[实用新型]多关节机械臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人生产领域，特别涉及一种多关节机械臂。

背景技术

传统的工业机器人的机械臂由多个互成直角的关节组成，关节之间的角度限制了机械臂的操作范围和操作角度，从而使得传统的机械臂大多只能适用于对操作内容和移动轨迹的要求较低的流水线等情况。

而鉴于目前医疗手术、教育、科学研究等领域对需要人机协作的需求的提高，对于制造出与人的手臂造型以及运动轨迹类似的机械臂的需要越来越强烈。另外，由于仿人机械臂外形的特殊性，机械臂电路布局布线的位置和线缆的性能必须具有不同于其他机械臂的特殊要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种多关节机械臂，其通过能够沿不同方向可转动的关节的交错组合，能够实现与人类手臂类似的自由度。

本实用新型提供的一种多关节机械臂，包括沿着所述机械臂的轴线的方向交错排列的转臂关节和抬臂关节，其中：

每个转臂关节包括以垂直于所述轴线方向的第一端面为第一对接面的第一减速器端和第一电机端，所述第一减速器端和第一电机端的中心轴与所述轴线重合，以在电气机构的驱动下、在第一对接面内围绕其中心轴产生相对转动；

每个抬臂关节包括以沿所述轴线方向延伸的第二端面为第二对接面的第二减速器端和第二电机端，所述第二减速器端和第二电机端的中心轴均与所述轴线的方向垂直，以在电气机构的驱动下、在第二对接面内围绕垂直于所述轴线方向的中心轴产生相对转动；

每个第一减速器端与最邻近的第二减速器端固定连接，每个第一电机端与最邻近的第二电机端固定连接。

优选地，每个第一减速器端和第一电机端具有沿其中心轴贯穿所述第一减速器端和第一电机端的第一中空腔体；

每个抬臂关节的第二减速器端或者第二电机端具有沿所述轴线方向贯穿所述第二减速器端或者第二电机端的第二中空腔体。

优选地，所述第二中空腔体位于所述第二减速器端或者第二电机端的背离所述第二对接面的一侧。

优选地，所述电气机构包括驱动电路板、和与所述驱动电路板连接的线缆，所述线缆交错通过所述第一中空腔体和第二中空腔体、以与各个转臂关节和抬臂关节连接。

优选地，与相邻的转臂关节和抬臂关节连接的一个所述驱动电路板设置在转臂关节内。

优选地，所述驱动电路板设置在该转臂关节的第一电机端上。

优选地，每个转臂关节包括一个卡线夹和一个弹簧夹，

所述卡线夹设置在第一电机端的第一中空腔体内，以将所述线缆固定在其中；

所述弹簧夹设置在第一减速器端的第一中空腔体内，以将所述线缆可调整地固定在其中。

优选地，所述转臂关节和抬臂关节的总数至少为七个。

由此可见，本实用新型所提供的多关节机械臂中，每个转臂关节可以多关节机械臂的轴线为中心进行转动，具有±180°以内的转动自由度，其转动类似于人类手臂的扭转动作。而与其相邻的抬臂关节则以垂直于轴线的方向为中心进行转动，具有±180°以内的转动自由度，其转动类似于人类手臂的抬举动作。进一步地，相邻的转臂关节和抬臂关节必然通过电机端或者减速器端固定连接，从而将相互垂直或者正交的两个方向的转动进行组合，从而在三维立体空间内实现多角度、位置的组合，以满足机械手臂能够停留在任一方向和角度的要求。

本实施例的多关节机械臂通过一个转臂关节和一个抬臂关节的组合即可实现几乎四个自由度内全角度、位置的覆盖，通过两两相接的转臂关节和抬臂关节的多组组合，以满足三维立体空间内六自由度移动的要求，提高机械臂的操作精度。

本实施例通过中心走线的方式以及中空腔体的设置方向，转臂关节在旋转时，线缆的长度不会随着其转动而发生剧烈变化，而抬臂关节在旋转时，线缆的长度变化有限，因此只需要为每个抬臂关节的转动提供线缆长度变化的冗余量即可。

附图说明

图1为本实用新型的多关节机械臂的结构示意图。

图2为本实用新型中一对相邻关节的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。