一种头部回转结构、头部结构以及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种头部回转结构、头部结构以及机器人。


背景技术：

2.随着人工智能技术的飞速发展，机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，拥有移动能力的机器人逐渐进入更多领域，为人们提供各种服务。多种场景下，机器人可以完成餐饮运送，医疗物品运送、垃圾运送等低技术而又重复性的工作，运送类机器人行业正在快速发展。
3.现有技术中机器人的头部只能进行俯仰摆动，无法进行水平摆动，从而缩小机器人工作范围，降低机器人工作效率。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种头部回转结构、头部结构以及机器人，以解决现有技术中机器人头部结构无法实现水平转动的技术问题。
5.(一)技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种头部回转结构，包括：
7.驱动组件；
8.主动轮组件，一端与所述驱动组件的输出端相连接；
9.从动轮组件，与头部结构相连接，且外壁面通过同步带与所述主动轮组件传动连接；
10.其中，在所述驱动组件的作用下，所述主动轮组件带动从动轮组件进行回转运动，以驱动所述头部结构进行水平摆动。
11.可选的，所述头部回转结构还包括：保护壳，所述主动轮组件和从动轮组件分别通过轴承组件转动安装于所述保护壳内。
12.可选的，所述驱动组件通过安装座安装于所述保护壳内，所述驱动组件与所述安装座之间还通过限位结构紧固连接。
13.可选的，所述限位结构包括：相配合的定位片和定位槽，所述定位片设置于所述驱动组件的外壁面上，所述定位槽设置于所述安装座内。
14.可选的，所述从动轮组件内还设置有用于限制从动轴转动角度的角度限位结构。
15.可选的，所述角度限位结构包括：相配合的第一回转止挡和第二回转止挡，所述第一回转止挡和第二回转止挡之间呈预设角度设置。
16.可选的，所述预设角度为钝角。
17.为实现上述目的，本实用新型第二方面提供了一种头部结构，包括：头部组件、颈部组件以及如前述任一项所述的头部回转结构，所述颈部组件的一端与所述头部组件转动连接，另一端与所述头部回转结构转动连接。
18.可选的，所述颈部组件内贯穿有过线孔。
19.可选的，所述头部组件内设有俯仰驱动结构，以驱动所述头部组件进行俯仰动作。
20.为实现上述目的，本实用新型第三方面提供了一种机器人，包括：主体以及如前述任一项所述的头部结构，所述头部结构转动连接于所述主体上。
21.(二)有益效果
22.本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
23.本实用新型提供了一种头部回转结构、头部结构以及机器人，该头部回转结构包括：驱动组件；主动轮组件，一端与所述驱动组件的输出端相连接；
24.从动轮组件，与头部结构相连接，且外壁面通过同步带与所述主动轮组件传动连接；其中，在所述驱动组件的作用下，所述主动轮组件带动从动轮组件进行回转运动，以驱动所述头部结构进行水平摆动；当机器人头部需要进行水平摆动时，只需驱动驱动组件进行正转或反转即可，此时，在驱动组件的作用下，所述主动轮组件带动从动轮组件进行同步顺时针或逆时针转动，以驱动所述头部结构进行向右或向左摆动；从而扩大机器人工作范围，有效提高机器人工作效率。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
27.图1是本实用新型中头部回转结构的俯视图；
28.图2是本实用新型中头部回转结构的剖视图；
29.图3是本实用新型中头部结构的剖视图；
30.图4是本实用新型中头部结构的立体图。
