專利名稱：?jiǎn)巫杂啥刃D(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人部件，具體的說是涉及一種用于構(gòu)建模塊化機(jī)器人的
單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊。屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的技術(shù)越來越高，品種越來越多，所能夠完成 的動(dòng)作也越來越復(fù)雜。目前，可供用戶拼裝的教育娛樂機(jī)器人，通常采用一個(gè)集中控制器、 多個(gè)伺服舵機(jī)、一系列結(jié)構(gòu)連接件及其它傳感器等單元組成，各單元間通過電纜連接，這種 應(yīng)用方式存在拆裝繁瑣、擴(kuò)展能力相對(duì)有限等問題，未能完全滿足用戶的使用需求。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于教育娛樂的拆裝方 便、控制及擴(kuò)展靈活度高的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊。 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 —種單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于包括支撐架、舵機(jī)殼體、舵機(jī)底板、鎖緊
鉤、舵機(jī)、法蘭盤及電路板，所述的舵機(jī)安裝在舵機(jī)殼體中，舵機(jī)底板和舵機(jī)殼體固定連接，
鎖緊鉤活動(dòng)地夾在舵機(jī)底板與舵機(jī)殼體之間；在舵機(jī)殼體的兩端分別伸出支承軸和舵機(jī)的
輸出軸，所述的支撐架的兩側(cè)通過法蘭盤和螺釘安裝在支承軸和舵機(jī)輸出軸上，在支撐架
的上端設(shè)有與鎖緊鉤配合的鎖緊臺(tái)階；包含有控制單元的電路板分別安裝在舵機(jī)底板的下
端和支撐架的上端，在電路板上分別設(shè)有電極觸點(diǎn)，兩塊電路板之間通過電纜進(jìn)行連接。 前述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于在舵機(jī)底板和支撐架的側(cè)邊分別設(shè)有
連接傳感模塊或分支結(jié)構(gòu)件的擴(kuò)展接口 。 前述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于舵機(jī)底板和支撐架側(cè)邊的擴(kuò)展接口分 別為4個(gè)。 前述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述的電極觸點(diǎn)為多組。 前述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述的電極觸點(diǎn)為彈片電極。 前述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于還包括兩個(gè)固定鎖緊鉤，所述的固定
鎖緊鉤設(shè)置在舵機(jī)底板的下側(cè)，在支撐架的上端設(shè)有與固定鎖緊鉤配合的鎖緊臺(tái)階。 前述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述的支撐架上的鎖緊臺(tái)階為8個(gè)，
八個(gè)鎖緊臺(tái)階分兩組在相互垂直的方向上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性分布。 本實(shí)用新型的技術(shù)效果是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊使機(jī)器人裝配拆卸簡(jiǎn)便快 捷，免工具；裝配過程同時(shí)實(shí)現(xiàn)電氣連接，無需插拔電纜；模塊中包含控制單元，擴(kuò)展性強(qiáng)， 控制靈活度高。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)立體圖。[0014] 圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)爆炸圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中的鎖緊臺(tái)階的分布示意圖； 圖4為圖3中的D-D向局部剖視圖； 圖5為圖3中的B-B向局部剖視圖。 圖中標(biāo)號(hào)含義如下 1、舵機(jī)底板2、鎖緊鉤3、舵機(jī)殼體4、支撐架5、電路板 6、彈片電極7、電纜 8、舵機(jī) 9、法蘭盤
