CN105522589A - 一种模块化可折叠式机械臂单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化可折叠式机械臂单元，包括：至少一个支撑套筒（4）、与支撑套筒（4）螺栓连接的观察套筒（5）、支撑套筒（4）两端的拐角套筒（1）、驱动两端拐角套筒（1）绕X轴和Y轴旋转的X轴旋转组件（7）、Y轴旋转组件（2）、提供转动力矩的动力组件（3）、连接机械臂单元与机器人机体的机械臂基座组件（6）以及与机械臂单元配套的机械手组件（8）；本发明其能够克服机械臂体积对其工作范围的限制，在保证机器人工作能力的前提下，提高其在狭小空间的通过能力；同时本单元为模块化结构，可以灵活调整组成机械臂的模块数量，以满足不同情况下的使用需求。

Description

一种模块化可折叠式机械臂单元

技术领域

本发明涉及一种机器人用机械臂，具体是一种模块化可折叠式机械臂单元，属于机器人技术领域。

背景技术

机器人是替代人在危险环境下工作的高科技产品，机械臂是机器人的最重要组成部件之一。机械臂体积与工作能力之间的矛盾限制着机器人的应用与发展，如何同时保证机器人的工作能力和狭窄空间通过能力，是机器人领域的重大研究方向之一。

发明内容

本发明提供一种模块化可折叠式机械臂单元，其能够克服机械臂体积对其工作范围的限制，在保证机器人工作能力的前提下，提高其在狭小空间的通过能力；同时本单元为模块化结构，可以灵活调整组成机械臂的模块数量，以满足不同情况下的使用需求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化可折叠式机械臂单元，它包括：至少一个支撑套筒、与支撑套筒螺栓连接的观察套筒、支撑套筒两端的拐角套筒、驱动两端拐角套筒绕X轴和Y轴旋转的X轴旋转组件、Y轴旋转组件、提供转动力矩的动力组件、连接机械臂单元与机器人机体的机械臂基座组件以及与机械臂单元配套的机械手组件；

其中，所述的相邻的支撑套筒通过设置在两端拐角套筒内的X轴旋转组件、Y轴旋转组件实现折叠和伸缩运动，从而克服机械臂体积对机器人工作范围的限制。

所述的拐角套筒、Y轴旋转组件、动力组件、机械臂基座组件、X轴旋转组件以及机械手组件均为整体式模块化结构。

所述的X轴旋转组件包括X轴内旋转连接件、X轴外旋转连接件、深沟球轴承一、推力球轴承一、A型平键以及动力轴轴向固定片；

X轴内旋转连接件与支撑套筒螺栓固定，X轴外旋转连接件与拐角套筒螺栓固定；深沟球轴承一的内外圈分别与动力组件的输出轴和X轴内旋转连接件的沉孔过盈配合，推力球轴承一的内外圈分别与X轴内旋转连接件的凸台和X轴外旋转连接件的沉孔过盈配合；

动力组件的输出轴穿过X轴内旋转连接件的中心孔之后与X轴外旋转连接件通过A型平键周向固定，螺钉穿过动力轴轴向固定片与动力组件的输出轴螺纹连接，实现X轴外旋转连接件的轴向固定；动力组件的输出轴通过X轴外旋转连接件带动拐角套筒绕X轴旋转。

所述的Y轴旋转组件包括深沟球轴承四、过渡连接件、加长轴、锥齿轮、过渡拐角套筒、独立轴、深沟球轴承二、Y轴内旋转连接件、推力球轴承二、Y轴外旋转连接件以及独立轴轴向固定片；

所述的过渡连接件两侧分别与支撑套筒和过渡拐角套筒螺栓固定，Y轴内旋转连接件与过渡拐角套筒螺栓固定，Y轴外旋转连接件与拐角套筒螺栓固定；深沟球轴承四的内外圈分别与加长轴的轴段和过渡连接件的沉孔过盈配合，深沟球轴承二的内外圈分别与独立轴的轴段和Y轴内旋转连接件的沉孔过盈配合，推力球轴承二的内外圈分别与Y轴内旋转连接件的凸台和Y轴外旋转连接件的沉孔过盈配合；

