CN105415356B - 一种分段式超灵巧机械臂 - Google Patents

Abstract

一种分段式超灵巧机械臂，它涉及一种机械臂，为了解决现有超灵巧机械臂存在承受外部载荷能力差、外部载荷作用下稳定性差和运动行为复杂，同时现有超灵巧机械臂还存在可行性差，安全可靠性差的问题。本发明中多个椎骨组件和多个椎间盘同轴设置且交替连接形成机械臂骨架，每个椎间盘的上端和下端分别设置有一个椎骨组件，六维力传感器组件固定安装在最顶端的椎骨组件上，转接杆与机械臂骨架同轴设置，每套驱动系统可拆卸连接在其对应的条形连接框上，三套导向滑轮组均匀分布在转接杆的外壁上，电气系统固定安装在箱体的底部，十五根腱绳均设置在机械臂本体和肌肉群式的驱动传动系统之间。本发明用于受限空间或危险环境中执行操作的机器人。

Description

一种分段式超灵巧机械臂

技术领域

本发明涉及一种机械臂，具体涉及一种分段式超灵巧机械臂。

背景技术

超灵巧机械臂(Hyper-Dexterous Manipulator，HDM)是一种在复杂的或者非结构环境中面对各种未知任务能够像蛇、象鼻或者章鱼触手等一样具有惊人的运动、操作和灵巧性能的机器人。由于其固有的超灵巧特性，超灵巧机械臂在受限空间或狭小空间面对未知任务的运动和操作能力远高于传统的关节式机械臂，在空间操控、工业及医疗等领域中都具有重要的应用价值及潜在价值，体现了机器人技术的进步方向。

在医疗领域，超灵巧机械臂在介入操作过程中最大限度地利用了机械臂与生物组织的柔性及其相互间的被动顺应运动，从而摆脱了对运动学精确计算及主动控制的依赖，其机构和结构设计更多关注于微创、无创等功能要求。而对于空间操控和工业领域的应用，其运动的主动控制能力和控制精度却是一个基本的功能要求。这就引出了超灵巧机械臂在空间操控和工业应用中的一个最重要特征就是其末端作业载荷通常远高于医疗领域。现有超灵巧机械臂的结构以连续体形式为主，这种结构往往具有较低的刚度，这导致其承受外部载荷的能力差以及外部载荷作用下的稳定性差，并且外部作业载荷的增大可能引发机器人复杂的运动行为，严重影响其可控操作性能。从技术角度来看，因为任务和环境的不同，根本无法通过对医疗领域超灵巧机械臂的功能移植或功能复制来应对空间操控和工业领域的需求。很多机械臂都停留在设计的初步阶段中，可行性差且使用时安全可靠性差。

发明内容

本发明为了解决现有超灵巧机械臂存在承受外部载荷能力差、外部载荷作用下稳定性差和运动行为复杂，同时现有超灵巧机械臂还存在可行性差，安全可靠性差的问题，从而提出了一种分段式超灵巧机械臂。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种分段式超灵巧机械臂，它包括机械臂本体、肌肉群式的驱动传动系统、电气系统和十五根腱绳；

所述机械臂本体包括六维力传感器组件、中空支撑管、转接杆、多个椎骨组件和多个椎间盘，所述多个椎骨组件和多个椎间盘同轴设置且交替连接形成机械臂骨架，每个椎间盘的上端和下端分别设置有一个椎骨组件，所述六维力传感器组件固定安装在机械臂骨架中处于最顶端的椎骨组件上，多个椎骨组件和多个椎间盘均穿设在中空支撑管上，所述转接杆位于机械臂骨架的下方且与机械臂骨架同轴设置，所述转接杆为阶梯型杆体，所述转接杆的小径端设置在机械臂骨架中处于最底端的椎骨组件上，所述转接杆内加工有空腔，所述空腔与中空支撑管的下端相连通；

所述肌肉群式的驱动传动系统包括箱体、三套导向滑轮组、三套驱动系统和三套绝对位置传感器，所述转接杆的大径端固定连接在箱体顶部的中心处，所述箱体包括三个条形连接框，所述三个条形连接框之间固定连接制为一体，所述三个条形连接框以转接杆轴向方向的中心轴线为中心均匀分布在转接杆的下方，每个条形连接框对应有一套驱动系统，每套驱动系统可拆卸连接在其对应的条形连接框上，每套驱动系统上设置有一套绝对位置传感器，三套导向滑轮组以转接杆轴向方向的中心轴线为中心均匀分布在转接杆的周围，电气系统固定安装在箱体的底部，所述十五根腱绳均设置在机械臂本体和肌肉群式的驱动传动系统之间，每根腱绳的首端沿机械臂骨架的长度方向设置在机械臂骨架上，每根腱绳的末端设置在肌肉群式的驱动传动系统上。

