本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種升降結(jié)構(gòu)及具有所述升降結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的機(jī)器人的升降結(jié)構(gòu)包括多級彼此可伸縮連接的伸縮單元，各級伸縮單元的直徑逐漸增大，隨著伸縮比的增加，升降結(jié)構(gòu)的體積也在增大。傳統(tǒng)機(jī)器人的升降結(jié)構(gòu)，若要得到較高的伸縮比，就要犧牲更多的占地面積。因此，伸縮比大于5的升降結(jié)構(gòu)，由于其體積及占地面積的限制，不適合應(yīng)用在類似機(jī)器人等工作設(shè)備環(huán)境中。

隨著工業(yè)設(shè)備小型化的發(fā)展需求，如何設(shè)計(jì)一種在有限占地面積下提升伸縮比的升降結(jié)構(gòu)，及具有該升降結(jié)構(gòu)的機(jī)器人為業(yè)界持續(xù)研究的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一款在同等占地面積的條件下，可以提供更大伸縮比的升降結(jié)構(gòu)及具有該升降結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。

一方面，本實(shí)用新型提供一種升降結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)伸縮單元，每個(gè)所述伸縮單元均包括：

底部連接件，包括框體及第一安裝部，所述框體包圍形成中空區(qū)域，所述第一安裝部從所述框體向所述中空區(qū)域內(nèi)突延伸，所述第一安裝部設(shè)有軸孔；

頂部連接件，與所述底部連接件相對間隔設(shè)置，所述頂部連接件包括主體及第二安裝部，所述主體在所述中空區(qū)域所在平面的正投影落入所述中空區(qū)域內(nèi)，所述第二安裝部從所述主體外突延伸，所述第二安裝部相對所述主體的延伸方向與所述第一安裝部相對所述框體的延伸方向相反；及

連接桿，連接在所述第一安裝部和所述第二安裝部之間；

所述連接桿穿過相鄰的所述伸縮單元的所述軸孔，以使得所述至少兩個(gè)伸縮單元依次串連套接形成依次活動連接的升降結(jié)構(gòu)，所述升降結(jié)構(gòu)處于收合狀態(tài)時(shí)，各所述伸縮單元的所述底部連接件及所述頂部連接件均依次層疊。

其中，所述框體均以一軸為中心，所述軸的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。

其中，每個(gè)所述伸縮單元中：所述連接桿、所述第一安裝部及所述第二安裝部的數(shù)量均為三個(gè)，所述三個(gè)連接桿相互間隔設(shè)置。

其中，所述框體呈封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，所述三個(gè)第一安裝部設(shè)于以所述軸為中心的圓周且等距離排布。

其中，所述主體亦呈中空結(jié)構(gòu)。

其中，所述第一安裝部與第二安裝部設(shè)于以所述軸為中心的相同半徑的圓周且對應(yīng)排布，使得所述連接桿垂直連接于所述頂部連接件及所述底部連接件。

其中，還包括驅(qū)動裝置、設(shè)置于各伸縮單元的滑輪和驅(qū)動線，所述滑輪包括設(shè)于各伸縮單元之底部連接件的第一滑輪，以及對應(yīng)第一滑輪設(shè)于部分或全部頂部連接件的第二滑輪，驅(qū)動線依次繞過伸縮單元的第一滑輪、第二滑輪，通過第二滑輪依次繞過相鄰伸縮單元的第一滑輪、第二滑輪，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述驅(qū)動線的伸縮。

其中，各所述伸縮單元包括多個(gè)第一滑輪及對應(yīng)的第二滑輪；所述多個(gè)第一滑輪分別對應(yīng)所述第一安裝部設(shè)置，所述第二滑輪分別對應(yīng)所述第二安裝部設(shè)置，各所述伸縮單元對應(yīng)的所述第一滑輪、第二滑輪分別通過一所述驅(qū)動線連接。

