连接臂、机械臂和机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及一种连接臂、机械臂和机器人。

背景技术：

随着经济的发展，技术的更新，机械臂在工业生产中的运用越来越广泛。现有技术中，机械臂的整体负载性能较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种连接臂，该连接臂能够有效改善负载性能较差的问题。

本实用新型的目的在于提供了一种机械臂，包括上述提到的连接臂，并且具有该连接臂的全部功能。

本实用新型的目的在于还提供了一种机器人，包括上述提到的机械臂，并且具有该机械臂的全部功能。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供一种连接臂，用于机械臂，所述机械臂包括机体，所述连接臂包括第一臂体、第一驱动装置和减速机构，所述第一臂体的两端分别设置有第一传动部和第二传动部，所述第一传动部用于绕第一转动轴心线可转动的连接于所述机体，所述第一驱动装置通过所述减速机构与所述第二传动部传动连接，所述第二传动部用于与作业轴传动连接，所述第一驱动装置和所述减速机构均与所述第一臂体连接，且所述第一驱动装置和所述减速机构相对于所述第二传动部靠近所述第一传动部。

在可选的实施方式中，所述减速机构位于所述第一驱动装置和所述第二传动部之间，且所述减速机构相对于所述第二传动部靠近所述第一驱动装置。

在可选的实施方式中，所述减速机构包括相互连接且同轴设置的第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮的直径大于所述第二传动轮的直径，所述第一传动轮和所述第二传动轮均绕第二转动轴心线可转动的连接于所述第一臂体，所述第一传动轮与所述第一驱动装置传动连接，所述第二传动轮与所述第二传动部传动连接。

在可选的实施方式中，所述第二转动轴心线与所述第一转动轴心线平行，所述第一转动轴心线、所述第二转动轴心线和所述作业轴的轴线位于同一平面。

在可选的实施方式中，所述减速机构还包括连接轴，所述连接轴的轴线与所述第二转动轴心线重合，所述连接轴绕所述第二转动轴心线可转动的连接于所述第一臂体，所述第一传动轮和所述第二传动轮分别固定在所述连接轴的两端。

在可选的实施方式中，所述第一传动轮与所述连接轴可拆卸连接，所述第二传动轮与所述连接轴一体成型形成齿轮轴。

在可选的实施方式中，所述减速机构还包括紧固件，所述第一传动轮上设置有第一孔，所述连接轴上设置有第二孔，所述第一孔和所述第二孔的深度方向与所述连接轴的轴向相同，所述紧固件用于依次穿过所述第一孔和所述第二孔，以使所述第一传动轮与所述连接轴相对固定。

在可选的实施方式中，所述连接臂还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述第二传动部传动连接，所述第二驱动装置与所述第一臂体连接，且所述第二驱动装置相对于所述第二传动部靠近所述第一传动部。

在可选的实施方式中，所述第一驱动装置的重心和所述第二驱动装置的重心均位于第一预设平面内，所述第一预设平面为与所述第一转动轴心线垂直的平面；

所述第一驱动装置的重心到所述第一转动轴心线的距离等于所述第二驱动装置的重心到所述第一转动轴心线的距离。

在可选的实施方式中，所述第一转动轴心线与所述作业轴的轴线平行，所述第一驱动装置的重心和第二驱动装置的重心关于第二预设平面对称设置；

所述第二预设平面过所述第一转动轴心线和所述作业轴的轴线。

在可选的实施方式中，所述减速机构包括相互连接且同轴设置的第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和所述第二传动轮均绕第二转动轴心线可转动的连接于所述第一臂体；

所述第二传动部包括花键螺母和丝杆螺母，所述花键螺母和所述丝杆螺母均用于与所述作业轴传动配合；

所述连接臂还包括第一同步带、第二同步带和第三同步带，所述第一传动轮通过所述第一同步带与所述第一驱动装置的输出轴传动连接，所述第二传动轮通过所述第二同步带与所述花键螺母传动配合，所述第二驱动装置的输出轴通过所述第三同步带与所述丝杆螺母传动配合。

在可选的实施方式中，所述花键螺母位于所述丝杆螺母的下方。

第二方面，本实用新型实施例提供一种机械臂，包括机体、作业轴和上述提到的连接臂，所述第一传动部绕第一转动轴心线可转动的连接于所述机体，所述第二传动部与所述作业轴传动连接。