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。 圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)立體圖。圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)爆炸圖。 如圖所示，本實(shí)用新型的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，包括支撐架4、舵機(jī)殼體3、舵機(jī) 底板1、鎖緊鉤2、舵機(jī)8、法蘭盤9及電路板5，舵機(jī)8安裝在舵機(jī)殼體3中，舵機(jī)底板1和 舵機(jī)殼體3固定連接。圖示的為一種固定方式，在舵機(jī)底板1的上側(cè)設(shè)有倒剌IO，在舵機(jī)殼 體3上對(duì)應(yīng)地設(shè)有倒剌孔，舵機(jī)底板1和舵機(jī)殼體3通過倒剌10固定連接為一體。當(dāng)然也 可以由其它的固定方式。 鎖緊鉤2活動(dòng)地夾在舵機(jī)底板1與舵機(jī)殼體3之間，鎖緊鉤2可以采用彈性結(jié)構(gòu)， 在不受外力時(shí)，其上所含彈性機(jī)構(gòu)將頭部鉤狀結(jié)構(gòu)往中間推緊，組成連接鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖緊 開關(guān)。在舵機(jī)殼體3的兩端分別伸出支承軸和舵機(jī)8的輸出軸，支撐架4的兩側(cè)通過法蘭盤 9和螺釘安裝在支承軸和舵機(jī)8的輸出軸上，形成單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，通過舵機(jī)8的驅(qū)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)舵機(jī)殼體3和支撐架54的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 在支撐架4的上端設(shè)有與鎖緊鉤2配合的鎖緊臺(tái)階，可以與另一個(gè)模塊上舵機(jī)底 板1上的鎖緊鉤2配合，將兩個(gè)模塊鎖緊在一起，實(shí)現(xiàn)連接功能。并且通過鎖緊鉤2可以實(shí) 現(xiàn)相鄰模塊間的快速對(duì)接和鎖緊，從而實(shí)現(xiàn)了模塊化機(jī)器人的快速拆裝。 包含有控制單元的電路板5分別安裝在舵機(jī)底板1的下端和支撐架4的上端，在 電路板5上分別設(shè)有電極觸點(diǎn)，兩塊電路板5之間通過電纜7進(jìn)行連接。對(duì)接時(shí)，兩個(gè)模塊 上的電極觸點(diǎn)相互對(duì)應(yīng)接觸，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人旋轉(zhuǎn)模塊與旋轉(zhuǎn)模塊、旋轉(zhuǎn)模塊與其他模 塊的電源及通信互聯(lián)。包含在電路板5中的控制單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，并通過電 纜、電路板與外部其它模塊進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作同步與行為協(xié)調(diào)。這樣就不需要集中控制 器，在模塊外部也就沒有了電纜，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和控制，方便拆裝。 在舵機(jī)底板1和支撐架4的側(cè)邊分別設(shè)有連接傳感模塊或分支結(jié)構(gòu)件的擴(kuò)展接 口 ，可連接分支結(jié)構(gòu)件或傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)分支結(jié)構(gòu)件或傳感器模塊與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊的電 氣連接和機(jī)械連接。擴(kuò)展接口可以設(shè)置4個(gè)，一邊一個(gè)，可以連接多個(gè)外部模塊，擴(kuò)展性強(qiáng)， 控制靈活度高。 電極觸點(diǎn)為多組，為了增強(qiáng)接觸效果，電極觸點(diǎn)可以采用彈片電極6，也可以采用 其他的形式。 為了便于安裝和拆卸，在舵機(jī)底板1上還包括兩個(gè)固定鎖緊鉤，固定鎖緊鉤設(shè)置
在舵機(jī)底板1的下側(cè)，在支撐架4的上端設(shè)有與固定鎖緊鉤配合的鎖緊臺(tái)階。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中的鎖緊臺(tái)階的分布示意圖；圖4為圖3中的D-D向局部剖視圖；圖5為圖3中的B-B向局部剖視圖。 為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊之間在兩個(gè)垂直方向上的連接，運(yùn)動(dòng)單元II上設(shè)有八個(gè)鎖緊 臺(tái)階，分別為鎖緊臺(tái)階221、222、223、224、226、227、228和229，鎖緊鉤2可與另一個(gè)關(guān)節(jié)模 塊上的八個(gè)鎖緊臺(tái)階相互連接鎖緊。為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)節(jié)模塊之間可以具備兩個(gè)正交方向的 連接方式，八個(gè)鎖緊臺(tái)階分兩組在相互垂直的方向上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性分布。 