本发明的具有以下有益效果：

1、本发明的机械臂本体采用分段式的设计，具有结构简单、承受外部载荷的能力强和稳定性好的优点，本发明结构简单，组成机械臂本体的零件类型少且零件之间组装方便，仅需要将这些零件重复组装即可形成机械臂本体，有效降低机械臂本体的制作难度且该机械臂本体承受外部载荷能力强。

2、本发明中每套驱动系统能够实现最大输出10Nm的力矩的效果，表明在机械臂本体伸直状态下能够承受垂直于机械臂本体的载荷最大可达25N，同时本发明在这种外部载荷作用下稳定性高。

3、本发明将肌肉群的原理应用于超灵巧机械臂的驱动传动系统设计中，通过三套驱动系统与十五根腱绳相配合实现了十五路运动输出的效果，结构简单紧凑、集成度高，节约成本；本发明基于模块化设计的思想，模块之间可以互换，方便拆装和维护。

附图说明

图1为本发明的第一立体结构示意图，图中去掉十五根腱绳4；

图2为本发明的第二立体结构示意图，图中带有十五根腱绳4；

图3为机械臂本体1的主视结构示意图；

图4为图3中A-A处的剖面图；

图5为六维力传感器组件1-1的分解示意图；

图6为椎骨组件1-2的立体结构示意图；

图7为椎骨组件1-2的分解示意图；

图8为肌肉群式的驱动传动系统2的主视结构示意图；

图9为图8中B-B处的剖面图；

图10为导向滑轮组的立体结构示意图；

图11为电气系统3的立体结构示意图；

图12为本发明的极限工作状态图；

图13为本发明中间过程的工作状态图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图13具体说明本实施方式，本实施方式包括机械臂本体1、肌肉群式的驱动传动系统2、电气系统3和十五根腱绳4；

所述机械臂本体1包括六维力传感器组件1-1、中空支撑管1-4、转接杆1-5、多个椎骨组件1-2和多个椎间盘1-3，所述多个椎骨组件1-2和多个椎间盘1-3同轴设置且交替连接形成机械臂骨架，每个椎间盘1-3的上端和下端分别设置有一个椎骨组件1-2，所述六维力传感器组件1-1固定安装在机械臂骨架中处于最顶端的椎骨组件1-2上，多个椎骨组件1-2和多个椎间盘1-3均穿设在中空支撑管1-4上，所述转接杆1-5位于机械臂骨架的下方且与机械臂骨架同轴设置，所述转接杆1-5为阶梯型杆体，所述转接杆1-5的小径端设置在机械臂骨架中处于最底端的椎骨组件1-2上，所述转接杆1-5内加工有空腔，所述空腔与中空支撑管1-4的下端相连通；

所述肌肉群式的驱动传动系统包括箱体2-15、三套导向滑轮组、三套驱动系统和三套绝对位置传感器，所述转接杆1-5的大径端固定连接在箱体2-15顶部的中心处，所述箱体2-15包括三个条形连接框，所述三个条形连接框之间固定连接制为一体，所述三个条形连接框以转接杆1-5轴向方向的中心轴线为中心均匀分布在转接杆1-5的下方，每个条形连接框对应有一套驱动系统，每套驱动系统可拆卸连接在其对应的条形连接框上，每套驱动系统上设置有一套绝对位置传感器，三套导向滑轮组以转接杆1-5轴向方向的中心轴线为中心均匀分布在转接杆1-5的周围，电气系统3固定安装在箱体2-15的底部，所述十五根腱绳4均设置在机械臂本体1和肌肉群式的驱动传动系统2之间，每根腱绳4的首端沿机械臂骨架的长度方向设置在机械臂骨架上，每根腱绳4的末端设置在肌肉群式的驱动传动系统2上。

本发明中空支撑管1-4采用镍钛合金材料，由于中空支撑管1-4的内部为添加传感器等提供空间和走线通道，镍钛合金制成的中空支撑管1-4具有良好的弹性和韧性，可维持超灵巧机械臂的整体稳定性。

