机器人手臂及具有其的机器人的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人手臂。本实用新型还涉及一种机器人。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.随着机器人产业的不断发展，各种陪伴、娱乐、卡通等机器人越来越多的参与到人们的生活工作中，由于陪伴、娱乐、卡通类机器人工作场景为开放且贴近使用者，机器人在与众人互动时跳舞、挥手臂，都可能会与人有较亲密的接触，在此情况下，如何防止机器人手臂接触到人体能停止，且对人打击力不造成疼痛感成为非常关键的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是至少解决现有技术中机器人使用时机器人手臂可能对人造成伤害的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型的第一方面提出了一种机器人手臂，所述机器人手臂包括：
6.手臂单元；
7.驱动单元，所述驱动单元包括用于驱动所述手臂单元转动的输出端；
8.阻尼单元，所述阻尼单元包括同轴设置的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件以相互摩擦的方式连接，所述第一连接件与所述驱动单元的所述输出端连接，所述第二连接件与所述手臂单元连接；
9.控制单元，所述控制单元包括控制器和用于监测所述第一连接件的位置以及所述第二连接件的位置的传感器，所述控制器与所述传感器和所述驱动单元均电连接。
10.本实用新型提出的机器人手臂在原机器人手臂基础上增设阻尼单元连接手臂单元和驱动单元，在无人或物遮挡时，驱动单元通过阻尼单元传递作用下带动手臂单元前后摆动；手臂单元在遇人或物遮挡时，阻尼单元的第一连接件和第二连接件方式相对滑动，在控制单元检测到阻尼单元内发生相对滑动时，控制单元控制驱动单元缓慢转动，当人或物撤离对机器人手臂遮挡时，阻尼单元消除相对滑动，控制单元检测到阻尼单元无相对滑动时，驱动单元带动手臂单元恢复正常运动状态。
11.另外，根据本实用新型的机器人手臂，还可具有如下附加的技术特征：
12.在本实用新型的一些实施例中，所述第一连接件包括与所述输出端连接的至少一个摩擦盘，所述第二连接件包括固定螺钉和与所述固定螺钉连接的至少一个摩擦片，所述固定螺钉与所述手臂单元连接，所述摩擦盘与所述摩擦片以相互摩擦的方式连接。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述阻尼单元还包括摩擦力调节机构，所述摩擦力调节机构与所述固定螺钉连接，所述调节机构通过调节施加在所述摩擦片上的轴向力进而调节所述摩擦片与所述摩擦盘之间的摩擦力。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述摩擦力调节机构包括套设于所述固定螺钉的
外侧的调节螺母和碟形弹簧，所述碟形弹簧的轴向一端与所述摩擦片抵接，所述碟形弹簧的轴向另一端与所述调节螺母抵接，所述调节螺母以可滑动的方式套设于所述固定螺钉的外侧。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述摩擦力调节机构还包括套设于所述固定螺钉的外侧的限位片，所述限位片包括圆盘板和环设于所述圆盘板的外缘的限位板，所述碟形弹簧卡接在所述限位板围成的区域内。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述摩擦盘的数量为一个，所述摩擦片的数量为两个，所述两个摩擦片同轴间隔设置，所述摩擦盘夹设于所述两个摩擦片之间，并且所述摩擦盘的两端分别与所述两个摩擦片以相互摩擦的方式连接。
17.在本实用新型的一些实施例中，所述驱动单元包括伺服电机，所述输出端为所述伺服电机的输出轴。
18.在本实用新型的一些实施例中，所述手臂单元包括手臂主体和与所述手臂主体连接的旋转轴，所述旋转轴与所述第二连接件连接。
19.在本实用新型的一些实施例中，所述摩擦力调节机构还包括套设于所述固定螺钉的外侧的垫圈，所述垫圈夹设于碟形弹簧和所述调节螺母之间。
20.本实用新型的第二方面提出了一种机器人，所述机器人包括：
21.机器人主体；
22.至少一个机器人手臂，所述机器人手臂为本实用新型第一方面提出的机器人手臂，所述机器人手臂安装于所述机器人主体。
23.本实用新型的第二方面提出的机器人具有和本实用新型第一方面提出的机器人手臂相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
24.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本
25.实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
26.图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的机器人的结构示意图；
27.图2示意性地示出了图1中a部的局部剖视示意图；
28.附图中各标记表示如下：
29.100：机器人；
30.10：驱动单元；
31.20：阻尼单元、21：摩擦片、22：摩擦盘、23：固定螺钉、24：调节螺母、25：碟形弹簧、26：限位片、27：垫圈；