在可选的实施方式中，所述机械臂还包括第二臂体，所述第二臂体的两端分别设置有第三传动部和第四传动部，所述第三传动部绕所述第一转动轴心线可转动的连接于所述第一传动部，所述第四传动部绕第三转动轴心线可转动的连接于所述机体。

在可选的实施方式中，所述机械臂还包括与所述第二臂体连接的第三驱动装置，所述第三驱动装置与所述第三传动部传动连接，且所述第三驱动装置相对于所述第四传动部靠近所述第三传动部。

在可选的实施方式中，所述机械臂还包括第四驱动装置，所述第四驱动装置与所述第二臂体连接，所述第四驱动装置与所述第四传动部传动连接，且所述第四驱动装置相对于所述第三传动部靠近所述第四传动部。

在可选的实施方式中，所述机械臂还包括连接筒，所述连接筒的两端绕所述连接筒的轴线分别与所述第一传动部和所述第三传动部转动连接，所述第一转动轴心线与所述连接筒的轴线重合。

第三方面，本实用新型实施例提供一种机器人，包括上述提到的机械臂。

本实用新型实施例的有益效果包括，例如：

本实用新型实施例提供了一种连接臂，第一驱动装置和减速机构相对于第二传动部靠近第一传动部，使得第一臂体相对于机体转动的过程中，第一驱动装置和减速机构的离心作用减弱，从而能够降低第一驱动装置和减速机构对第一臂体的负载作用，从而增大了第一臂体在作业过程中承受更多其它负载的能力，有效的改善了负载性能较差的问题。

本实用新型实施例还提供了一种机械臂，包括上述提到的连接臂，同样能够改善负载性能较差的问题。

本实用新型实施例还提供了一种机器人，包括上述提到的机械臂，同样能够改善负载性能较差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机械臂的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的连接臂的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一传动轮、第二传动轮和连接轴连接的结构示意图。

图标：1-连接臂；11-第一臂体；111-第一传动部；112-第二传动部；1121-花键螺母；1122-丝杆螺母；12-第一驱动装置；13-减速机构；131-第一传动轮；1311-第一孔；132-第二传动轮；133-连接轴；1331-第二孔；134-紧固件；135-底座；136-轴承；137-卡环；138-垫片；14-第一转动轴心线；15-第二驱动装置；16-第二转动轴心线；17-第一同步带；18-第二同步带；19-第三同步带；2-机械臂；21-机体；22-作业轴；23-第二臂体；231-第三传动部；232-第四传动部；24-第三驱动装置；25-第四驱动装置；26-连接筒；27-第三转动轴心线。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供了一种机械臂2，该机械臂2包括机体21、作业轴22和连接臂1，连接臂1可转动的连接于机体21，作业轴22与连接臂1连接，连接臂1用于带动作业轴22进行正常作业。

请参照图1和图2，具体的，本实施例还提供了一种连接臂1，该连接臂1包括第一臂体11、第一驱动装置12和减速机构13，第一臂体11的两端分别设置有第一传动部111和第二传动部112，第一传动部111用于绕第一转动轴心线14可转动的连接于机体21，第一驱动装置12通过减速机构13与第二传动部112传动连接，第二传动部112用于与作业轴22传动连接，第一驱动装置12和减速机构13均与第一臂体11连接，且第一驱动装置12和减速机构13相对于第二传动部112靠近第一传动部111。

需要说明的是，在本实施例中，第一传动部111绕第一转动轴心线14相对于机体21转动的过程中，能够使得第一臂体11整体绕第一转动轴心线14相对于机体21转动。

可以理解的是，第一驱动装置12和减速机构13相对于第二传动部112靠近第一传动部111，使得第一臂体11在相对于机体21转动的过程中，第一驱动装置12和减速机构13的离心作用减弱，从而能够降低第一驱动装置12和减速机构13对第一臂体11的负载作用，从而增大了第一臂体11在作业过程中承受更多其它负载的能力，有效的改善了连接臂1负载性能较差的问题。

需要说明的是，在本实施例中，第一驱动装置12选用电机。第一驱动装置12通过减速机构13与第二传动部112传动连接，减速机构13能够降低第二传动部112的转速，提高第二传动部112的扭矩。

