一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和智能機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種運動機(jī)構(gòu)，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和智能機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能機(jī)器人領(lǐng)域，如何實現(xiàn)機(jī)器人頭部旋轉(zhuǎn)是常見技術(shù)問題。另外，通常為了實現(xiàn)機(jī)器人頭部旋轉(zhuǎn)和升降位移兩種單獨動作或兩者的組合動作，需要設(shè)置兩套獨立的傳動機(jī)構(gòu)，同時機(jī)器人頭部需要制作成適用兩套獨立傳動機(jī)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)，增加了機(jī)器人整體零部件數(shù)量和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，使得機(jī)器人的加工成本和加工時間大大增加，兩套傳動系統(tǒng)通常為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊，兩套傳動機(jī)構(gòu)的零件需要進(jìn)行相鄰或貫穿安裝的方式，增加了兩套傳動機(jī)構(gòu)相互間的運動干擾，使得機(jī)器人在工作時產(chǎn)生故障的概率很高，同時零件數(shù)量大以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高給機(jī)器人的拆裝及維修帶來極大的不便。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和智能機(jī)器人。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0005]—種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括:外管，內(nèi)管，保持套，第一同步帶，第一電機(jī)和電機(jī)安裝架，所述外管的一端固定安裝有所述電機(jī)安裝架，所述電機(jī)安裝架由兩個機(jī)體接合而成，所述電機(jī)安裝架上安裝有所述第一電機(jī)，所述電機(jī)安裝架上安裝有所述保持套，所述保持套為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述保持套至少一部分與所述電機(jī)安裝架滑動接觸并能沿平行于外管軸線的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述保持套嵌套在所述內(nèi)管外，所述保持套通過一個鑲嵌孔至少一部分與所述內(nèi)管的外壁滑動接觸，所述保持套能夠帶動內(nèi)管一同旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)管能夠沿旋轉(zhuǎn)軸線的方向相對所述保持套進(jìn)行滑動，所述第一電機(jī)通過所述第一同步帶與所述保持套相連接，所述保持套及所述內(nèi)管的旋轉(zhuǎn)軸線與所述外管的軸線相平行。
[0006]優(yōu)選地，所述電機(jī)安裝架包括至少一個機(jī)體，所述電機(jī)安裝架的至少一個機(jī)體上設(shè)置有定位銷，所述外管一端相應(yīng)位置設(shè)置有定位孔。
[0007]優(yōu)選地，所述內(nèi)管的徑向截面形狀與所述保持套上的所述鑲嵌孔的形狀相適配，當(dāng)所述保持套轉(zhuǎn)動時，帶動所述內(nèi)管旋轉(zhuǎn)。
[0008]優(yōu)選地，所述保持套的外環(huán)面上還設(shè)置有至少一圈限位凸緣，保持套外環(huán)面上設(shè)置有一圈齒圈。
[0009]優(yōu)選地，所述電機(jī)安裝架為一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述電機(jī)安裝架的兩個機(jī)體各有一部分內(nèi)壁與所述外管的外壁及所述保持套的外環(huán)面相接觸，其中一個所述機(jī)體上設(shè)置有安裝平臺，所述安裝平臺上開設(shè)有通孔及若干安裝孔，所述電機(jī)安裝架的內(nèi)壁設(shè)有一圈限位槽，所述電機(jī)安裝架的外壁上設(shè)置有加強(qiáng)筋。