其中，所述第一安裝部設(shè)有第一開口槽，所述第一開口槽的開口朝向所述中空區(qū)域，所述第二安裝部設(shè)有第二開口槽，所述第二開口槽的開口朝向所述主體的外側(cè)，所述滑輪安裝在所述第一開口槽和所述第二開口槽內(nèi)，所述驅(qū)動線在所述底部連接件和所述頂部連接件之間延伸。

另一方面，本實(shí)用新型還提供一種機(jī)器人，所述機(jī)器人包括前述升降結(jié)構(gòu)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例包括頂部連接件的主體在底部連接件中空區(qū)域所在平面的正投影落入所述中空區(qū)域內(nèi)，通過連接桿穿過相鄰的所述伸縮單元的所述軸孔，以使得所述至少兩個(gè)伸縮單元依次串連套接形成依次活動連接的升降結(jié)構(gòu)。該升降結(jié)構(gòu)各級伸縮單元的尺寸(例如直徑)一致。因此本實(shí)用新型提供的升降結(jié)構(gòu)在同等占地面積的條件下，可以提供更大的伸縮比。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中的升降結(jié)構(gòu)的立體示意圖，升降結(jié)構(gòu)處于收合狀態(tài)。

圖2是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中的升降結(jié)構(gòu)的一個(gè)伸縮單元的立體示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中的升降結(jié)構(gòu)的立體示意圖，升降結(jié)構(gòu)處于展開狀態(tài)。

圖4是滑輪及驅(qū)動線連接的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1和圖3，本實(shí)用新型提供的升降結(jié)構(gòu)100，包括至少兩個(gè)伸縮單元10依次套接、且層疊設(shè)置，且各伸縮單元10的尺寸一致。圖1所示的實(shí)施例中，伸縮單元10的數(shù)量為7個(gè)，即升降結(jié)構(gòu)100可以實(shí)現(xiàn)7級伸縮比。

請參閱圖2，每個(gè)伸縮單元10均包括底部連接件12、頂部連接件14和連接桿16。底部連接件12包括框體122及第一安裝部124，框體122包圍形成中空區(qū)域121，第一安裝部124從框體122向中空區(qū)域121內(nèi)突延伸，第一安裝部124設(shè)有軸孔1242。頂部連接件14與底部連接件12相對間隔設(shè)置，頂部連接件14包括主體142及第二安裝部144，主體142在中空區(qū)域121所在平面的正投影落入中空區(qū)域121范圍內(nèi)，第二安裝部144從主體142外突延伸。第二安裝部144相對主體142的延伸方向與第一安裝部124相對框體122的延伸方向相反，當(dāng)框體122和主體142均呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，二者的延伸方向分別是朝向中心(徑向向內(nèi))及朝向圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外部(徑向向外)。連接桿16連接在第一安裝部124和第二安裝部144之間。具體的，該伸縮單元10的連接桿16穿過相鄰伸縮單元10的軸孔1242，且該連接桿16的兩端分別固定連接于該伸縮單元10對應(yīng)的第一安裝部124、第二安裝部144。以使得至少兩個(gè)伸縮單元10依次串連套接形成依次活動連接的升降結(jié)構(gòu)。升降結(jié)構(gòu)100處于收合狀態(tài)時(shí)(如圖1所示)，各伸縮單元10的底部連接件12及頂部連接件14分別依次層疊，各第二安裝部144在頂部連接件14的外圍呈螺旋上升或階梯上升狀分布，當(dāng)頂部連接件14的主體142呈環(huán)狀時(shí)，各第二安裝部144呈螺旋上升，當(dāng)頂部連接件14的主體142呈直形桿狀時(shí)，各第二安裝部144呈階梯上升。

一種實(shí)施方式中，框體122均以一軸A為中心，軸A的延伸方向與連接桿16的延伸方向相同。圖2所示的實(shí)施例中，框體122呈圓環(huán)狀，第一安裝部124從框體內(nèi)緣向中心突出。