本发明中椎间盘1-3采用金属橡胶材料。椎间盘1-3是超灵巧机械臂的运动部件和重要的功能部件，金属橡胶是一种新型迟滞非线性材料，具有良好的阻尼特性，还具有弹性好、寿命长的优点。

具体实施方式二：结合图1、图2、图8和图9具体说明本实施方式，本实施方式中所述三套驱动系统相对箱体2-15的纵向中心线间隔120°均匀分布在箱体2-15内，每套驱动系统包括电机2-1、减速器2-2、运动输出轴2-4、第一轴承2-5、第二轴承2-8和驱动轮组2-6，所述减速器2-2固定安装在箱体2-15上，电机2-1的输出轴通过减速器2-2与运动输出轴2-4的一端相连接，所述运动输出轴2-4的另一端依次通过第一轴承2-5、第二轴承2-8与箱体2-15的内壁相连接，驱动轮组2-6固定安装在运动输出轴2-4上。

本实施方式中每个驱动轮组2-6包括五个不同半径的驱动轮，由于本发明中包括十五根腱绳4，十五根腱绳4均分为三等份腱绳组，每等份腱绳组包括五根腱绳4，即每个驱动轮上对应缠绕有一根腱绳4，每等份腱绳组中的五根腱绳长度各不相同，每等份腱绳组中各腱绳长度的改变量正比于驱动轮的半径，同时正比于驱动轮组2-6的转角。如此设置是因为连接在机械臂骨架中不同位置的椎骨组件1-2上的腱绳在机械臂运动过程中腱绳长度的改变量正比于腱绳4所连接的椎骨组件1-2的位置。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图2、图8、图9和图10具体说明本实施方式，本实施方式中每两套相邻导向滑轮组之间的夹角为120°，每套导向滑轮组包括支撑板2-18和多个滑轮2-16，所述支撑板2-18竖直设置，支撑板2-18的一侧与转接杆1-5的外壁相连接，支撑板2-18的下端固定连接在箱体2-15上，支撑板2-18沿其板面厚度方向加工有多个阶梯孔，每个阶梯孔内设置有一个滑轮2-16。

本实施方式中为使每等份中的五根腱绳4稳定地安装在该等份对应的驱动轮组2-6上，通常每根腱绳4需要两个滑轮2-16来引导腱绳的走向，以使腱绳4走向相切于驱动轮组2-6的边缘，而连接在机械臂骨架中最顶端的椎骨组件1-2上的腱绳4由于结构和空间的限制仅需要一个滑轮2-16就可以引导其正确的走向，所以每套导向滑轮组共设置九个滑轮2-16即可，如此设置是根据样品试验得出，结构简单且设置合理，有利于十五根腱绳4、三套导向滑轮组和三套驱动系统之间稳定配合实现机械臂本体1各种动作，同时还能够保证每根腱绳4连接位置稳定无脱落现象发生。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1、图2、图8、图9和图10具体说明本实施方式，本实施方式中每套绝对位置传感器包括电位计2-12和转接电路板2-13，电位计2-12焊接在转接电路板2-13上，转接电路板2-13固定安装在箱体2-15的内壁上。

本实施方式中绝对位置传感器为已有产品。本发明中电机2-1的输出轴安装在减速器2-2的输入端，减速器2-2通过转接框架2-3固定安装在箱体2-15上，运动输出轴2-4的一端通过型孔与减速器2-2的输出轴连接，动力输出轴2-4通过第二轴承2-5和第三轴承2-8与箱体2-15连接，驱动轮组2-6通过型孔固定安装在运动输出轴2-4上，驱动轮组2-6通过轴套2-7定位于第三轴承2-8，多个压片2-14固定安装在驱动轮组2-6上，电位计2-12通过转接轴2-11与运动输出轴2-4连接，转接轴2-11把挡圈2-10压紧在第三轴承2-8上，端盖2-9固定安装在箱体2-15上。如此设置，具有结构简单紧凑、集成度高、易于维护的优点，节约成本，通过三套驱动系统实现了十五路运动输出，每组驱动器的输出转矩高达10Nm。本实施方式中每个滑轮2-16通过两个第四轴承安装在端盖2-9上。如此设置，引导腱绳的走向，使腱绳稳定地安装在驱动轮组2-6上，减小摩擦和能量损失，保证腱绳的使用寿命。其它组成及连接关系与具体实施方式一或三相同。