31.图中：1、驱动组件；2、主动轮组件；3、从动轮组件；4、保护壳；5、安装座；6、定位片；7、第一回转止挡；8、第二回转止挡； 9、头部组件；10、颈部组件；11、过线孔；12、俯仰驱动结构；13、同步带。
具体实施方式
32.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
34.由于现有技术中机器人的头部只能进行俯仰摆动，无法进行水平摆动，因此，当需要机器人进行水平方向(即机器人的左右方向)进行检测时，机器人只能通过万向轮组件移动至水平方向上需要检测的位置，上述操作过程繁琐，导致机器人工作效率低下；因此，为
了解决上述技术问题，如图1
‑
图4所示，本技术提供一种机器人，包括：主体以及头部结构，头部结构转动连接于主体上，下面对商服机器人进行举例说明。
35.下面结合附图对头部结构进行详细说明：
36.如图1
‑
图4所示，本技术提供一种头部结构，包括：头部组件9、颈部组件10以及头部回转结构，颈部组件10的一端与头部组件9转动连接，另一端与头部回转结构转动连接；为了便于对头部结构进行维修或更换，优选的，头部回转结构与主体之间通过安装结构可拆卸连接，具体的，上述安装结构包括：相配合的第一安装件和第二安装件，第一安装件和第二安装件其中之一，安装于头部回转结构靠近主体一侧的壁面上，另一个安装于主体上，在一个具体的实施例中，第一安装件设置为第一磁吸件，第二安装件设置为第二磁吸件，本实施例中，头部回转结构与主体采用磁吸配合进行连接，一方面可以保证头部回转结构与主体可拆卸连接，另一方面可以保证头部回转结构与主体连接时，既可以保证两者机械稳定连接，又可以保证两者电性连接，从而保证设置于主体内的控制器与头部结构的通信连通，当然，上述磁吸配合仅是安装结构一个具体的实施例，本技术中未对安装结构的具体结构进行限定，只要可以实现头部回转结构与主体可拆卸连接的结构均属于本技术的保护范围。
37.在一个优选的实施例中，上述头部回转结构包括：
38.驱动组件1；
39.具体的，驱动组件1可以设置为驱动电机或者舵机等，优选的，驱动组件1设置为无刷电机，本技术中未对驱动组件1的具体结构进行限定，只要可以提供动力源的结构均适用于本技术，均属于本技术的保护范围。
40.主动轮组件2，一端与驱动组件1的输出端相连接；
41.从动轮组件3，与头部结构相连接，且外壁面通过同步带13与主动轮组件2传动连接；
42.具体的，如图3所示，从动组件的上壁面与颈部组件10相连接，为了保证连接稳定性，可以采用固定连接，或者为了保证对头部结构进行维修与更换，可以采用螺栓等进行可拆卸连接。
43.其中，在驱动组件1的作用下，主动轮组件2带动从动轮组件3 进行回转运动，以驱动头部结构进行水平摆动。
44.具体工作过程如下：
45.当机器人头部结构需要沿着水平方向向右摆动时，只需驱动驱动组件1进行正转即可，具体的，当驱动组件1正转时，将给予主动轮组件2一个顺时针驱动力，此时，主动轮组件2将在上述顺时针驱动力的作用下，沿着水平方向进行顺时针转动，由于主动轮组件2与从动轮组件3通过同步带13进行连接，因此，从动轮组件3将跟随主动轮组件2同步进行顺时针转动，从而驱动与从动轮组件3相连接的头部结构进行顺时针转动，以实现机器人头部结构沿着水平方向向右摆动；
46.同理的，当机器人头部结构需要沿着水平方向向左摆动时，只需驱动驱动组件1进行反转即可，具体的，当驱动组件1反转时，将给予主动轮组件2一个逆时针驱动力，此时，主动轮组件2将在上述逆时针驱动力的作用下，沿着水平方向进行逆时针转动，由于主动轮组件2与从动轮组件3通过同步带13进行连接，因此，从动轮组件3 将跟随主动轮组件2同步进
行逆时针转动，从而驱动与从动轮组件3 相连接的头部结构进行逆时针转动，以实现机器人头部结构沿着水平方向向左摆动；综上，采用本方案的回转结构可以实现头部结构沿着水平方向记性左右摆动，从而扩大机器人工作范围，有效提高机器人工作效率。