中空區(qū)域121的面積大于頂部連接件14的面積，也就是說頂部連接件14的外輪廓可以在中空區(qū)域121內(nèi)部形成，這樣在制作底部連接件12和頂部連接件14的過程中，可以在同一塊板材上，同時(shí)形成底部連接件12和頂部連接件14，即有利于保證加工精度，還能夠節(jié)約成本。而且升降結(jié)構(gòu)中的各伸縮單元10的結(jié)構(gòu)都是相同的，利于生產(chǎn)、方便維修及組裝。

可以理解的是，本實(shí)用新型之升降結(jié)構(gòu)100中的框體122和主體142的形狀并不限于該具體示例的形態(tài)，還可以包括半圓或弧形或線型或其組合圍構(gòu)的中空結(jié)構(gòu)。只要伸縮單元10的第一安裝部124和第二安裝部144用于連接連接桿16的區(qū)域落入同一圓周即可。即第一安裝部124與第二安裝部144設(shè)于以軸A為中心的相同半徑的圓周且對應(yīng)排布，使得連接桿16垂直連接于頂部連接件14及底部連接件12。即各連接桿16依據(jù)軸A的延伸方向的投影落入同一圓周。

該示例中，每個(gè)升降結(jié)構(gòu)10中：連接桿16、第一安裝部124及第二安裝部144的數(shù)量均為三個(gè)，三個(gè)連接桿16相互間隔設(shè)置。

該框體122呈封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，三個(gè)第一安裝部124以軸A為中心同心圓周等距離排布。三個(gè)第一安裝部124、三個(gè)連接桿16及三個(gè)第二安裝部144彼此配合，呈三角形分布，使得升降結(jié)構(gòu)100具有穩(wěn)定性，及提高使用壽命。

該主體142由三段弧形圍構(gòu)成中空的類圓環(huán)結(jié)構(gòu)。這樣主體142和框體122都呈中空結(jié)構(gòu)，使得升降結(jié)構(gòu)100整體呈中空狀，中空的區(qū)域便于走線布局，升降結(jié)構(gòu)100應(yīng)用在機(jī)器人中時(shí)，機(jī)器人的電氣連接的線纜可以穿過升降結(jié)構(gòu)100的中空區(qū)域，有利于節(jié)約機(jī)器人的整體體積。

進(jìn)一步的，當(dāng)相鄰伸縮單元10對應(yīng)的第二安裝部144彼此鄰近，也就是各連接桿16之間盡量靠近設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)方式可以使得升降結(jié)構(gòu)100在有限的底部連接件的尺寸范圍內(nèi)，盡可能多地提高伸縮單元10的數(shù)量，使得具有更大的伸縮比。

如圖3所示，各連接桿16以軸A為中心排布在同一個(gè)圓周上，底部連接件12的尺寸越大，各連接桿16所在的圓周的直徑越大，升降結(jié)構(gòu)100可包括的伸縮單元10的數(shù)量就越多，升降結(jié)構(gòu)100的伸縮比越大。軸A為伸縮單元10的軸心，即各個(gè)框體122呈圓環(huán)狀，且各框體122的環(huán)心落在軸A上。各個(gè)主體142亦呈圓環(huán)狀，且各主體142的環(huán)心落在軸A上。

請結(jié)合圖4，升降機(jī)構(gòu)100還包括驅(qū)動裝置20、滑輪17和驅(qū)動線18?；?7包括設(shè)于各伸縮單元10的底部連接件12的第一滑輪172，以及對應(yīng)第一滑輪172設(shè)于部分或全部頂部連接件14的第二滑輪174。驅(qū)動線18依次繞過伸縮單元10的第一滑輪172、第二滑輪174，通過第二滑輪174后再依次繞過相鄰伸縮單元10的第一滑輪172、第二滑輪174，以此類推纏繞驅(qū)動線18。驅(qū)動裝置20用于驅(qū)動驅(qū)動線18的伸縮。從而牽動伸縮單元10之間連接桿16于軸孔1242產(chǎn)生移動，實(shí)現(xiàn)升降。