具体实施方式五：结合图1、图2和图11具体说明本实施方式，本实施方式中所述电气系统3包括三套控制电路板3-1、三个散热风扇3-2和三个固定框架3-3，三个固定框架3-3为筒形壳体，三个固定框架3-3同轴设置且从上到下依次固定连接，处于最顶端的固定框架3-3与箱体2-15的底部固定连接，每个固定框架3-3对应有一套控制电路板3-1，每套控制电路板3-1对应有一个散热风扇3-2，每个散热风扇3-2固定安装在其对应的控制电路板3-1上，每个控制电路板3-1固定安装在其对应的固定框架3-3内。

本实施方式中控制电路板3-1、散热风扇3-2和固定框架3-3的数量均为三个，如此设置便于模块化设计并增强了可扩展性，每个散热风扇3-2通过四个螺柱固定安装在其对应的散热电路板3-1上，每套散热电路板3-1通过四个螺柱固定安装在固定框架3-3上。本实施方式中控制电路板3-1为已有产品。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1、图2、图6和图7具体说明本实施方式，本实施方式中每个椎骨组件1-2包括椎骨本体1-2-3、大固定套1-2-4、两个锁紧螺母1-2-2、三个小固定套1-2-5和三个腱绳穿过块1-2-1，所述椎骨本体1-2-3的两端沿其长度方向各加工有一个圆形凹槽1-2-6，每个圆形凹槽1-2-6的槽内壁上沿其圆周方向均匀加工有多个豁口1-2-7，所述大固定套1-2-4套装在椎骨本体1-2-3上，所述大固定套1-2-4的外壁上沿其圆周方向均匀布置有三个小固定套1-2-5，所述大固定套1-2-4、三个小固定套1-2-5和椎骨本体1-2-3之间固定连接制为一体，每个固定套1-2-5内可拆卸连接有一个腱绳穿过块1-2-1，每个腱绳穿过块1-2-1上加工有五个腱绳穿过孔1-2-8，每个腱绳穿过孔1-2-8内穿设有一根腱绳4，两个锁紧螺母1-2-2分别套装在椎骨本体1-2-3的两端且每个锁紧螺母1-2-2与大固定套1-2-4相贴紧。

本实施方式中由于每个驱动轮组2-6包括五个不同半径的驱动轮，驱动轮为槽轮。每个驱动轮缘处安装有一个压片2-14，每个压片2-14通过一个M2的螺钉将该驱动轮对应的腱绳4的一端固定安装在驱动轮组2-6上，该腱绳4的另一端固定安装在腱绳穿过块1-2-1上。腱绳穿过块1-2-1用黄铜材料制成。椎骨组件1-2的结构为腱绳4在腱绳穿过块1-2-1的腱绳穿过孔1-2-8中通过提供润滑，以减轻腱绳4的磨损，延长腱绳4的使用寿命。

本实施方式中椎间盘1-3的两端分别固定安装在相邻的椎骨本体1-2-3上，锁紧螺母1-2-2通过螺纹与椎骨本体1-2-3连接，在锁紧螺母1-2-2和椎骨本体1-2-3的一端分别设置有互补的一组环状斜面，随着锁紧螺母1-2-2的旋进，椎骨本体1-2-3的一端通过其自身加工的圆形凹槽1-2-6和多个豁口1-2-7逐渐收缩以抱紧椎间盘1-3，即椎骨1-2-3以其自身的结构，在工作过程中通过其两端变形以实现抱紧椎间盘1-3的效果，如此设置，有效节省组成机械臂本体1的零件数量，减少机械臂本体1组成零件的类型，从而实现降低机械臂本体1的复杂构成程度，简化其组装步骤，降低难度。同时避免采用金属橡胶的椎间盘1-3的纤维受到破坏而影响超灵巧机械臂的性能。豁口1-2-7经过样品试验后最佳加工数目为六条。其它组成及连接关系与具体实施方式一或五相同。

具体实施方式七：结合图1、图2和图5具体说明本实施方式，本实施方式中所述六维力传感器组件1-1包括传感器1-1-1和转接座1-1-2，所述传感器1-1-1固定安装在转接座1-1-2上。本实施方式中传感器1-1-1为六维力传感器，其为已有产品。传感器1-1-1通过三个M2的沉头螺钉固定安装在转接座1-1-2上。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