47.当驱动组件1设置为无刷电机时，无刷电机的输出端与从动轮组件3相连接，当无刷电机进行正转或反转时，将给予主动轮组件2一个顺时针或逆时针驱动力，此时，主动轮组件2将在上述顺时针或逆时针驱动力的作用下，沿着水平方向进行顺时针或逆时针转动，由于主动轮组件2与从动轮组件3通过同步带13进行连接，因此，从动轮组件3将跟随主动轮组件2同步进行顺时针或逆时针转动，从而驱动与从动轮组件3相连接的头部结构进行顺时针或逆时针转动，以实现机器人头部结构沿着水平方向向右或向左摆动。
48.同理的，当驱动组件1设置为舵机时，舵机的输出端与从动轮组件3相连接，当舵机进行正转或反转时，将给予主动轮组件2一个顺时针或逆时针驱动力，此时，主动轮组件2将在上述顺时针或逆时针驱动力的作用下，沿着水平方向进行顺时针或逆时针转动，由于主动轮组件2与从动轮组件3通过同步带13进行连接，因此，从动轮组件3将跟随主动轮组件2同步进行顺时针或逆时针转动，从而驱动与从动轮组件3相连接的头部结构进行顺时针或逆时针转动，以实现机器人头部结构沿着水平方向向右或向左摆动。
49.上述实施例中，可以通过控制无刷电机或舵机等驱动组件1的输出角度，以对机器人头部结构沿着水平方向向右或向左的摆动角度进行限定，优选的，头部结构向左或向右摆动的角度分别为60
°
当然，具体的摆动角度可以根据需要进行实时调节，具体调节过程为现有技术，故不在此做过多赘述。
50.根据本实用新型的一个实施例，为了对内部组件进行保护，优选的，头部回转结构还包括：保护壳4，主动轮组件2和从动轮组件3 分别通过轴承组件转动安装于保护壳4内；具体的，当控制头部结构转动的控制器安装于主体时，为了保证头部结构与控制器的通信连接，保护壳4则对应的设置为两端开口的桶装结构；而当控制头部结构转动的控制器安装于头部结构内时，为了保证头部结构与控制器的通信连接，保护壳4则对应的设置为顶端开口的桶装结构；本实施例中，保护壳4设置为顶端开口的桶装结构；主动轮组件2通过轴承组件安装于保护壳4内，优选的，轴承组件设置为交叉滚子轴承，以及用于支撑交叉滚子轴承的交叉滚子轴承座；从动轮组件3通过轴承组件安装于保护壳4内，优选的，轴承组件设置为滑动轴承，以及用于支撑滑动轴承，的滑动轴承座，上述实施例仅为举例说明，本技术中未对轴承组件的具体结构进行限定，其他结构均适用于本技术，均属于本技术的保护范围。
51.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，驱动组件1通过安装座5安装于保护壳4内，为了避免驱动组件1与安装座5之间发生相对转动，以影响安装座5对驱动组件1的支撑效果，驱动组件1与安装座5之间还通过限位结构紧固连接；具体的，限位结构包括：相配合的定位片6和定位槽，定位片6设置于驱动组件1的外壁面上，定位槽设置于安装座5内，优选的，限位结构设置为多个，相对应的，定位片6和定位槽则对应亦设置为多个，示例性的，定位片6和定位槽均设置为三个，三个定位片6凸设于驱动组件1的外壁面上，三个定位槽开设于安装座5与驱动组件1配合的壁面上，并且为了保证定位片6与定位槽连接的稳定性，优选的，定位槽的形状与定位片6的形状相适配，当驱动组件1与安装座5进行装配时，每个定位片6对应插入对应的定位槽内，从而实现将驱动组件1稳定固定在安装座5 内，而不会与固定座发生相对转动。
52.根据本实用新型的一个实施例，为了进一步实现对头部结构沿水平方向摆动角度进行限定，从动轮组件3内还设置有用于限制从动轴转动角度的角度限位结构；具体的，角度限位结构包括：相配合的第一回转止挡7和第二回转止挡8，第一回转止挡7和第二回转止挡8 之间呈预设角度设置；具体的，从动轮组件3的从动轴安装于第一回转止挡7和第二回转止挡8之间，也就是说，从动轴设置于预设角度范围内；优选的，预设角度为钝角，示例性的，预设角度为140
°
，从而实现头部结构向右或向左摆动的角度范围为60
°
