[實用新型]一種7自由度仿生人形機械臂

有效

• 申請號: 201721782833.3
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN207747049U
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 梁濟民;王澤;張弓;侯至丞;王衛軍;徐征;梁松松;韓彰秀
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所;深圳市中科德睿智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本實用新型提供了一種7自由度仿生人形機械臂，屬于機器人技術領域。它解決了現有機械臂的運動慣性較大等技術問題。本7自由度仿生人形機械臂包括肩關節、大臂、小臂和腕關節，肩關節包括第一轉動架和第二轉動架，第二轉動架的內端部與大臂的外端部相固連，第二轉動架的外端部與第一轉動架的內端部相鉸接，大臂的內端部與小臂的外端部相鉸接，腕關節包括第一鉸接座、第二鉸接座和支撐架，支撐架的兩個端部分別與第一鉸接座和第二鉸接座相鉸接，第二鉸接座與小臂的內端部相固連。本機械臂上各部件之間的鉸接處均分別通過獨立的繩索牽引，能夠大幅度降低實施操作過程中的機械臂的運動慣性，提高負載能力。

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，涉及一種7自由度仿生人形機械臂。

背景技術

隨著我國工業2025計劃的實施，未來我國在加工制造業將會應用大量的智能化加工裝備，其中工業機械臂是主要的加工裝配工具。現階段，單臂機械臂在工業應用中非常廣泛，不過這些機械臂都是依托于關節模塊化設計的，通常情況下都是將一個個模塊組裝鏈接起來的，其連接構件也沒有進行運動優化，因此它的慣性就非常大，尤其在運動過程中，對減速器/電機以及控制器的要求或者損傷都非常大，不利于快速高頻的實時操作。不難看出，現有的機械臂還需改進其形態設計。

發明內容

本實用新型針對現有的技術存在的上述問題，提供一種7自由度仿生人形機械臂，它能夠大幅度降低實施操作過程中的機械臂的運動慣性。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：

一種7自由度仿生人形機械臂，包括肩關節、大臂、小臂和腕關節，其特征在于，所述肩關節包括第一轉動架和第二轉動架，所述第二轉動架的內端部與大臂的外端部相固連，第二轉動架的外端部與第一轉動架的內端部相鉸接，所述大臂的內端部與小臂的外端部相鉸接，所述腕關節包括第一鉸接座、第二鉸接座和支撐架，所述支撐架的兩個端部分別與所述第一鉸接座和第二鉸接座相鉸接，所述第二鉸接座與所述小臂的內端部相固連。

該7自由度仿生人形機械臂包括肩關節、大臂、小臂和腕關節，肩關節包括第一轉動架和第二轉動架，第二轉動架與第一轉動架相鉸接且通過獨立的第一繩索牽引實現二者之間的轉動，第二轉動架與第一轉動架可以通過軸承連接，使用時，第一轉動架的外端部與機器人轉動連接，作為主要呈力結構，腕關節包括第一鉸接座、第二鉸接座和支撐架，支撐架的兩端部均通過球鉸接的方式分別與第一鉸接座和第二鉸接座相鉸接，第二鉸接座與所述小臂的外端部相固連，第一鉸接座用于與機器人的手掌相連接，大臂和小臂相鉸接且通過獨立的第二繩索牽引實現二者之間的轉動，本機械臂上各部件之間的鉸接處均分別通過獨立的繩索牽引，能夠大幅度降低實施操作過程中的機械臂的運動慣性。

在上述的一種7自由度仿生人形機械臂中，所述第二轉動架的外端部與第一轉動架的內端部通過轉軸相鉸接，所述轉軸上轉動連接有第一滑輪，所述第二轉動架的外端部和第一轉動架的內端部均開設有導引孔。導引孔用于引導繩索分別通過第一轉動架和第二轉動架并引入到機器人體內。

在上述的一種7自由度仿生人形機械臂中，所述大臂和小臂分別包括第一骨架和第二骨架，所述第二骨架的端部固定有第一齒輪，所述第一骨架的端部轉動連接有第二齒輪，所述第一齒輪和第二齒輪相嚙合，所述第一齒輪和第二齒輪上分別開設有若干第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔的數量相同，第一通孔分別位于第一齒輪的兩側，第二通孔分別位于第二齒輪的兩側，各第一通孔分別與對應的第二通孔對稱設置，所述第一通孔和第二通孔內均穿設有用于牽動所述第一骨架和第二骨架相對轉動的第二繩索，各第一通孔和第二通孔內均滑動連接有第二滑輪，所述第二繩索滑動連接在各第二滑輪上。第一骨架和第二骨架通過相嚙合的第一齒輪和第二齒輪形成肘關節，安裝時，同一條繩索相繼纏繞在一側的對稱設置第一通孔和第二通孔內的第二滑輪上，并引入至機器人體內，在驅動電機驅動軸上纏繞幾圈后，再引出并纏繞在另一側的對稱設置第二滑輪上。在電機上的纏繞形式表現為一出一進，從而通過電機的正反轉，實現小臂的抬起和放下的動作。