加长轴的一端通过键和轴肩分别实现与动力组件输出轴的周向和轴向固定，另一端穿过过渡连接件的内孔；独立轴的一端通过键和轴肩以及独立轴周向固定片实现与Y轴外旋转连接件的周向和轴向固定，另一侧穿过Y轴内旋转连接件的内孔；

一对啮合的锥齿轮分别与独立轴和加长轴的伸出端螺栓固定，动力组件输出的转动力矩经锥齿轮对变向之后带动Y轴外旋转连接件转动，从而带动拐角套筒绕Y轴转动。

所述的动力组件包括伺服电机、谐波减速器、电机下卡板以及电机上卡板；

电机下卡板与支撑套筒螺栓连接，伺服电机嵌入两个电机下卡板的凹槽中，两个电机上卡板分别与伺服电机两侧的电机下卡板配合，用螺钉拧紧，以使得伺服电机与支撑套筒轴向和周向固定；

谐波减速器与过渡连接件或X轴内旋转连接件螺栓连接，使其与支撑套筒保持周向和轴向固定，伺服电机输出的扭矩经谐波减速器放大之后，为X轴旋转组件和Y轴旋转组件提供动力。

所述的机械臂基座组件，包括基座连接套筒、动力组件、X轴旋转组件以及拐角套筒；基座连接套筒一端与机器人车体固定，另一端通过动力组件和X轴旋转组件驱动拐角套筒绕X轴旋转；拐角套筒又与机械臂单元的Y轴旋转组件相连，从而实现机械臂基座连接车体与机械臂单元并提供一个转动自由度的功能。

所述的机械手组件包括末端夹持组件、末端旋转组件、末端俯仰组件以及机械手旋转组件；机械手旋转组件与支撑套筒螺栓固定，并为机械手提供一个X轴旋转自由度；末端俯仰组件为末端执行器提供一个A轴旋转自由度；末端旋转组件为末端执行器提供一个B轴旋转自由度；末端夹持组件为机械手提供一个沿C轴的夹持运动。

所述的机械手旋转组件包括减速器轴向固定片、机械手外旋转连接件、推力球轴承三、机械手内旋转连接件以及深沟球轴承三；

机械手内旋转连接件与支撑套筒螺栓固定，深沟球轴承三的内外圈分别与动力组件的输出轴和机械手内旋转连接件的沉孔过盈配合，推力球轴承三的内外圈分别与机械手内旋转连接件的凸台和机械手外旋转连接件的沉孔过盈配合；

动力组件的输出轴穿过机械手内旋转连接件的中心孔，并通过键和减速器轴向固定片与机械手外旋转连接件的保持周向和轴向固定；动力组件通过机械手外旋转连接件，为机械手提供绕X轴的旋转自由度。

所述的末端俯仰组件，包括旋转俯仰连接件、俯仰舵机圆盘、俯仰双轴舵机、俯仰舵机侧板以及旋转俯仰连接肋板；

旋转俯仰连接件两侧分别与旋转俯仰连接肋板螺栓连接以增加其强度，旋转俯仰连接件一端用螺栓固定在机械手外旋转连接件上，另一端与俯仰舵机圆盘螺栓连接；俯仰舵机侧板与俯仰双轴舵机螺栓连接；俯仰双轴舵机通过自身的转动带动末端执行器绕垂直于X轴的A轴旋转。

所述的末端旋转组件包括旋转舵机圆盘、末端旋转舵机以及旋转舵机连接板；旋转舵机圆盘与俯仰舵机侧板螺栓固定，旋转舵机连接板与旋转舵机螺栓固定，旋转舵机通过自身的旋转带动末端执行器绕垂直于A轴的B轴旋转；

所述的末端夹持组件包括旋转夹持连接件、夹持舵机、夹持舵机连接板、摇杆、舵机一字臂、摇杆滑块连接板、夹持手指、手指肋板、夹持滑块、T型滑轨以及U型滑轨连接件；

L型的旋转夹持连接件一端与旋转舵机连接板螺栓固定，另一端与夹持舵机连接板螺栓固定；夹持舵机与夹持舵机螺栓固定；摇杆两端分别与舵机一字臂和摇杆滑块连接板的一端螺栓连接，摇杆滑块连接板的另一端与夹持滑块螺栓固定，组成曲柄滑块机构；

