[发明专利]一种全角度旋转的机器人关节

说明书

本发明涉及一种全角度旋转的机器人关节，包括：关节外壳；设置在关节外壳中的动力输入部分，所述动力输入部分包括与动力装置连接的动力输入轴和与所述动力输入轴的端部配合的动力输入锥齿轮；至少一部分设置在关节外壳中的动力输出部分，所述动力输出部分包括动力输出轴和与所述动力输出轴配合的动力输出锥齿轮；其中，所述动力输入轴的轴线与所述动力输出轴的轴线垂直，所述动力输入锥齿轮与所述动力输出锥齿轮啮合。本发明的方案中，使得在足式机器人的大腿组件和小腿组件之间安装该机器人关节，能够实现足式机器人的最后一个关节任意角度旋转。

技术领域

本发明一般涉及一种机器人关节，涉及一种全角度旋转的机器人关节，属于移动机器人技术领域。

背景技术

当前移动机器人的运动机构主要采用轮式机构、履带式机构、足式(或腿式)机构以及它们的复合机构等形式。然而，轮式机器人难以充分满足复杂环境条件下的应用需求，而且越障方面的表现极差。履带式机器人有较强的环境适应能力，但是能耗相当的大，使用范围也相当有限。因此，足式机器人就逐渐凸显出其优越性，对环境的要求较低，有较强的越障能力，能耗适中，但是运动控制方面具有一定的复杂性。

随着移动机器人技术的不断发展，对机器人的运动灵活性要求越来越高，尤其是在足式机器人领域。然而目前的足式机器人各个关节的运动角度及其有限，仅能够实现小角度范围内的旋转运动，这无疑极大的限制了足式机器人的应用场景。

考虑到复杂环境下作业的移动机器人系统的功能需求，在越障的同时可以更加的灵活移动，因此需要一种更加灵活的腿部运动关节和腿部结构，更便于实现越障和操作控制。

发明内容

本发明提供一种全角度旋转的机器人关节，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。能够实现机器人关节输出端的全角度旋转，从而带动机器人小腿组件进行任意角度的运动，降低其控制的复杂性，提升整个机器人的运动灵活性。

本发明的技术方案为一种全角度旋转的机器人关节，包括：关节外壳；设置在关节外壳中的动力输入部分，所述动力输入部分包括与动力装置连接的动力输入轴和与所述动力输入轴的端部配合的动力输入锥齿轮；至少一部分设置在关节外壳中的动力输出部分，所述动力输出部分包括动力输出轴和与所述动力输出轴配合的动力输出锥齿轮；其中，所述动力输入轴的轴线与所述动力输出轴的轴线垂直，所述动力输入锥齿轮与所述动力输出锥齿轮啮合。

进一步，所述关节外壳包括：具有多个安装孔的圆盘部，所述安装孔用于与机器人的构件固定连接；从所述圆盘部延伸的圆筒部；平行布置的第一分叉部和第二分叉部，所述第一分叉部和第二分叉部通过平板部与所述圆筒部连接，其中，所述动力输出轴由所述第一分叉部和第二分叉部支撑，且所述动力输出轴的输出端伸出所述第一分叉部，其中，所述第一分叉部和所述第二分叉部的中间线与所述圆筒部的中轴线平行且具有距离，使得所述第一分叉部比第二分叉部更远离所述圆筒部的中轴线。

进一步，所述动力输入轴的端部通过键与所述动力输入锥齿轮配合，所述圆筒部包括环形的内凸起、沟槽和设在所述内凸起和所述沟槽之间的内轴承孔，所述动力输入部分包括：动力输入端轴承，所述动力输入端轴承的内圈与所述动力输入轴进行配合；设置在所述沟槽的挡圈，以限定所述动力输入端轴承的外圈在所述内轴承孔中配合；设置在所述动力输入轴的端部与所述动力输入端轴承之间的动力输入端轴套；与所述动力输入轴的端部固定连接的动力输入端盖，以限定所述动力输入锥齿轮和所述动力输入端轴套一起抵靠所述动力输入端轴承的内圈。