；示例性的，回转止挡设置有条状结构，两个条状结构之间形成的范围即为从动轴转动的范围，当驱动组件1通过主动轮驱动组件和从动轮驱动组件驱动头部结构进行向右摆动时，若从动轴与第二回转止挡8接触时，则说明此时头部结构已向右转动至最大角度，同理的，当驱动组件1通过主动轮驱动组件和从动轮驱动组件驱动头部结构进行向左摆动时，若从动轴与第二回转止挡8接触时，则说明此时头部结构已向左转动至最大角度；当然，头部结构向右或向左摆动的角度范围可以根据机器人工作需要进行预先设计，即对第一回转止挡7与第二回转止挡8 之间的角度进行对应调整即可，本实施例中，未对头部结构向右或向左摆动的角度范围以及具体结构进行限定，只要可以实现上述效果的结构均适用于本技术，均属于本技术的保护范围。
53.根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，为了保证头部回转结构与设置于头部组件9内的控制器进行通信连通，颈部组件10内贯穿有过线孔11，装配时，头部回转结构的连接导线将经由过线孔 11与设置于头部组件9内的控制器通信连通；优选的，过线孔11的尺寸略小于颈部组件10，便于多个连接导线同时通过。
54.根据本实用新型的一个实施例，为了扩大机器人工作范围，头部组件9内设有俯仰驱动结构12，以驱动头部组件9进行俯仰动作，示例性的，俯仰驱动结构12设置为俯仰驱动电机，俯仰驱动电机与控制器通信连通，且俯仰驱动电机输出轴上的输出齿轮与竖直齿轮相啮合，用于驱动头部组件9进行俯仰运动，优选的，头部组件9的向上运动的角度为20
°
，且头部组件9的向下运动的角度为
‑
10
°
，并且俯仰角度速度为度/秒，该旋转速度可以根据控制器的指令进行调整；优选的，俯仰驱动电机与控制器是通过rs8通讯连接的，本实施例中，未对俯仰驱动结构12的具体结构进行限定，只要可以实现上述效果的结构均适用于本技术，例如，俯仰驱动结构12可以设置为俯仰舵机，因此，上述结构均属于本技术的保护范围。
55.在一个优选的实施例中，俯仰驱动电机的外侧连接有减速箱，且俯仰驱动电机设置为伺服电机。
56.使用时，当需要头部结构进行俯仰操作时，则根据待检测的位置控制器向俯仰驱动电机发送控制指令，实现对俯仰驱动电机的俯仰控制，具体的，俯仰驱动电机顺时针转动，将通过竖直齿轮带动头部组件9相对颈部组件10进行仰视运动，相反的，俯仰驱动电机逆时针转动，将通过竖直齿轮带动头部组件9相对颈部组件10进行俯视运动。
57.而当需要头部结构进行沿水平方向的左右摆动操作时，则根据待检测的位置控制器向驱动组件1发送控制指令，实现对驱动组件1的左右摆动进行控制，具体的，当舵机进行正转或反转时，将给予主动轮组件2一个顺时针或逆时针驱动力，此时，主动轮组件2将在上述顺时针或逆时针驱动力的作用下，沿着水平方向进行顺时针或逆时针转动，由于主动轮组件2与从动轮组件3通过同步带13进行连接，因此，从动轮组件3将跟随主动轮组件2同步进行顺时针或逆时针转动，从而驱动与从动轮组件3相连接的头部结构进行顺时针或逆时
针转动，以实现机器人头部结构沿着水平方向向右或向左摆动。
58.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
59.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
60.而且，术语“包括”、“包含”和“具有”以及他们的任何变形或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
61.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
62.以上仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改和变化对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。