[实用新型]一种基于人体工程学的七自由度仿人型机械臂系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及仿人机器人领域，具体来说，是涉及一种基于人体工程学的七自由度仿人型机械臂系统。

背景技术

机械臂是实现机器人系统主体与末端执行器连接的重要工具，机械臂的活动范围、负载能力直接影响机器人末端的作业能力。服务型机器人、空间机器人等的迅速发展，对机械臂的性能提出了更高的要求。仿人机器人是当今机器人研究领域最活跃的研究方向之一，而作为仿人机器人重要组成部分的仿人机械臂是研究的热点。在人体结构中，上肢可以轻松准确、灵活自如地实现触点、抓取、推拉等各种动作。目前的机械臂在工作空间、灵活性、结构构型上与人手臂相距甚远，不能达到模拟人臂运动的效果。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于人体工程学的七自由度仿人型机械臂系统。

本实用新型采取的技术方案是：一种基于人体工程学的七自由度仿人型机械臂系统，它包括肩关节及支座、大臂及安装板、前臂。其位置连接关系是：大臂及安装板固定在肩关节及支座的动平台上，螺钉连接；前臂固连在大臂及安装板的肘关节活动板上。

所述肩关节及支座，是由液压摆动缸底座、肩关节X支链、肩关节Y支链、安装中心底板、肩关节动平台支架、长滑块、肩关节动平台组成；其位置连接关系是：肩关节X支链、肩关节Y支链通过铰链连接在液压摆动缸底座上，安装中心底板固连在液压摆动缸上方，肩关节动平台支架固连在安装中心底板上，长滑块通过铰链连接在肩关节动平台支架和肩关节X支链上，肩关节动平台通过铰链与长滑块和肩关节Y支链连接；该液压摆动缸底座是由液压摆动缸、摆动缸输出轴座、偏心安装底板、X支链安装底座、Y支链安装底座组成；其位置连接关系是：液压摆动缸上面固连摆动缸输出轴座，偏心安装底板固连在摆动缸输出轴座上面；X支链安装底座、Y支链安装底座固定在偏心安装底板上；肩关节X支链通过铰链连接在X支链安装底座上；肩关节Y支链通过虎克铰连接在Y支链安装底座上。

该肩关节X支链，由X支链液压缸安装底座、液压缸、推杆支座、短滑块组成。其位置关系是：液压缸与X支链液压缸安装底座同轴心，并固定在X支链液压缸安装底座上；推杆支座固定在液压缸的推杆上，通过螺钉固定；短滑块固定在液压缸的推杆上，通过铰链连接。该肩关节Y支链，由Y支链液压缸安装底座、液压缸、推杆支座、短滑块组成。其位置关系是：液压缸与Y支链液压缸安装底座同轴心，并固定在Y支链液压缸安装底座上；推杆支座固定在液压缸的推杆上，通过螺钉固定；短滑块固定在液压缸的推杆上，通过铰链连接。该安装中心底板上面连接肩关节动平台支架，下连接液压缸安装底座，起到支撑肩关节动平台支架、传递旋转运动的作用；该肩关节动平台支架的作用是将动平台放置在合适的高度；该长滑块是将肩关节X支链的移动变为转动；该肩关节动平台是将肩关节Y支链的移动变为绕长滑块的转动。

所述大臂及安装板由大臂安装板、大臂组成，两者通过螺钉固接。该大臂安装板的形状是开有固定凹槽的梯形块，它通过液压缸的移动实现肘关节的转动，转动范围在0～150°，与人肘关节一样不能反向转动。该大臂由大臂底板、大臂支架、支链安装底板、液压推缸安装底座、液压缸、液压缸支座、短滑块、肘关节运动板组成。其间关系是：该大臂安装在大臂安装板上，通过螺钉固定；大臂底板连接在大臂支架上，通过螺钉固定；支链安装底板安装在大臂底板上，通过螺钉固定；液压推缸安装底座安装在支链安装底板上，通过铰链连接；液压缸安装在液压缸安装底座上，通过螺钉固定；液压缸支座安装在液压缸的推杆上，通过螺钉固定；短滑块连接在液压缸支座上，通过铰链连接；肘关节运动板分别与短滑块和大臂支架通过铰链连接。

所述前臂由前臂底座、前臂支架、前臂X支链、前臂Y支链、动平台组成。其位置关系是：前臂支架安装在前臂底座上，二者可以相对转动；前臂X支链、前臂Y支链安装在前臂底座上，通过铰链连接在前臂支架、前臂X支链、前臂Y支链上。