[实用新型]多自由度手臂运动结构及其机器人

说明书

本实用新型提供了一种多自由度手臂运动结构及其机器人，涉及机器人技术领域，该手臂运动结构包括大臂，大臂的上端连接有肩部，大臂的下端连接有肘部，肘部连接小臂，大臂上依次设有前后摆动伺服电机、侧向摆动伺服电机和大臂旋转伺服电机，肘部设有肘部旋转伺服电机以及与肘部旋转伺服电机驱动连接的肘部运动机构，小臂设有小臂旋转伺服电机。本实用新型的各个手臂运动的自由度是通过伺服电机实现的，代替了传统的舵机，提升了手臂运动的稳定性和运动流畅性。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种多自由度手臂运动结构及其机器人。

背景技术

从机器人诞生到现在，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。随着计算机技术、微电子技术、网络技术等快速的发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于服务行业的先进机器人系统也有了长足的进展。控制系统性能的进一步提高，激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中的成功应用，使机器人系统的可靠性有了很大提高。基础技术和器件的发展为机器人的智能化、仿人和仿生发展创造了良好的条件。当前，机器人不仅应用于工业领域，也在逐步应用于与人们生活联系紧密的领域。服务机器人、助老助残机器人、教育机器人、娱乐机器人的发明、生产和应用将会给人类的生活带来便利和乐趣。

目前，在娱乐机器人中，通常包括头部、手臂和身体，头部可转动地装配于身体的顶部位置，手臂可转动地装配于身体的两侧，具体手臂通过肩部安装在身体的两侧，采用舵机驱动实现手臂运动的自由度，导致手臂运动结构的稳定性和运动流畅性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的之一在于提供一种多自由度手臂运动结构，以解决现有技术中采用舵机实现手臂运动的自由度，导致手臂运动的稳定性和运动流畅性较差的技术问题。

本实用新型的目的之二在于提供一种含有上述多自由度手臂运动结构的机器人。

为了实现上述目的之一，本实用新型提供了一种多自由度手臂运动结构，包括大臂，所述大臂的上端连接有肩部，所述大臂的下端连接有肘部，所述肘部连接小臂，所述大臂上依次设有前后摆动伺服电机、侧向摆动伺服电机和大臂旋转伺服电机，所述肘部设有肘部旋转伺服电机以及与所述肘部旋转伺服电机驱动连接的肘部运动机构，所述小臂设有小臂旋转伺服电机。

根据一种优选实施方式，所述前后摆动伺服电机包括两个，且轴向布置。

根据一种优选实施方式，所述大臂旋转伺服电机安装于手臂外旋固定座内，所述肘部旋转伺服电机安装于肘部电机固定座内，所述手臂外旋固定座朝向所述肘部电机固定座的方向设有限位件。

根据一种优选实施方式，所述肘部运动机构包括竖向肘部旋转轴，所述竖向肘部旋转轴与所述肘部旋转伺服电机驱动连接，所述竖向肘部旋转轴的末端设有主动旋转肘部伞齿，所述主动旋转肘部伞齿末端啮合连接从动旋转肘部伞齿，所述从动旋转肘部伞齿套设于横向肘部旋转轴。

根据一种优选实施方式，所述竖向肘部旋转轴可转动地垂直贯穿肘部旋转轴支撑板，所述肘部旋转轴支撑板两侧设有肘部旋转轴支架，所述横向肘部旋转轴的末端安装于所述肘部旋转轴支架上。

根据一种优选实施方式，所述肩部设有用于控制肩部运动的肩部驱动机构，所述肩部驱动机构安装于所述前后摆动伺服电机的下方，且通过电机固定架与所述前后摆动伺服电机连接。

根据一种优选实施方式，所述肩部驱动机构包括耸肩舵机和曲柄摇杆机构，所述耸肩舵机与所述曲柄摇杆机构的主动端驱动连接，所述曲柄摇杆机构的从动端设有肩膀托板，所述电机固定架安装在所述肩膀托板上。

根据一种优选实施方式，所述肩膀托板的中间位置且朝向所述耸肩舵机的一侧设有弹性元件，所述弹性元件压缩时抵触于所述耸肩舵机的顶面。

根据一种优选实施方式，所述小臂连接手腕，所述手腕上设有腕部舵机。