所述裝配組件包括保護殼體，所述保護殼體設置在所述第一伺服舵機上，用于保護所述第一外掛齒輪，并裝配所述第二外掛齒輪。

優(yōu)選地，所述保護殼體包括殼本體、從所述殼本體一側緣延伸出的連接部、以及從所述連接部一側延伸出的支承部；所述殼本體上設有用于容置所述第一外掛齒輪的容置腔；所述第二外掛齒輪裝配在所述支承部上。

優(yōu)選地，所述支承部上設有裝配螺孔；

所述裝配組件包括裝配環(huán)和裝配螺絲，所述裝配環(huán)套設在所述支承部上，所述裝配螺絲與所述裝配螺孔配合，以將所述第二外掛齒輪固定在所述支承部上。

優(yōu)選地，所述第二外掛齒輪上設有安裝孔；

所述裝配環(huán)包括第一環(huán)體和從所述第一環(huán)體一側延伸出的第二環(huán)體，所述第一環(huán)體的外徑大于所述安裝孔的孔徑，所述第二環(huán)體的外徑小于所述安裝孔的孔徑；

所述裝配螺絲包括螺帽部和從所述螺帽部一側延伸出的螺桿部，所述螺桿部與所述裝配螺孔配合，所述螺帽部的外徑大于所述安裝孔的孔徑。

優(yōu)選地，所述所述機器人關節(jié)驅動結構還包括用于裝配所述第一伺服舵機的第一殼體組件；所述第一殼體組件包括相對設置在所述第一伺服舵機兩側的第一舵機左蓋和第一舵機右蓋，所述第一舵機左蓋和所述第一舵機右蓋配合形成容置所述第一伺服舵機的第一密閉空間，所述第一舵機右蓋上設有用于容置所述殼本體的裝配孔位。

優(yōu)選地，所述機器人關節(jié)驅動結構還包括用于裝配所述第二伺服舵機的第二殼體組件；所述第二殼體組件包括相對設置在所述第二伺服舵機兩側的第二舵機左蓋和第二舵機右蓋，所述第二舵機左蓋和所述第二舵機右蓋配合形成容置所述第二伺服舵機的第二密閉空間，所述第二舵機右蓋與所述第二外掛齒輪相連。

本發(fā)明還提供一種機器人，包括所述機器人關節(jié)驅動結構。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：本發(fā)明所提供的機器人關節(jié)驅動結構及機器人中，第一外掛齒輪設置在第一伺服舵機的第一舵機輸出軸上，第二外掛齒輪與第一外掛齒輪相互嚙合，從而通過第一外掛齒輪及第二外掛齒輪可增大第一伺服舵機的驅動扭矩，以使該機器人關節(jié)驅動結構滿足體積小而扭矩大的需求。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明一實施例中機器人關節(jié)驅動結構的一分解圖。

圖2是圖1中機器人關節(jié)驅動結構的另一分解圖。

圖3是圖1中機器人關節(jié)驅動結構的另一分解圖。

圖4是圖1中機器人關節(jié)驅動結構的另一分解圖。

圖中：10、第一伺服舵機；11、第一柱狀部；111、第一固定通孔；12、第一球狀部；13、第一舵機輸出軸；20、第二伺服舵機；21、第二柱狀部；211、第二固定通孔；22、第二球狀部；30、外掛齒輪組件；31、第一外掛齒輪；32、第二外掛齒輪；321、安裝孔；322、第一定位孔；40、裝配組件；41、保護殼體；411、殼本體；4111、連接孔；412、連接部；413、支承部；4131、裝配螺孔；42、裝配環(huán)；421、第一環(huán)體；422、第二環(huán)體；43、裝配螺絲；431、螺帽部；432、螺桿部；50、第一殼體組件；51、第一舵機左蓋；511、第一固定螺孔；52、第一舵機右蓋；521、裝配孔位；60、第二殼體組件；61、第二舵機左蓋；611、第二固定螺孔；62、第二舵機右蓋；621、第二定位孔。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