具体的，请参照图2，在本实施例中，减速机构13位于第一驱动装置12和第二传动部112之间，且减速机构13相对于第二传动部112靠近第一驱动装置12。

可以理解的是，这样的设置方式，既能够方便第一驱动装置12与第二传动部112之间的传动连接，同时，也能够在第一臂体11相对于机体21转动过程中，尽可能的减弱减速机构13受到的离心作用，提高连接臂1整体的负载性能。

值得注意的是，在其它实施例中，第一驱动装置12与减速机构13可以互换位置。

另外，请参照图2，在本实施例中，连接臂1还包括第二驱动装置15，第二驱动装置15与第二传动部112传动连接，第二驱动装置15与第一臂体11连接，且第二驱动装置15相对于第二传动部112靠近第一传动部111。

需要说明的是，在本实施例中，第一驱动装置12和第二驱动装置15分别控制作业轴22做不同的运动(后文进行详细叙述)。在其它实施例中，第一驱动装置12和第二驱动装置15也可以是间隔工作，控制作业轴22进行相同的运动。

可以理解的是，第二驱动装置15相对于第二传动部112靠近第一传动部111，使得第一臂体11在相对于机体21转动的过程中，第二驱动装置15受到的离心作用减弱，从而能够降低第二驱动装置15对第一臂体11的负载作用，增大第一臂体11在作业过程中承受更多其它负载的能力，有效的改善了连接臂1负载性能较差的问题。

需要说明的是，在本实施例中，第二驱动装置15也选用电机。

具体的，请参照图2，在本实施例中，第一驱动装置12的重心和第二驱动装置15的重心均位于第一预设平面内，第一预设平面为与第一转动轴心线14垂直的平面。第一驱动装置12的重心到第一转动轴心线14的距离等于第二驱动装置15的重心到第一转动轴心线14的距离。

可以理解的是，这样的设置方式能够在第一臂体11相对于机体21转动的过程中，使得第一驱动装置12和第二驱动装置15受到的离心作用相同，从而使得第一臂体11运行更加稳定。

另外，在本实施例中，第一转动轴心线14与作业轴22的轴线平行，第一驱动装置12的重心和第二驱动装置15的重心关于第二预设平面对称设置。第二预设平面过第一转动轴心线14和作业轴22的轴线。

这样，在第一臂体11相对于机体21转动过程中，连接臂1的整体对称性能更好，不容易出现倾斜的情况。

可以理解的是，在本实施例中，第一预设平面与第二预设平面垂直。

值得注意的是，在其它实施例中，减速机构13、第一驱动装置12和第二驱动装置15之间可以互换位置。

在其它实施例中，也可以不选用第二驱动装置15，可以将减速机构13放置在本实施例中第二驱动装置15放置的位置，即可以是减速机构13的重心和第一驱动装置12的重心均位于第一预设平面内，第一驱动装置12的重心到第一转动轴心线14的距离等于减速机构13的重心到第一转动轴心线14的距离。

请参照图1-图3，在本实施例中，减速机构13包括相互连接且同轴设置的第一传动轮131和第二传动轮132，第一传动轮131的直径大于第二传动轮132的直径，第一传动轮131和第二传动轮132均绕第二转动轴心线16可转动的连接于第一臂体11，第一传动轮131与第一驱动装置12传动连接，第二传动轮132与第二传动部112传动连接。

请参照图1和图2，在本实施例中，第二转动轴心线16与第一转动轴心线14平行，第一转动轴心线14、第二转动轴心线16和作业轴22的轴线位于同一平面。

可以理解的是，在本实施例中，第一转动轴心线14、第二转动轴心线16和作业轴22的轴线均位于第二预设平面内。在第一臂体11相对于机体21转动的过程中，这样的设置方式使得连接臂1的整体对称性能更好，不容易出现倾斜的情况。

需要说明的是，在本实施例中，第一传动轮131和第二传动轮132均为同步带轮，第一驱动装置12的输出轴上也设置有同步带轮，第一传动轮131与第一驱动装置12输出轴上的同步带轮之间通过同步带传动连接，第二传动轮132与第二传动部112之间也通过同步带传动连接。