每個(gè)伸縮單元10的底部連接件12均設(shè)有至少一個(gè)滑輪17。頂部連接件14中，除了最頂端的頂部連接件14可以不設(shè)滑輪(不設(shè)滑輪的最頂端的頂部連接件用于固定驅(qū)動線18)，其它的頂部連接件14均設(shè)有至少一個(gè)滑輪17。頂部連接件14中設(shè)置滑輪17的數(shù)量與底部連接件12的滑輪17的數(shù)量一致。當(dāng)然，最頂端的頂部連接件也可以設(shè)置滑輪17，該滑輪17固定設(shè)置。該方式下，無需額外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得驅(qū)動線18與其他伸縮單元10中保持共軸。

本實(shí)施方式中，滑輪17分別設(shè)置在第一安裝部124和第二安裝部144上。

驅(qū)動線18從底部的伸縮單元10向頂部的伸縮單元10依次纏繞。驅(qū)動線18與滑輪17之間的纏繞路徑如下：

1、驅(qū)動線18先繞過底端的伸縮單元10中的第一安裝部124上的第一滑輪17；

2、向上連接至該伸縮單元10對應(yīng)的的第二安裝部144上的第二滑輪17；

3、向下連接與前述底端伸縮單元10相鄰的伸縮單元10的第一安裝部124上的第一滑輪17；

4、向上連接至該相鄰的伸縮單元10中對應(yīng)的第二安裝部144上的第二滑輪17；以此類推，完成驅(qū)動線18與所有的伸縮單元10中對應(yīng)第一安裝部、第二安裝部設(shè)置的滑輪17之間的纏繞。

可對應(yīng)伸縮單元10中連接桿16的數(shù)量分別設(shè)置一組滑輪17和驅(qū)動線18，具體的纏繞方式如上述纏繞路徑。

請參閱圖2，進(jìn)一步而言，第一安裝部124設(shè)有第一開口槽1247，第一開口槽1247的開口朝向中空區(qū)域121，第二安裝部144設(shè)有第二開口槽1447，第二開口槽1447的開口朝向主體142的外側(cè)，滑輪17安裝在第一開口槽1247和第二開口槽1447內(nèi)，驅(qū)動線18在底部連接件12和頂部連接件14之間延伸，也就是說，驅(qū)動線18位于底部連接件12的內(nèi)側(cè)及頂部連接件14的外側(cè)。

本實(shí)用新型還提供一種機(jī)器人，機(jī)器人包括前述升降結(jié)構(gòu)100。

本實(shí)用新型通頂部連接件14的主體142在底部連接件中空區(qū)域121所在平面的正投影落入中空區(qū)域121內(nèi)，通過連接桿16穿過相鄰的伸縮單元10的軸孔1242，以使得至少兩個(gè)伸縮單元10依次串連套接形成依次活動連接的升降結(jié)構(gòu)。這樣的升降結(jié)構(gòu)100不管是展開狀態(tài)還是收合狀態(tài)，頂部連接件14主體142在底部連接件12的中空區(qū)域121所在平面的投影都落入中空區(qū)域121內(nèi)，因此，升降結(jié)構(gòu)100在有限的底部連接件的尺寸范圍內(nèi)，盡可能多地提高伸縮單元10的數(shù)量。該機(jī)器人可以包括設(shè)置于該升降結(jié)構(gòu)100最外側(cè)頂部連接件14的機(jī)械臂，以及連接于機(jī)械臂可活動末端的機(jī)械手。通過該升降結(jié)構(gòu)100提供機(jī)械手預(yù)操作位置的更大的縱向操作空間。其他實(shí)施方式下，當(dāng)機(jī)器人具有移動底盤時(shí)，升降結(jié)構(gòu)100最外側(cè)底部連接件14固定于移動底盤上，提供空間移動。具體升降結(jié)構(gòu)100的說明可參見前述，在此不再贅述。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于實(shí)用新型所涵蓋的范圍。