[0010]—種智能機(jī)器人，包括本實用新型前述實施例的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，還包括:位移機(jī)構(gòu)以及第一設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述位移機(jī)構(gòu)共用同一根內(nèi)管，所述內(nèi)管的一端與所述第一設(shè)備固定連接。[0011 ] 優(yōu)選地，所述位移機(jī)構(gòu)還包括:絲杠，絲母，第二電機(jī)，第二同步帶，傳動組件，所述第二電機(jī)的輸出端通過所述第二同步帶與所述傳動組件相連接，所述傳動組件設(shè)置在所述絲杠的一端，所述絲杠同軸有間隙地設(shè)置在所述內(nèi)管內(nèi)，所述內(nèi)管的一端與所述絲母固定連接，所述絲母與所述絲杠形成一組螺旋副。
[0012]進(jìn)一步地，所述內(nèi)管與所述絲杠至少一部分設(shè)置在所述外管內(nèi)，所述第二電機(jī)、所述第二同步帶以及所述傳動組件設(shè)置在所述外管遠(yuǎn)離所述電機(jī)安裝架的一端，所述內(nèi)管遠(yuǎn)離所述絲杠的一端伸出外管并與所述第一設(shè)備固定連接。
[0013]優(yōu)選地，所述絲杠為管狀結(jié)構(gòu)，所述絲杠的一端為起始設(shè)置至少一段螺紋，所述絲杠遠(yuǎn)離所述螺紋的一端設(shè)置有傳動組件。
[0014]優(yōu)選地，所述傳動組件包括位于所述絲杠上的限位鍵結(jié)構(gòu)，至少兩個與所述限位鍵結(jié)構(gòu)外壁環(huán)抱配合的限位瓦，一塊套在一對所述限位瓦外圍的同步帶輪，以及至少一個卡簧。
[0015]優(yōu)選地，所述傳動組件的所述限位鍵結(jié)構(gòu)有至少一對平行地沿所述絲杠外表面周向環(huán)繞的限位鍵組，每個所述限位鍵組包含兩個周向排列的方形鍵，每一所述限位鍵組內(nèi)的兩個所述方形鍵首尾不接觸而留出空隙，每一所述限位鍵組間留出的所述空隙沿所述絲杠旋轉(zhuǎn)軸線方向排列。
[0016]優(yōu)選地，所述傳動組件的所述限位瓦為半圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述限位瓦內(nèi)壁設(shè)置有至少兩對內(nèi)鍵槽，所述限位瓦內(nèi)壁上設(shè)置有至少兩道沿軸向的連通傳動鍵，所述限位瓦的外壁沿軸向設(shè)置至少一個外鍵槽，所述外鍵槽沿軸向的一端延伸并貫通所述限位瓦的一個端面，所述外鍵槽沿軸向的另一端位于所述限位瓦外壁內(nèi)而不貫穿所述限位瓦的另一端面，所述限位瓦外壁設(shè)置有一圈周向環(huán)繞的卡簧槽。
[0017]優(yōu)選地，所述同步帶輪為一空心環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述同步帶輪內(nèi)壁上設(shè)置有至少一個傳動鍵，所述同步帶輪的外壁周向環(huán)繞設(shè)置有一圈同步帶輪結(jié)構(gòu)。
[0018]本實用新型將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與位移機(jī)構(gòu)通過內(nèi)管聯(lián)系起來，同時將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和位移機(jī)構(gòu)分別位于內(nèi)管或外管的兩端，大大減少了兩套機(jī)構(gòu)在各自進(jìn)行傳動時產(chǎn)生運動干擾的可能性，降低了機(jī)械的故障率，同時，所述兩套傳動機(jī)構(gòu)的零件數(shù)目大大減少，通過設(shè)置保持套與內(nèi)管相接觸的內(nèi)環(huán)面所在處的孔的特定形狀同時保持套與內(nèi)管采用滑動接觸的方式，內(nèi)管的旋轉(zhuǎn)和位移動作可以分別進(jìn)行，機(jī)器人的頭部裝置只需做成一個簡單零件與內(nèi)管固定連接即可實現(xiàn)所需的頭部升降和旋轉(zhuǎn)動作。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖I為本實用新型旋轉(zhuǎn)及位移機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖2為本實用新型旋轉(zhuǎn)及位移機(jī)構(gòu)的外形立體圖；
