执行机构及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及一种执行机构及机器人。


背景技术：

2.近年来，在农业、勘测、畜牧业等领域，因机器人具有自主无人驾驶、多场景使用、作业效率高等优点，机器人的无人化作业得到了快速发展，引起了多方关注，例如多关节工业机器人。
3.现有技术中，机器人的机械臂在作业过程中，其作业范围容易受到限制，降低了作业效率。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种执行机构及机器人，其能够提高机器人的作业效率。
5.本实用新型的实施例可以这样实现：
6.本实用新型的实施例提供了一种执行机构，其包括：
7.电路板；
8.旋转驱动件，所述旋转驱动件和所述电路板电连接；
9.连接板，所述连接板具有相互间隔的驱动端和执行端，所述驱动端和所述旋转驱动件连接，所述执行端用于安装受电元件；
10.滑环，所述滑环安装于所述驱动端，所述滑环和所述受电元件电连接；
11.执行导线，所述执行导线的一端与所述滑环电连接，所述执行导线的另一端用于电连接所述受电元件；以及
12.传导线，所述传导线的一端和所述电路板电连接，所述传导线的另一端和所述滑环电连接。
13.可选地，所述执行机构还包括受电元件，所述受电元件安装于所述执行端，且与所述执行导线电连接。
14.可选地，所述执行机构还包括执行件，所述受电元件为驱动电机，所述执行件和所述受电元件连接，所述受电元件用于驱动所述执行件转动。
15.可选地，所述旋转驱动件为空心轴电机，所述旋转驱动件的空心轴和所述驱动端固定连接，所述旋转驱动件的空心轴内限定出传导线通道，所述传导线穿设于所述传导线通道。
16.可选地，所述传导线通道的中心线和所述连接板垂直。
17.可选地，所述执行机构还包括固定壳体，所述固定壳体连接于所述旋转驱动件远离所述驱动端的一侧，所述电路板安装于所述固定壳体远离所述旋转驱动件的一侧；
18.所述固定壳体上设有穿设通孔，所述传导线依次穿设于所述穿设通孔以及所述传导线通道。
19.可选地，所述穿设通孔的中心线和所述传导线通道的中心线共轴。
20.可选地，所述执行机构还包括连接件，所述连接件固定连接于所述固定壳体的周缘。
21.可选地，所述连接件的数目为多个，多个所述连接件间隔设置。
22.可选地，所述连接件为套筒，所述连接件的中心线所在的平面和所述连接板平行。
23.可选地，所述固定壳体为金属壳体。
24.可选地，所述执行机构还包括固定盖体，所述固定盖体盖合于所述固定壳体上，所述固定盖体和所述固定壳体共同限定出容置腔室，所述电路板位于所述容置腔室内。
25.可选地，所述固定盖体上设有外部导线孔，所述外部导线孔和所述容置腔室连通，所述外部导线孔用于和外部连接线配合，以封堵所述外部导线孔。
26.可选地，所述执行机构还包括外部连接线，所述外部连接线配合于所述外部导线孔，且所述外部连接线和所述电路板电连接。
27.可选地，所述执行导线固定连接于所述连接板远离所述旋转驱动件的一侧。
28.本实用新型的实施例还提供了一种机器人，包括机械臂主体以及上述的执行机构，所述旋转驱动件和所述机械臂主体连接。
29.本实用新型实施例的执行机构及机器人的有益效果包括，例如：
30.本实用新型的实施例提供了一种执行机构，可以应用于机器人，其包括电路板、旋转驱动件、连接板、滑环、执行导线以及传导线，旋转驱动件和电路板电连接，连接板具有相互间隔的驱动端和执行端，驱动端和旋转驱动件连接，执行端用于安装受电元件，滑环安装于驱动端，滑环和受电元件电连接，执行导线的一端与滑环电连接，执行导线的另一端用于电连接受电元件，传导线的一端和电路板电连接，传导线的另一端和滑环电连接。其中，旋转驱动件可以安装到机器人的机械臂主体上，同时，旋转驱动件用于驱使驱动端转动，进而带动执行端进行周向运动，受电元件可以为机械臂的作业末端，例如采摘抓手，由于设置了滑环，用于将执行导线和传导线电连接，因此，连接板在转动的过程中，传导线并不会发生扭曲或者缠绕，以使安装在执行端的受电元件可以沿一个方向超过360度进行旋转，扩大了机器人的作业范围，提高了作业效率。
31.本实用新型的实施例还提供了一种机器人，包括机械臂主体以及上述的执行机构，旋转驱动件和机械臂主体连接，该机器人扩大了作业范围，提高了作业效率。
附图说明
32.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它相关的附图。
33.图1为本实用新型的实施例中提供的执行机构的示意图；
34.图2为本实用新型的实施例中提供的执行机构的局部剖视图；