结合本发明的有益效果说明三套驱动系统与十五根腱绳相配合实现的十五路运动输出的过程：

本发明中十五根腱绳4均分为三等份腱绳组，每等份腱绳组包括五根腱绳4，每等份腱绳组对应有一套导向滑轮组和一个驱动轮组2-6，每等份腱绳组中的五根腱绳4分别为第一腱绳、第二腱绳、第三腱绳、第四腱绳和第五腱绳，第一腱绳的长度最长，第一腱绳对应有一个滑轮2-16和驱动轮组2-6中半径最大的驱动轮，第一腱绳的首端加工有铜质球形突起，第一腱绳的首端穿设在机械臂骨架中最顶端的椎骨组件1-2中的一个腱绳穿过块1-2-1上，第一腱绳的首端通过铜质球形突起与腱绳穿过块1-2-1中的腱绳穿过孔1-2-8相卡紧，第一腱绳的末端依次穿过最顶端的椎骨组件1-2以下的多个椎骨组件1-2后缠绕导向滑轮组中的其对应的滑轮2-16，最后设置在其对应的驱动轮组2-6中半径最大的驱动轮上，第一腱绳的末端根据其首端在机械臂骨架上位置通过螺钉和其对应的压片2-14依次固定安装在半径最大的驱动轮上，第一腱绳的末端也可加工有铜质球形突起便于其末端位置的安装。

第二腱绳的长度小于第一腱绳且大于第三腱绳，第二腱绳对应有两个滑轮2-16和驱动轮组2-6中半径第二大的驱动轮，第二腱绳的首端加工有铜质球形突起，第一腱绳的首端穿设在机械臂骨架中与最顶端的椎骨组件1-2最靠近的椎骨组件1-2，即次顶端椎骨组件1-2中的一个腱绳穿过块1-2-1上，第二腱绳的首端通过铜质球形突起与腱绳穿过块1-2-1中的腱绳穿过孔1-2-8相卡紧，第二腱绳的末端依次穿过次顶端椎骨组件1-2以下的多个椎骨组件1-2后缠绕导向滑轮组中的其对应的两个滑轮2-16，最后设置在其对应的驱动轮组2-6中半径第二大的驱动轮上，第二腱绳的末端根据其首端在机械臂骨架上位置通过螺钉和其对应压片2-14依次固定安装在半径第二大的驱动轮上，第二腱绳的末端也可加工有铜质球形突起便于其末端位置的安装。

第三腱绳、第四腱绳和第五腱绳的长度依次缩减，第三腱绳、第四腱绳和第五腱绳的布置和连接关系与第二腱绳的布置和连接关系相同。其他等份腱绳组的工作过程同上。

结合说明书附图12和图13说明本发明的工作原理：

图12和图13分别是本发明运动的极限位置和中间运动过程。运动输出轴2-4通过输出轮组2-6带动腱绳4伸长或者缩短，在腱绳4的作用下椎骨组件1-2向腱绳缩短的一侧运动，引起椎间盘1-3的变形，从而实现机械臂的运动。通过协调三组等份腱绳组的伸长或缩短的长度可以使机械臂实现空间任意方向的弯曲运动，最大可使整个机械臂弯曲成一个半圆状。

Claims (2)

1.一种分段式超灵巧机械臂，它包括机械臂本体(1)、肌肉群式的驱动传动系统(2)、电气系统(3)和十五根腱绳(4)；

所述机械臂本体(1)包括六维力传感器组件(1-1)、中空支撑管(1-4)、转接杆(1-5)、多个椎骨组件(1-2)和多个椎间盘(1-3)，所述多个椎骨组件(1-2)和多个椎间盘(1-3)同轴设置且交替连接形成机械臂骨架，每个椎间盘(1-3)的上端和下端分别设置有一个椎骨组件(1-2)，所述六维力传感器组件(1-1)固定安装在机械臂骨架中处于最顶端的椎骨组件(1-2)上，多个椎骨组件(1-2)和多个椎间盘(1-3)均穿设在中空支撑管(1-4)上，所述转接杆(1-5)位于机械臂骨架的下方且与机械臂骨架同轴设置，所述转接杆(1-5)为阶梯型杆体，所述转接杆(1-5)的小径端设置在机械臂骨架中处于最底端的椎骨组件(1-2)上，所述转接杆(1-5)内加工有空腔，所述空腔与中空支撑管(1-4)的下端相连通；