[0022]圖3為本實用新型保持套的立體圖；
[0023]圖4為本實用新型電機(jī)安裝架的立體圖；
[0024]圖5為本實用新型傳動組件的拆裝示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]圖I為本實用新型旋轉(zhuǎn)及位移機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型旋轉(zhuǎn)及位移機(jī)構(gòu)的外形立體圖；圖3為本實用新型保持套的立體圖；圖4為本實用新型電機(jī)安裝架的立體圖；圖5為本實用新型傳動組件的拆裝示意圖。
[0027]在本實用新型的一個實施例中，公開了一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如圖1、圖2所示，包括外管I，內(nèi)管2，保持套3，第一同步帶4，第一電機(jī)5和電機(jī)安裝架6，所述外管I有間隙地套在所述內(nèi)管2外，所述內(nèi)管2與所述外管I的軸線相平行，但內(nèi)管2與外管I不一定同軸設(shè)置。所述外管I的一端固定安裝有所述電機(jī)安裝架6，所述電機(jī)安裝架6可以采用緊固件與所述外管I固定，或者通過與外管I外壁形成的接觸面上的摩擦力進(jìn)行固定，或者其他可能的固定方式。所述電機(jī)安裝架6可以進(jìn)行套裝安裝，優(yōu)選的，所述電機(jī)安裝架6由兩個機(jī)體接合而成，所述電機(jī)安裝架6的兩個機(jī)體環(huán)抱住外管I 一端并接合，通過緊固件比如螺栓、螺釘?shù)冗M(jìn)行固定，所述電機(jī)安裝架6上安裝有所述第一電機(jī)5，第一電機(jī)5為一種步進(jìn)電機(jī)，所述電機(jī)安裝架6上還安裝有所述保持套3，所述保持套3為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述保持套3至少一部分與所述電機(jī)安裝架6滑動接觸并能沿平行于外管軸線的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這里，所述保持套3與所述電機(jī)安裝架6以一種類似于旋轉(zhuǎn)滑動軸承的方式相連接，所述電機(jī)安裝架6上有周向環(huán)繞的滑動接觸空間與保持套3上的周向凸臺或者凸緣等滑動接觸，使得所述保持套3能夠在所述電機(jī)安裝架6內(nèi)旋轉(zhuǎn)同時限制所述保持套3沿旋轉(zhuǎn)軸線方向產(chǎn)生位移。如圖3所示，所述保持套3嵌套在所述內(nèi)管2外，所述保持套3通過一個鑲嵌孔33至少一部分與所述內(nèi)管2的外壁滑動接觸，相當(dāng)于保持套3嵌套在所述一部分內(nèi)管2外，通過設(shè)置鑲嵌孔33特定的形狀，比如鑲嵌孔33的形狀為方形，梯形等，使得內(nèi)管2與所述保持套3的接觸面至少有一個平面存在，能夠在所述保持套3轉(zhuǎn)動時對所述內(nèi)管2產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，同時，所述內(nèi)管2與所述保持套3以滑動接觸的方式相連接，能夠沿旋轉(zhuǎn)軸線的方向相對所述保持套3進(jìn)行滑動。所述第一電機(jī)5通過緊固件比如螺栓螺釘?shù)劝惭b在所述電機(jī)安裝架6的相應(yīng)位置，通過所述第一同步帶4與所述保持套3相連接，所述第一同步帶4為一根傳動帶，所述第一同步帶4主要選用齒形帶，尤其是雙面齒帶，也可以選用多楔帶，保持套3上具有與同步帶上的齒相配合的結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述保持套3及所述內(nèi)管2安裝在所述外管I的一端時，保證保持套3與內(nèi)管2的旋轉(zhuǎn)軸線與所述外管I的中心軸線相平行，或者保證保持套3與內(nèi)管2的旋轉(zhuǎn)軸線與所述外管I的管壁相平行，當(dāng)然由于所述保持套3與所述內(nèi)管2之間滑動接觸，存在間隙，所述內(nèi)管2的旋轉(zhuǎn)軸線實際上在內(nèi)管2旋轉(zhuǎn)時會發(fā)生微小的變動，由于誤差很小，可以看做是理想狀態(tài)下內(nèi)管2的旋轉(zhuǎn)軸線與外管中心軸線或外管I的管壁相平行。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)5啟動時，通過第一傳