35.图3为本实用新型的实施例中提供的执行件轨迹的示意图。
36.图标：1000-执行机构；100-电路板；200-旋转驱动件；210-空心轴；201-传导线通道；300-连接板；310-驱动端；320-执行端；400-受电元件；500-滑环；600-传导线；700-固定壳体；701-穿设通孔；800-连接件；900-固定盖体；901-容置腔室；902-外部导线孔；10-外部
连接线；20-执行导线；30-执行件；a-执行件轨迹。
具体实施方式
37.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。
38.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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.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。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
43.近年来，在农业、勘测、畜牧业等领域，因机器人具有自主无人驾驶、多场景使用、作业效率高等优点，机器人的无人化作业得到了快速发展，引起了多方关注，例如多关节工业机器人。现有技术中，机器人的机械臂在作业过程中，其作业范围容易受到限制，降低了作业效率。
44.例如由于电机在驱动作业末端的机械臂转动的过程中，作业末端上会挂载执行单元，执行单元如机械手，与执行单元的连接的导线，容易在作业末端的机械臂转动过程中，发生缠绕或者扭曲。
45.因此，对于作业末端上的执行单元的作业范围需要进行限位，如采用卡块或限位机构，以及也可以采用控制器控制电机旋转角度，这样就导致了机械臂末端的执行单元的作业范围较小以及降低了作业效率，一般作业范围不能超过360度，同时，如果执行单元顺时针旋转至旋转角度为350度的位置进行作业后，下一作业位置为旋转角度为10度的位置，此处执行单元只能逆时针旋转到旋转角度为10度的位置，路径较长，降低了作业效率。
46.有鉴于此，请参考图1-图3，本实用新型的实施例中提供的执行机构1000及机器人可以解决这一问题，接下来将对其进行详细的描述。
47.本实用新型的实施例提供了一种机器人，机器人可以为多关节工业机器人，该机器人包括机械臂主体(图未示)以及执行机构1000，机械臂主体为多关节机械臂，该执行机构1000可以安装在机械臂主体的末端位置，以用于田间或者果园作业，例如采摘水果、修剪枝叶等，其可以提高机器人的作业范围以及效率。
48.其中，以图1中的相对位置进行说明，图1中示出的上下左右前后方向可以理解为在图1中的相对位置，或者以该产品常规放置时所处的相关位置关系。
49.该执行机构1000包括电路板100、旋转驱动件200、连接板300、滑环500、执行导线20、受电元件400、执行件30以及传导线600，旋转驱动件200和电路板100电连接，电路板100和机械臂主体上的电控单元电连接，以便于对执行机构1000进行控制。
50.例如启动旋转驱动件200或向受电元件400供电，旋转驱动件200可以和机械臂主体固定连接，以将执行机构1000安装到机械臂主体的末端，同时，该旋转驱动件200用于驱动连接板300进行转动。
51.其中，连接板300具有相互间隔的驱动端310和执行端320，即驱动端310在连接板300的右端，执行端320在连接板300的左端，连接板300可以采用金属制成的条形板体，以提高连接板300的结构强度，同时，连接板300上设有多个间隔的通孔，以降低连接板300自身的重量。
52.驱动端310和旋转驱动件200固定连接，受电元件400安装在执行端320，滑环500安装于驱动端310，滑环500和受电元件400电连接，执行导线20的右端与滑环500电连接，执行导线20的左端和受电元件400电连接，传导线600的上端和电路板100电连接，传导线600的下和滑环500电连接，容易理解的是，执行导线20和传导线600均可以采用常规的导电线，或者同时具有导电及数据传输的导线。
53.需要说明的是，受电元件400在本实施例中为驱动电机，执行件30为水果采摘器，驱动电机用于驱动水果采摘器转动，以实现水果采摘，当然了，在其他实施例，受电元件400还可以为电动气缸，执行件30为枝叶剪刀，以实现枝叶修剪。
54.由于设置了滑环500，用于将执行导线20和传导线600电连接，因此，连接板300及滑环500在转动的过程中，传导线600并不会发生扭曲或者缠绕，以使安装在执行端320的执行件30可以360旋转，或沿一个方向超过360度进行旋转，如图3中示出的执行件轨迹a。