圖1-圖4示出本實施例中的機器人關節(jié)驅動結構。如圖1-圖4所示，該機器人關節(jié)驅動結構包括第一伺服舵機10、第二伺服舵機20、外掛齒輪組件30、裝配組件40、第一殼體組件50和第二殼體組件60。其中，外掛齒輪組件30包括相互嚙合的第一外掛齒輪31和第二外掛齒輪32，第一外掛齒輪31設置在第一伺服舵機10上。第二外掛齒輪32容納于第二殼體組件60內，第二外掛齒輪32與第一外掛齒輪31嚙合。該機器人關節(jié)驅動結構可應用在機器人的肢體上，尤其是人形機器人的肢體上。本實施例中，第一伺服舵機10對應人形機器人的大腿關節(jié)，第二伺服舵機20對應人形機器人的小腿關節(jié)。

如圖1-圖4所示，第一伺服舵機10包括第一柱狀部11、與第一柱狀部11相連的第一球狀部12和位于第一球狀部12一側的第一舵機輸出軸13。第一舵機輸出軸13設置在第一球狀部12上。其中，第一柱狀部11上設有用于連接第一殼體組件50的若干第一固定通孔111。本實施例中，第一伺服舵機10位于機器人大腿關節(jié)處，用于驅動機器人大腿關節(jié)運動。

第一殼體組件50裝配在第一伺服舵機10上，用于保護第一伺服舵機10，以達到防水、防塵、且方便與其他元件相連接的目的。第一殼體組件50包括相對設置在第一伺服舵機10兩側的第一舵機左蓋51和第一舵機右蓋52，第一舵機左蓋51和第一舵機右蓋52配合形成容置第一伺服舵機10的第一密閉空間，第一舵機右蓋52上設有裝配孔位521。其中，第一舵機左蓋51和第一舵機右蓋52之間可通過卡接方式或者以螺栓固定連接，以使第一舵機左蓋51和第一舵機右蓋52之間形成容置第一伺服舵機10的第一密閉空間。具體地，第一舵機左蓋51內側上設有與第一固定通孔111配合的第一固定螺孔511。裝配時，將螺絲穿過第一柱狀部11的第一固定通孔111與第一固定螺孔511配合，以將第一伺服舵機10固定到第一舵機左蓋51上，然后將第一舵機右蓋52扣合在第一舵機左蓋51上，采用螺栓固定第一舵機左蓋51和第一舵機右蓋52，以達到保護第一伺服舵機10目的。

如圖1-圖4所示，第二伺服舵機20與第一伺服舵機10相連并可相對第一伺服舵機10轉動。具體地，第二伺服舵機20第二柱狀部21、與第二柱狀部21相連的第二球狀部22和位于第二球狀部22一側的第二舵機輸出軸(圖中未示出)。其中，第二柱狀部21上設有用于連接第二殼體組件60的第二固定通孔211。第二舵機輸出軸(圖中未示出)設置在第二球狀部22上，可裝配另一外掛齒輪組件30。本實施例中，第二伺服舵機20位于機器人小腿關節(jié)處，用于驅動機器人小腿關節(jié)運動。

第二殼體組件60裝配在第二伺服舵機20上，用于保護第二伺服舵機20，以達到防水、防塵、且方便與其他元件相連接的目的。第二殼體組件60包括相對設置在第二伺服舵機20兩側的第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62，第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62配合形成容置第二伺服舵機20的第二密閉空間，第二舵機右蓋62與外掛齒輪組件30的第二外掛齒輪32相連。本實施例中，第二舵機右蓋62上設有用于連接第二外掛齒輪32的若干第二定位孔621。其中，第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62之間可通過卡接方式或者以螺栓固定連接，以使第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62之間形成容置第二伺服舵機20的第二密閉空間。具體地，第二舵機左蓋61內側上設有與第二固定通孔211配合的第二固定螺孔611。裝配時，將螺絲穿過第二柱狀部21的第一固定螺孔511與第一固定螺孔511配合，以將第二伺服舵機20裝配到第二舵機左蓋61上，將第二舵機右蓋62扣合在第二舵機左蓋61上，采用螺栓固定第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62，以達到保護第二伺服舵機20目的。