模塊間對(duì)接拆卸的具體操作為把一個(gè)關(guān)節(jié)模塊上兩個(gè)固定鎖緊鉤扣入另一關(guān)節(jié) 模塊上的鎖緊臺(tái)階223、224，再將鎖緊鉤2分別扣入另一關(guān)節(jié)模塊上的鎖緊臺(tái)階221、222， 兩個(gè)關(guān)節(jié)模塊就實(shí)現(xiàn)了平行方向的對(duì)接。同理將上述鎖緊臺(tái)階221、222、223及224對(duì)應(yīng)換 成226、227、228及229即可實(shí)現(xiàn)相鄰模塊間的垂直連接。這樣就使得兩個(gè)模塊可以在水平 和垂直方向上連接，增加了連接的多樣性。機(jī)械連接同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電氣連接。拆卸時(shí)，只 需按住鎖緊鉤2，然后依次將鎖緊鉤從另一個(gè)模塊上的鎖緊臺(tái)階中卸下，即可實(shí)現(xiàn)模塊的拆 卸。 上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所 獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于包括支撐架、舵機(jī)殼體、舵機(jī)底板、鎖緊鉤、舵機(jī)、法蘭盤及電路板，所述的舵機(jī)安裝在舵機(jī)殼體中，舵機(jī)底板和舵機(jī)殼體固定連接，鎖緊鉤活動(dòng)地夾在舵機(jī)底板與舵機(jī)殼體之間；在舵機(jī)殼體的兩端分別伸出支承軸和舵機(jī)的輸出軸，所述的支撐架的兩側(cè)通過法蘭盤和螺釘安裝在支承軸和舵機(jī)輸出軸上，在支撐架的上端設(shè)有與鎖緊鉤配合的鎖緊臺(tái)階；包含有控制單元的電路板分別安裝在舵機(jī)底板的下端和支撐架的上端，在電路板上分別設(shè)有電極觸點(diǎn)，兩塊電路板之間通過電纜進(jìn)行連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于在舵機(jī)底板和支撐架的 側(cè)邊分別設(shè)有連接傳感模塊或分支結(jié)構(gòu)件的擴(kuò)展接口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于舵機(jī)底板和支撐架側(cè)邊 的擴(kuò)展接口分別為4個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述的電極觸點(diǎn)為多組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述的電極觸點(diǎn)為 彈片電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于還包括兩個(gè)固定鎖緊 鉤，所述的固定鎖緊鉤設(shè)置在舵機(jī)底板的下側(cè)，在支撐架的上端設(shè)有與固定鎖緊鉤配合的 鎖緊臺(tái)階。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述的支撐架上的鎖緊 臺(tái)階為8個(gè)，八個(gè)鎖緊臺(tái)階分兩組在相互垂直的方向上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性分布。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種單自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于包括鎖緊鉤、電路板等，舵機(jī)安裝在舵機(jī)殼體中，舵機(jī)底板和舵機(jī)殼體固定連接，鎖緊鉤活動(dòng)地夾在舵機(jī)底板與舵機(jī)殼體之間；在舵機(jī)殼體的兩端分別伸出支承軸和舵機(jī)的輸出軸，所述的支撐架的兩側(cè)通過法蘭盤和螺釘安裝在支承軸和舵機(jī)輸出軸上，在支撐架的上端設(shè)有與鎖緊鉤配合的鎖緊臺(tái)階；包含有控制單元的電路板分別安裝在舵機(jī)底板的下端和支撐架的上端，在電路板上分別設(shè)有電極觸點(diǎn)，兩塊電路板之間通過電纜進(jìn)行連接。本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊使機(jī)器人裝配拆卸簡(jiǎn)便快捷，免工具；裝配過程同時(shí)實(shí)現(xiàn)電氣連接，無需插拔電纜；模塊中包含控制單元，擴(kuò)展性強(qiáng)，控制靈活度高。
文檔編號(hào)B25J17/00GK201544236SQ20092025619
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者張厚祥, 張建偉, 程勝, 肖飛雨, 謝之柱 申請(qǐng)人:昆山市工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司