55.这样，如果执行件30顺时针旋转至旋转角度为350度的位置进行作业后，下一作业位置为旋转角度为10度的位置，此处执行件30可以继续顺时针旋转至旋转角度为10度的位置，其路径最短，执行件30的转动方向不会受到限制，以最短的路径到达相应的旋转角度位置，提高了机器人的作业效率。
56.此外，由于现有技术中的机械臂的作业范围大小与关节臂长相关，臂长越长使得工作范围越大，但增加臂长会比较困难，例如需要更大输出力矩的舵机来满足要求，因此，本技术中的执行机构1000相当于偏置旋转机构，可以在不增加臂长的情况下，极大增加了作业范围。
57.在本实施例中，为了避免传导线600的长度过长以及防止传导线600缠绕到连接板300或旋转驱动件200上，旋转驱动件200为空心轴210电机，空心轴210电机的空心轴210和驱动端310固定连接，空心轴210带动驱动端310进行转动，空心轴210内限定出传导线通道201，传导线600穿设于传导线通道201。
58.具体来说，传导线通道201为圆柱通道，传导线通道201的中心线和连接板300垂直，执行导线20固定连接于连接板300远离旋转驱动件200的一侧，即执行导线20可以通过多个限位卡环固定连接在连接板300的下侧，执行导线20的延伸方向和传导线600的延伸方向垂直。
59.为了保护电路板100，执行机构1000还包括固定壳体700以及固定盖体900，固定盖体900盖合于固定壳体700上，固定盖体900和固定壳体700共同限定出容置腔室901，电路板100位于容置腔室901内，固定壳体700固定连接于旋转驱动件200远离驱动端310的一侧，其中，电路板100安装于固定壳体700远离旋转驱动件200的一侧。
60.其中，为了方便电路板100和机械臂主体上的电控单元电连接，执行机构1000还包括外部连接线10，固定盖体900上设有外部导线孔902，外部导线孔902和容置腔室901连通，外部连接线10的下端和电路板100电连接，且配合于外部导线孔902，以对外部导线孔902进行密封，在本实施例中，外部连接线10为同时具有导电及数据传输的导线。
61.此外，固定壳体700为金属壳体，以方便电路板100进行散热，固定壳体700上设有穿设通孔701，穿设通孔701的中心线和传导线通道201的中心线共轴，传导线600依次穿设于穿设通孔701以及传导线通道201。
62.且为了能够方便执行机构1000安装到机械臂主体上，执行机构1000还包括连接件800，连接件800固定连接于固定壳体700的周缘，连接件800可以为卡扣，通过卡合连接的方式连接到机械臂主体上。
63.在本实施例中，连接件800为套筒，套筒的中心线所在的平面和连接板300平行，且套筒的数目为多个，多个套筒间隔设置，具体来说，套筒的数目为三个，且均匀分布在固定壳体700的周缘，套筒和机械臂主体的轴进行配合，以实现执行机构1000和机械臂主体的连接，通过设置三个套筒，可以方便配合在机械臂主体上的不同位置或更加快捷地安装执行机构1000。
64.综上所述，该执行机构1000可以应用于机器人，该执行机构1000包括电路板100、旋转驱动件200、连接板300、滑环500、执行导线20以及传导线600，旋转驱动件200和电路板100电连接，连接板300具有相互间隔的驱动端310和执行端320，驱动端310和旋转驱动件200连接，执行端320用于安装受电元件400，滑环500安装于驱动端310，滑环500和受电元件400电连接，执行导线20的一端与滑环500电连接，执行导线20的另一端用于电连接受电元件400，传导线600的一端和电路板100电连接，传导线600的另一端和滑环500电连接。
65.其中，旋转驱动件200可以安装到机器人的机械臂主体上，同时，旋转驱动件200用于驱使驱动端310转动，进而带动执行端320进行周向运动，受电元件400可以为机械臂的作业末端，例如采摘抓手，由于设置了滑环500，用于将执行导线20和传导线600电连接，因此，连接板300在转动的过程中，传导线600并不会发生扭曲或者缠绕，以使安装在执行端320的受电元件400可以沿一个方向超过360度进行旋转，扩大了机器人的作业范围，提高了作业效率。
66.该机器人包括机械臂主体以及上述的执行机构1000，旋转驱动件200和机械臂主体连接，该机器人扩大了作业范围，提高了作业效率。
67.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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所述权利要求的保护范围为准。