需要说明的是，在其它实施例中，第一传动轮131和第二传动轮132也可以选用齿轮。

可以理解的是，在本实施例中，第一传动轮131的直径大于第二传动轮132的直径，第一驱动装置12输出轴上的同步带轮作为一级减速中的主动轮，第一传动轮131作为一级减速中的从动轮，第二传动轮132作为二级减速中的主动轮，第二传动部112作为二级减速中的从动部。

具体的，请参照图2，在本实施例中，第二传动部112包括花键螺母1121和丝杆螺母1122，花键螺母1121与减速机构13传动配合，丝杆螺母1122与第二驱动装置15传动配合，且花键螺母1121和丝杆螺母1122均用于与作业轴22传动配合。

可以理解的是，在本实施例中，作业轴22上设置有与花键螺母1121配合的花键，以及与丝杆螺母1122配合的螺纹。

值得注意的是，在本实施例中，第一驱动装置12单独工作时，第一驱动装置12通过减速机构13和花键螺母1121能够驱动作业轴22绕自身的轴线转动的同时，还能使作业轴22沿作业轴22的轴向运动。第二驱动装置15单独工作时，第二驱动装置15通过丝杆螺母1122能够驱动作业轴22仅沿作业轴22的轴向运动。当第一驱动装置12与第二驱动装置15的输出轴同时工作且转动方向相反时，能够使得作业轴22仅绕自身的轴线转动。

具体的，请参照图2和图3，在本实施例中，连接臂1还包括第一同步带17、第二同步带18和第三同步带19，第一传动轮131通过第一同步带17与第一驱动装置12的输出轴传动连接，第二传动轮132通过第二同步带18与花键螺母1121传动配合，第二驱动装置15的输出轴通过第三同步带19与丝杆螺母1122传动配合。

可以理解的是，在本实施例中，第一传动轮131与第一驱动装置12的输出轴之间并未设置多余的齿轮、同步轮等结构，能够有效的简化传动结构，节省空间。类似的，在本实施例中，第二传动轮132与花键螺母1121之间也没有设置多余的齿轮、同步轮等结构，第二驱动装置15的输出轴与丝杆螺母1122之间也没有设置多余的齿轮、同步轮等结构，能够进一步简化传动结构，节省空间。

另外，请参照图2，在本实施例中，花键螺母1121位于丝杆螺母1122的下方。

需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。

例如，在本实施例中，连接臂1在图2的放置状态下，花键螺母1121位于丝杆螺母1122的下方。

需要说明的是，在本实施例中，作业轴22的下端用于连接产品或工具进行加工作业。也就是说，在本实施例中，作业轴22的下端用于承受负载。而花键螺母1121承受负载的能力强于丝杆螺母1122，因此，在本实施例中，将花键螺母1121设置在丝杆螺母1122的下方，能够更好的承受负载，降低丝杆螺母1122出现损伤的概率。

请参照图3，在本实施例中，减速机构13还包括连接轴133，连接轴133的轴线与第二转动轴心线16重合，连接轴133绕第二转动轴心线16可转动的连接于第一臂体11，第一传动轮131和第二传动轮132分别固定在连接轴133的两端。

可以理解的是，在本实施例中，第一传动轮131和第二传动轮132同轴且套装在连接轴133上。第一传动轮131转动时，能够带动连接轴133转动，从而带动第二传动轮132转动。

在其它实施例中，也可以不选用连接轴133，第一传动轮131和第二传动轮132直接同时绕第二转动轴心线16可转动的连接于第一臂体11。

具体的，在本实施例中，第二传动轮132与连接轴133一体成型形成齿轮轴，能够提高第二传动轮132与连接轴133之间的连接强度。

另外，在本实施例中，第一传动轮131与连接轴133可拆卸连接，方便第一传动轮131的安装和更换。同时，当第一传动轮131或连接轴133出现故障时，可以对连接轴133或第一传动轮131单独进行更换，能够有效的降低成本。

具体的，请参照图3，在本实施例中，减速机构13还包括紧固件134，第一传动轮131上设置有第一孔1311，连接轴133上设置有第二孔1331，第一孔1311和第二孔1331的深度方向与连接轴133的轴向相同，紧固件134用于依次穿过第一孔1311和第二孔1331，以使第一传动轮131与连接轴133相对固定。