外掛齒輪組件30包括相互嚙合的第一外掛齒輪31和第二外掛齒輪32，第一外掛齒輪31套設在第一舵機輸出軸13上，第一外掛齒輪31套設在第一舵機輸出軸13上的內表面設有與第一舵機輸出軸13嚙合的內齒。第二外掛齒輪32與第一外掛齒輪31嚙合，且與第二殼體組件60相連。具體地，第二外掛齒輪32上設有安裝孔321和若干第一定位孔322，該安裝孔321設置在第二外掛齒輪32的中心，若干第一定位孔322均勻設置在安裝孔321周圍。第一定位孔322與第二殼體組件60的第二定位孔621對應設置，本實施例中，可采用螺栓穿過第二定位孔621與第二外掛齒輪32上的第一定位孔322配合，以使第二外掛齒輪32與第二舵機右蓋62相連。裝配時，將第一外掛齒輪31套設在第一伺服舵機10的第一舵機輸出軸13上，將第一舵機左蓋51和第一舵機右蓋52裝配在第一伺服舵機10上，與第一外掛齒輪31嚙合的第二外掛齒輪32裝配在第二舵機右蓋62上，將第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62裝配在第二伺服舵機20上。

本實施例中，第二外掛齒輪32的齒數大于第一外掛齒輪31的齒數。在第一伺服舵機10驅動第一外掛齒輪31轉動時，第一外掛齒輪31將第一伺服舵機10輸出的驅動力增加并傳動至第二外掛齒輪32，第二外掛齒輪32將第一外掛齒輪31增大后的驅動力進一步加大，進而大大提高第一伺服舵機10輸出的驅動力。外掛齒輪組件30的設置，可使第一伺服舵機10的齒輪傳輸比減少為2：1，力量為原來的2倍，大大提高第一伺服舵機10的驅動力，可在不改動第一伺服舵機10內部結構的情況下，增大第一伺服舵機10的驅動扭矩。

如圖1-圖4所示，裝配組件40設置在第一伺服舵機10上，用于裝配第一外掛齒輪31和第二外掛齒輪32，且裝配組件40連接在第一殼體組件50及第二殼體組件60之間。第二外掛齒輪32與設置在第一舵機輸出軸13上的第一外掛齒輪31嚙合，使得第一伺服舵機10通過第一外掛齒輪31及第二外掛齒輪32的驅動，增大輸出力。當然，在其他實施例中，外掛齒輪的個數及位置可依據實際需求而改變。

具體地，裝配組件40包括保護殼體41、裝配環(huán)42和裝配螺絲43。其中，保護殼體41設置在第一伺服舵機10上，用于保護第一外掛齒輪31并裝配第二外掛齒輪32。本實施例中，第二外掛齒輪32通過裝配環(huán)42和裝配螺絲43裝配在保護殼體41上，避免第二外掛齒輪32裝配在保護殼體41上并相對第一外掛齒輪31轉動時，發(fā)生松動而影響第二外掛齒輪32正常工作。

如圖1-圖4所示，保護殼體41包括殼本體411、從殼本體411一側緣延伸出的連接部412、以及從連接部412一側延伸出的支承部413。殼本體411上設有若干連接孔4111，可采用螺絲穿過連接孔4111以將保護殼體41固定在第一伺服舵機10和第一舵機右蓋52上。殼本體411上朝向第一伺服舵機10的一側設有用于容置第一外掛齒輪31的容置腔(圖中未示出)，在將第一外掛齒輪31裝配在第一舵機輸出軸13上后，將保護殼體41裝配在第一外掛齒輪31上，使得第一外掛齒輪31位于容置腔內，以起到保護第一外掛齒輪31的作用。其中，支承部413從連接部412一側朝第一舵機右蓋52一側方向延伸出，第二外掛齒輪32中央軸孔裝配在支承部413上，并與容置腔內的第一外掛齒輪31嚙合。本實施例中，支承部413呈管狀設置，且支承部413上設有與裝配螺絲43配合的裝配螺孔4131，裝配螺絲43通過支承部413裝配在裝配螺孔4131中。在將第一伺服舵機10裝配到第一舵機右蓋52上時，保護殼體41的殼本體411位于裝配孔位521內。

