[发明专利]一种联动可穿戴十六自由度主动端机械臂

说明书

本发明涉及机器人领域，具体地说是一种联动可穿戴十六自由度主动端机械臂，包括支座、腰部组件、躯干座、肩部组件和手臂组件，其中腰部组件能够实现转动和俯仰两个自由度，肩部组件能够实现外展内收、外旋内旋、前屈后伸三个自由度，左右两个肩部组件总共实现六个自由度，手臂组件能够实现肘的前屈后伸、前臂的内旋外旋、腕部的尺屈挠屈，腕部的掌屈背屈四个自由度，左右手臂共计八个自由度，并且各个转动关节内均设有动作信息传感组件。本发明操作自由度大大增加，并且可根据每个关节转过的角度感应出操作员腰部、肩部、腕部、前臂、腕部不同的位置，再将位置信息发送到仿生机器人副臂上，使仿生机器人副臂做出相应的动作，控制更加精准。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体地说是一种联动可穿戴十六自由度主动端机械臂。

背景技术

人们在操控串联机器人从事一项任务时，一般是利用控制器根据机器人的传感信息来控制机器人完成一系列的动作和任务。现有技术中用于仿生机械臂的控制器多为手柄控制，可以适用于一些设置编辑好的单一动作，但无法根据环境要求进行控制，导致操作控制复杂，有必要进行改进。另外目前使用的人体辅助机械臂是针对人体手臂的增量化设计，其存在低自由度、机械臂工作空间有限、难以完成复杂动作、设备整体质量大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种联动可穿戴十六自由度主动端机械臂，在实现十六自由度转动同时，还可以实时检测关节转动角度并根据每个关节转过的角度感应出操作员腰部、肩部、腕部、前臂、腕部不同的位置，再将位置信息发送到仿生机器人副臂上，使仿生机器人副臂做出相应的动作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种联动可穿戴十六自由度主动端机械臂，包括支座、腰部组件、躯干座、肩部组件、手臂组件和操作杆关节，所述腰部组件包括腰部第一关节、俯仰连接关节和腰部第二关节，所述腰部第一关节下端与所述支座绕X1轴转动连接，所述腰部第一关节一侧与所述俯仰连接关节下端固连，所述腰部第二关节一端与所述俯仰连接关节上端绕X2轴转动连接，所述腰部第二关节上侧与所述躯干座下端固连，所述躯干座两侧均设有肩部组件和手臂组件，所述肩部组件包括肩部第一关节、肩部第二关节、肩部外旋连接关节和肩部第三关节，所述肩部第一关节下侧固装于所述躯干座上，所述肩部第二关节一侧与所述肩部第一关节外端绕X3轴转动连接，所述肩部外旋连接关节上端与所述肩部第二关节一端绕X4轴转动连接，所述肩部第三关节一侧与所述肩部外旋连接关节下端固连，所述手臂组件包括肘部关节、肘部前屈连接关节、前臂关节、腕部第一关节、腕部掌屈连接关节和腕部第二关节，所述肘部关节上侧与对应侧肩部组件中的肩部第三关节下端绕X5轴转动连接，所述肘部前屈连接关节上端与所述肘部关节外端绕X6轴转动连接，所述肘部前屈连接关节下端与所述前臂关节一侧固连，所述腕部第一关节上侧与所述前臂关节下端绕X7轴转动连接，所述腕部掌屈连接关节上端与所述腕部第一关节外端绕X8轴转动连接，所述腕部掌屈连接关节下端与所述腕部第二关节一侧固连，操作杆关节与所述腕部第二关节下端绕X9轴转动连接，所述腰部第一关节、腰部第二关节、肩部第一关节、肩部第二关节、肩部第三关节、肘部关节、前臂关节、腕部第一关节和腕部第二关节内均设有动作信息传感组件。

所述动作信息传感组件包括脚架、磁环、轴承、磁通编码器、接收器、中间保持架和螺母，所述脚架下侧中部设有凸台，所述凸台下侧设有连接轴，所述轴承套装于所述凸台上，且所述脚架通过所述轴承支撑转动，所述磁环与所述脚架的凸台下表面固连，磁通编码器和接收器固设于关节壳体内，且所述磁环设于所述磁通编码器上侧，所述中间保持架设于接收器下侧，并且所述脚架上的连接轴依次穿过所述磁通编码器、接收器和中间保持架后与所述螺母螺纹连接，所述脚架外表面与相邻关节固连。

所述磁通编码器、接收器和中间保持架通过螺栓一体固定。

所述躯干座包括呈T型设置的腰部连接柱和肩部连接板，所述腰部第二关节上侧与所述腰部连接柱下端固连，所述肩部第一关节下侧固装于所述肩部连接板的对应侧端部。