[发明专利]一种基于串并混联的七自由度仿人机械臂装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于串并混联的七自由度仿人机械臂装置。该基于串并混联的七自由度仿人机械臂包括：肩关节、大臂旋转关节、肘关节、小臂旋转关节和腕关节；所述肩关节的第一输出轴和第二输出轴分别与大臂旋转关节的两个第四连接板紧固；所述大臂旋转关节的第四输出轴与肘关节的第七连接板紧固；所述肘关节的第五输出轴和第六输出轴与小臂旋转关节的第十连接板紧固；所述小臂旋转关节的第七输出轴与腕关节的第十三连接板紧固。本发明实施例通过采用串并混联的结构，采用特殊执行结构，解决仿人效果差、负载能力差、走线复杂的问题。

技术领域

本发明涉及仿人机械臂技术领域，涉及一种基于串并混联的七自由度仿人机械臂装置。

背景技术

机械臂是模仿人类的手臂，创造出一种能够实现将手爪移动到所需位置并承受工作重量和自身重量的机械装置。机械臂可以替代人类完成很多工作，或者人机协同工作。尤其是在恶劣环境或者高重复性工作性质下，机械臂相对于人类有更大的优势。

仿人机械臂是仿人工程学和机械臂领域应用需求的结合产物，对机械臂的设计参数有一定的要求，包括机械臂整体长度、负载以及电路系统部分。机械臂的走线方式分为内部走线和外部走线。内部走线需要采用中空电机，电机成本高，不适合大量生产。外部走线影响机械臂的工作空间，具有切断电路系统的风险。目前已有机械臂的关节结构设计主要有串联和并联两种。对于串联关节机械臂，其电机负载大，占用机械臂空间，影响机械臂长度，进行实现更多的负面影响。对于并联关节机械臂，末端空间位姿受到多个电机的耦合影响，控制难度大，仿人类手臂效果不好。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决仿人效果差、负载能力差、走线复杂问题，提出一种基于串并混联的七自由度仿人机械臂的装置。

本发明实施例提出了一种基于串并混联的七自由度仿人机械臂的装置，包括：肩关节、大臂旋转关节、肘关节、小臂旋转关节以及手腕关节。

所述肩关节包括：第一电机、第一行星减速器、第一电机连接件、第一电机固定件、第一连接板、第二连接板、第三连接板、第一输入轴、第一输出轴、第二输出轴、两个第一轴承盖、第二电机、第一谐波减速器、第一同步带轮、第二同步带轮、两个第一深沟球轴承、两个第一弹性挡圈、两个第一轴端挡片、第一铜柱、第一同步带、四个第一L型角件；

所述第一电机、所述第一行星减速器、所述第一电机连接件、第一连接板顺次相连；第一行星减速器固定在第一电机固定件的一侧；第二连接板和第三连接板分别固定在第一连接板的两端；所述第二电机、所述第一谐波减速器、所述第一输入轴、所述第一同步带轮和所述第一轴端挡片轮顺次相连；第一谐波减速器固定在第二连接板的一侧；两个第一深沟球轴承分别固定安装在第二连接板和第三连接板内；第一输出轴依次通过第二连接板、第一深沟球轴承、第一弹性挡圈、第一轴承盖和第二同步带轮，并与第一轴端挡片相连；第二输出轴依次通过第三连接板、第一深沟球轴承、第一弹性挡圈和第一轴承盖；两个第一深沟球轴承分别安装在两个第一轴承盖内；两个第一轴承盖分别与第二连接板和第三连接板固定；第一铜柱的两端分别固定在第二连接板和第三连接板的一侧；第一同步带分别与第一同步带轮和第二同步带轮啮合；四个第一L型角件将第一连接板、第二连接板和第三连接板进行固定；

所述大臂旋转关节包括：第三电机、第二谐波减速器、第二铜柱、两个第四连接板、第五连接板、第六连接板、第二输入轴、第三输出轴、第四输出轴、第一PCB板、第二PCB板、第二深沟球轴承、第二轴承盖、第三轴承盖、第二弹性挡圈、第二轴端挡片、四个第二L型角件；