裝配環(huán)42套設在支承部413上，而第二外掛齒輪32設置在裝配環(huán)42上。具體地，裝配環(huán)42包括第一環(huán)體421和從第一環(huán)體421一側延伸出的第二環(huán)體422，第一環(huán)體421的外徑大于安裝孔321的孔徑，第二環(huán)體422的外徑小于安裝孔321的孔徑。其中，第一環(huán)體421的內徑與第二環(huán)體422的內徑相同，且大于支承部413的外徑，以使裝配環(huán)42可套設在支承部413上。第一環(huán)體421的外徑大于安裝孔321的孔徑，第二環(huán)體422的外徑小于安裝孔321的孔徑，以使第二外掛齒輪32的安裝孔321可供第二環(huán)體422穿過而不可供第一環(huán)體421穿過，從而使得第二外掛齒輪32通過裝配環(huán)42與保護殼體41連接，避免第二外掛齒輪32轉動對保護殼體41造成磨損。本實施例中，第二環(huán)體422的外徑略小于安裝孔321的孔徑，以避免第二外掛齒輪32相對第二環(huán)體422轉動時，軸心發(fā)生偏移而影響外掛齒輪組件30的正常工作。

裝配螺絲43與裝配螺孔4131配合，用于將第二外掛齒輪32固定在支承部413上。裝配螺絲43包括螺帽部431和從螺帽部431一側延伸出的螺桿部432，螺桿部432與裝配螺孔4131配合，螺帽部431的外徑大于安裝孔321的孔徑，以避免第二外掛齒輪32從保護殼體41的支承部413脫落。

該機器人關節(jié)驅動結構的裝配過程有多種，本實施例中示出其中一種裝配過程如下：將第一伺服舵機10裝配在第一舵機左蓋51上，將第一外掛齒輪31裝配在第一伺服舵機10的第一舵機輸出軸13上，將保護殼體41裝配在第一伺服舵機10上并使第一外掛齒輪31位于殼本體411的容置腔內，將裝配環(huán)42套設在保護殼體41的支承部413上，將第二外掛齒輪32裝配在裝配環(huán)42上，將裝配螺絲43裝配在支承部413的裝配螺孔4131內，將第一舵機右蓋52裝配在第一伺服舵機10上，使第二外掛齒輪32與第二舵機右蓋62相連，將第二舵機左蓋61裝配在第二伺服舵機20上，并使第二舵機左蓋61和第二舵機右蓋62相連，以完成該機器人關節(jié)驅動結構的裝配。

第二伺服舵機20與外掛齒輪的連接與第一伺服舵機10與外掛齒輪的連接類似，即第二伺服舵機20的輸出軸同樣設有兩級外掛齒輪，且該第二伺服舵機20與兩個外掛齒輪及第一殼體組件50的連接與上述第一伺服舵機10與兩個外掛齒輪及第二殼體組件60連接相似，在此不再贅述。當然，在其他實施例中，與伺服舵機連接的外掛齒輪的個數及位置可依據實際需求而改變。

本實施例所提供的機器人關節(jié)驅動結構中，第一外掛齒輪31設置在第一伺服舵機10的第一舵機輸出軸13上，第二外掛齒輪32與第一外掛齒輪31嚙合從而增大第一伺服舵機10的驅動扭矩，以使該機器人關節(jié)驅動結構滿足體積小而扭矩大的需求。裝配組件40設置在第一伺服舵機10上，用于保護外掛齒輪組件30。

本發(fā)明是通過上述具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進行各種變換和等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例，而應當包括落入本發(fā)明權利要求范圍內的全部實施方式。