所述肌肉群式的驱动传动系统包括箱体(2-15)、三套导向滑轮组、三套驱动系统和三套绝对位置传感器，所述转接杆(1-5)的大径端固定连接在箱体(2-15)顶部的中心处，所述箱体(2-15)包括三个条形连接框，所述三个条形连接框之间固定连接制为一体，所述三个条形连接框以转接杆(1-5)轴向方向的中心轴线为中心均匀分布在转接杆(1-5)的下方，每个条形连接框对应有一套驱动系统，每套驱动系统可拆卸连接在其对应的条形连接框上，每套驱动系统上设置有一套绝对位置传感器，三套导向滑轮组以转接杆(1-5)轴向方向的中心轴线为中心均匀分布在转接杆(1-5)的周围，电气系统(3)固定安装在箱体(2-15)的底部，所述十五根腱绳(4)均设置在机械臂本体(1)和肌肉群式的驱动传动系统(2)之间，每根腱绳(4)的首端沿机械臂骨架的长度方向设置在机械臂骨架上，每根腱绳(4)的末端设置在肌肉群式的驱动传动系统(2)上；

所述三套驱动系统相对箱体(2-15)的纵向中心线间隔120°均匀分布在箱体(2-15)内，每套驱动系统包括电机(2-1)、减速器(2-2)、运动输出轴(2-4)、第一轴承(2-5)、第二轴承(2-8)和驱动轮组(2-6)，所述减速器(2-2)固定安装在箱体(2-15)上，电机(2-1)的输出轴通过减速器(2-2)与运动输出轴(2-4)的一端相连接，所述运动输出轴(2-4)的另一端依次通过第一轴承(2-5)、第二轴承(2-8)与箱体(2-15)的内壁相连接，驱动轮组(2-6)固定安装在运动输出轴(2-4)上；

每两套相邻导向滑轮组之间的夹角为120°，每套导向滑轮组包括支撑板(2-18)和多个滑轮(2-16)，所述支撑板(2-18)竖直设置，支撑板(2-18)的一侧与转接杆(1-5)的外壁相连接，支撑板(2-18)的下端固定连接在箱体(2-15)上，支撑板(2-18)沿其板面厚度方向加工有多个阶梯孔，每个阶梯孔内设置有一个滑轮(2-16)；

每套绝对位置传感器包括电位计(2-12)和转接电路板(2-13)，电位计(2-12)焊接在转接电路板(2-13)上，转接电路板(2-13)固定安装在箱体(2-15)的内壁上；

所述电气系统(3)包括三套控制电路板(3-1)、三个散热风扇(3-2)和三个固定框架(3-3)，三个固定框架(3-3)为筒形壳体，三个固定框架(3-3)同轴设置且从上到下依次固定连接，处于最顶端的固定框架(3-3)与箱体(2-15)的底部固定连接，每个固定框架(3-3)对应有一套控制电路板(3-1)，每套控制电路板(3-1)对应有一个散热风扇(3-2)，每个散热风扇(3-2)固定安装在其对应的控制电路板(3-1)上，每个控制电路板(3-1)固定安装在其对应的固定框架(3-3)内，其特征在于：每个椎骨组件(1-2)包括椎骨本体(1-2-3)、大固定套(1-2-4)、两个锁紧螺母(1-2-2)、三个小固定套(1-2-5)和三个腱绳穿过块(1-2-1)，所述椎骨本体(1-2-3)的两端沿其长度方向各加工有一个圆形凹槽(1-2-6)，每个圆形凹槽(1-2-6)的槽内壁上沿其圆周方向均匀加工有多个豁口(1-2-7)，所述大固定套(1-2-4)套装在椎骨本体(1-2-3)上，所述大固定套(1-2-4)的外壁上沿其圆周方向均匀布置有三个小固定套(1-2-5)，所述大固定套(1-2-4)、三个小固定套(1-2-5)和椎骨本体(1-2-3)之间固定连接制为一体，每个小固定套(1-2-5)内可拆卸连接有一个腱绳穿过块(1-2-1)，每个腱绳穿过块(1-2-1)上加工有五个腱绳穿过孔(1-2-8)，每个腱绳穿过孔(1-2-8)内穿设有一根腱绳(4)，两个锁紧螺母(1-2-2)分别套装在椎骨本体(1-2-3)的两端且每个锁紧螺母(1-2-2)与大固定套(1-2-4)相贴紧。

2.根据权利要求1所述的一种分段式超灵巧机械臂，其特征在于：所述六维力传感器组件(1-1)包括传感器(1-1-1)和转接座(1-1-2)，所述传感器(1-1-1)固定安装在转接座(1-1-2)上。