32.30：手臂单元、31：旋转轴、32：手臂主体。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实
施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
35.尽管可以在文中使用术语、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
36.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
37.如图1至2所示，本实用新型的第一方面提出了一种机器人手臂，机器人手臂包括手臂单元30、驱动单元10、阻尼单元20和控制单元，驱动单元10包括用于驱动手臂单元30转动的输出端，阻尼单元20包括同轴设置的第一连接件和第二连接件，第一连接件与第二连接件以相互摩擦的方式连接，第一连接件与驱动单元10的输出端连接，第二连接件与手臂单元30连接，控制单元包括控制器和用于监测第一连接件的位置以及第二连接件的位置的传感器，控制器与传感器和驱动单元10均电连接。
38.本实用新型提出的机器人手臂在原机器人手臂基础上增设阻尼单元20连接手臂单元30和驱动单元10，在无人或物遮挡时，驱动单元10通过阻尼单元20传递作用下带动手臂单元30前后摆动；手臂单元30在遇人或物遮挡时，阻尼单元20的第一连接件和第二连接件方式相对滑动，在控制单元检测到阻尼单元20内发生相对滑动时，控制单元控制驱动单元10缓慢转动，当人或物撤离对机器人手臂遮挡时，阻尼单元20消除相对滑动，控制单元检测到阻尼单元20无相对滑动时，驱动单元10带动手臂单元30恢复正常运动状态。
39.当机器人手臂遇人或物遮挡时，手臂单元30受阻碍停止转动，驱动单元10继续旋转，与手臂单元30连接的第二连接件和与驱动单元10连接的第一连接件发生相对滑动旋转，控制单元检测到阻尼单元20内部发生相对滑动，控制驱动单元10超低速缓慢转动；当人或物撤离对手臂遮挡时，手臂单元30恢复旋转，与手臂单元30连接的第二连接件和第一连
接件之间的相对旋转滑动消失，控制第一检测到阻尼第一内部无相对滑动，驱动单元10正常旋转运动，驱动单元10通过阻尼单元20带动手臂单元30同步正常自主运动。
40.在本实用新型的一些实施例中，第一连接件包括与输出端连接的至少一个摩擦盘22，摩擦盘22可以是不锈钢摩擦盘22，耐用性好，第二连接件包括固定螺钉23和与固定螺钉23连接的至少一个摩擦片21，固定螺钉23与手臂单元30连接，摩擦盘22与摩擦片21以相互摩擦的方式连接。通过设置摩擦片21与摩擦盘22摩擦连接实现阻尼效果，在手臂单元30受阻碍时能够及时停止运动，摩擦片21与摩擦盘22之间的摩擦力根据实际情况进行预先设定。
41.在本实用新型的一些实施例中，阻尼单元20还包括摩擦力调节机构，摩擦力调节机构用于调节摩擦片21与摩擦盘22之间的摩擦力。根据不同情况调节摩擦力调节机构，提高适应性。
42.阻尼单元还包括摩擦力调节机构，摩擦力调节机构与固定螺钉23连接，调节机构通过调节施加在摩擦片21上的轴向力的方式调节摩擦片21与摩擦盘22之间的摩擦力。
43.在本实用新型的一些实施例中，摩擦力调节机构包括套设于固定螺钉23的外侧的调节螺母24和碟形弹簧25，碟形弹簧25的轴向一端与摩擦片21抵接，碟形弹簧25的轴向另一端与调节螺母24抵接，调节螺母24以可滑动的方式套设于固定螺钉23的外侧。通过旋转调节螺母24压紧碟形弹簧25，进而调节摩擦片21与摩擦盘22之间的摩擦力，整体结构简单适用性好。
44.在本实用新型的一些实施例中，摩擦力调节机构还包括套设于固定螺钉23的外侧的限位片26，限位片26包括圆盘板和环设于圆盘板的外缘的限位板，碟形弹簧25卡接在限位板围成的区域内。通过设置限位片26避免碟形弹簧25发生滑动。
45.在本实用新型的一些实施例中，摩擦盘22的数量为一个，摩擦片21的数量为两个，两个摩擦片21同轴间隔设置，摩擦盘22夹设于两个摩擦片21之间，并且摩擦盘22的两端分别与两个摩擦片21以相互摩擦的方式连接。通过两个摩擦片21夹持摩擦盘22，对其轴向方向进行巧妙地限位，提高了装置的紧凑度。
46.在本实用新型的一些实施例中，驱动单元10包括伺服电机，输出端为伺服电机的输出轴。伺服电机结构简单，使用寿命长，且伺服电机能够根据控制单元的指令执行复杂的运行模式。
47.在本实用新型的一些实施例中，手臂单元30包括手臂主体32和与手臂主体32连接的旋转轴31，旋转轴31与第二连接件连接。通过旋转轴31与第二连接件连接，结构简单紧凑。
48.在本实用新型的一些实施例中，摩擦力调节机构还包括套设于固定螺钉23的外侧的垫圈27，垫圈27夹设于碟形弹簧25和调节螺母24之间，通过设置垫圈27减小碟形弹簧25的磨损。
49.本实用新型的第二方面提出了一种机器人100，机器人100包括：
50.机器人主体；
51.至少一个机器人手臂，机器人手臂为本实用新型第一方面提出的机器人手臂，机器人手臂安装于机器人主体。
52.本实用新型的第二方面提出的机器人100具有和本实用新型第一方面提出的机器
人手臂相同的有益效果，在此不再赘述。
53.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。