需要说明的是，在本实施例中，紧固件134选用螺钉。在其它实施例中，紧固件134也可以选用螺栓、销钉等。

需要说明的是，在本实施例中，第一孔1311为光孔，方便加工制造，同时，也方便紧固件134直接穿过第一孔1311进入到第二孔1331内。第二孔1331为螺纹孔，紧固件134用于穿过第一孔1311并与第二孔1331螺纹配合，从而使得第一传动轮131与连接轴133相对固定。

当然了，在其它实施例中，也可以是第一孔1311为螺纹孔，第二孔1331为光孔。也可以是第一孔1311和第二孔1331均为螺纹孔。

需要说明的是，在本实施例中，第一传动轮131与连接轴133通过平键连接，使得第一传动轮131能够带动连接轴133转动，从而带动第二传动轮132转动。

需要说明的是，在本实施例中，该减速机构13还包括垫片138，垫片138套设在紧固件134上，并且垫片138与第一传动轮131抵接。该垫片138用于降低第一传动轮131相对于紧固件134出现松动的概率。

请参照图3，该减速机构13还包括底座135，底座135与第一臂体11连接，底座135上设置有用于安装轴承136的安装孔。即在本实施例中，该底座135用于作为轴承座。

需要说明的是，请参照图3，在本实施例中，该减速机构13还包括卡环137，卡环137套设于连接轴133，并且卡环137与轴承136抵接，用于改善轴承136容易出现移位的问题。

请参照图1，在本实施例中，机械臂2还包括第二臂体23，第二臂体23的两端分别设置有第三传动部231和第四传动部232，第三传动部231绕第一转动轴心线14可转动的连接于第一传动部111，第四传动部232绕第三转动轴心线27可转动的连接于机体21。

在本实施例中，第二臂体23能够增大该机械臂2的作业半径，有利于作业轴22的加工作业。

需要说明的是，请参照图1，本实施例中，第一转动轴心线14与第三转动轴心线27平行。

请参照图1，在本实施例中，机械臂2还包括与第二臂体23连接的第三驱动装置24，第三驱动装置24与第三传动部231传动连接，且第三驱动装置24相对于第四传动部232靠近第三传动部231。

在本实施例中，第三驱动装置24用于驱动第三传动部231绕第一转动轴心线14相对于第一传动部111转动。

可以理解的是，第三驱动装置24相对于第四传动部232靠近第三传动部231，使得第三传动部231相对于第一传动部111转动的过程中，第三驱动装置24受到的离心作用减弱，从而能够降低第三驱动装置24对第二臂体23的负载作用，从而增大了第二臂体23在作业过程中承受更多其它负载的能力，增强了机械臂2整体的负载性能。

请参照图1，机械臂2还包括第四驱动装置25，第四驱动装置25与第二臂体23连接，第四驱动装置25与第四传动部232传动连接，且第四驱动装置25相对于第三传动部231靠近第四传动部232。

在本实施例中，第四驱动装置25用于驱动第四传动部232绕第三转动轴心线27相对于机体21转动。

类似的，第四驱动装置25相对于第三传动部231靠近第四传动部232，使得第四传动部232相对于机体21转动的过程中，第四驱动装置25受到的离心作用减弱，能够进一步增大第二臂体23在作业过程中承受更多其它负载的能力，从而增强机械臂2整体的负载性能。

需要说明的是，在本实施例中，第三驱动装置24与第四驱动装置25均选用电机。

请参照图1，机械臂2还包括连接筒26，连接筒26的两端绕连接筒26的轴线分别与第一传动部111和第三传动部231转动连接，第一转动轴心线14与连接筒26的轴线重合。

可以理解的是，在本实施例中，连接筒26能够增加第一臂体11和第二臂体23之间的距离，从而使得第一臂体11和第二臂体23之间形成用于安装第三驱动装置24的容纳空间。

需要说明的是，在其它实施例中，第一传动部111与第三传动部231也可以直接连接。

本实施例还提供了一种机器人，包括上述提到的机械臂2，可以理解的是，该机器人还可以包括控制器、风扇等，控制器用于控制第一驱动装置12、第二驱动装置15、第三驱动装置24和第四驱动装置25等，风扇可用于对控制器进行吹风冷却。

以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。