U型滑轨连接件两侧分别与夹持舵机连接板和T型滑轨螺栓固定；两侧分别连接手指肋板的夹持手指通过螺栓固定在夹持滑块上；两个夹持滑块沿着T型滑轨所在直线相向运动，舵机通过曲柄滑块机构带动夹持手指沿垂直于B轴的C轴运动，实现夹持动作；

其中，所述的T型滑轨两端有用来限制夹持滑块最大行程的螺钉。

本发明的模块化可折叠机械臂单元及其支座和机械手组成的可折叠机械臂，能够克服机械臂体积对机器人工作范围的限制，机械臂不工作时折叠收回，减小机器人体积以提高其在狭窄空间中的通过能力，到达工作地点后机械臂伸展开来，可以再相当大的空间范围内工作；并且本发明中所有部件均为模块化结构，可以灵活调整组成机械臂的模块数量，以满足不同情况下的使用需求。

附图说明

图1为本发明的总体结构图；

图2为本发明的X轴旋转组件分解图；

图3为本发明的Y旋转组件分解图；

图4为本发明的动力组件结构图；

图5为本发明的机械臂基座组件结构图；

图6为本发明的机械手组件结构视图；

图7为本发明的机械手旋转组件分解图；

图8为本发明的末端俯仰组件结构图；

图9为本发明的末端旋转组件结构图；

图10为本发明的末端夹持组件结构图；

图11为本发明的轴A、轴B、轴C的相对位置示意图；

图12本发明的三模块机械臂单元最小体积示意图；

图13为本发明的三模块机械臂单元最大工作范围示意图。

图中：1、拐角套筒，2、Y轴旋转组件，2.1、深沟球轴承四，2.2、过渡连接件，2.3、加长轴，2.4、锥齿轮，2.5、过渡拐角套筒，2.6、独立轴，2.7、深沟球轴承二，2.8、Y轴内旋转连接件，2.9、推力球轴承二，2.10、Y轴外旋转连接件，2.11、独立轴轴向固定片，3、动力组件，3.1、谐波减速器，3.2、电机下卡板，3.3电机上卡板，3.4、伺服电机，4、支撑套筒，5、观察套筒，6、机械臂基座组件，6.1、基座连接套筒，7、X轴旋转组件，7.1、动力轴轴向固定片，7.2、X轴外旋转连接件，7.3、推力球轴承一，7.4、X轴内旋转连接件，7.5、深沟球轴承一，7.6、A型平键，8、机械手组件，8.1、末端夹持组件，8.1.1、旋转夹持连接件，8.1.2、夹持舵机，8.1.3夹持舵机连接板，8.1.4、摇杆，8.1.5、舵机一字臂，8.1.6、摇杆滑块连接板，8.1.7、夹持手指，8.1.8、手指肋板，8.1.9、夹持滑块，8.1.10、T型滑轨，8.1.11、U型滑轨连接件，8.2、末端旋转组件，8.2.1、旋转舵机圆盘，8.2.2、末端旋转舵机，8.2.3旋转舵机连接板，8.3、末端俯仰组件，8.3.1、旋转俯仰连接件，8.3.2、俯仰舵机圆盘，8.3.3、俯仰双轴舵机，8.3.4、俯仰舵机侧板，8.3.5、旋转俯仰连接肋板，8.4、机械手旋转组件，8.4.1、减速器轴向固定片，8.4.2、机械手外旋转连接件，8.4.3、推力球轴承三，8.4.4、机械手内旋转连接件8.4.5、深沟球轴承三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

应注意到的是：除非另外具体说明，否则本实施例中阐述的部件的相对布置、数值等不限于本发明的范围。

如图1所示，一种模块化可折叠式机械臂单元，它包括：至少一个支撑套筒4、与支撑套筒4螺栓连接的观察套筒5、支撑套筒4两端的拐角套筒1、驱动两端拐角套筒1绕X轴和Y轴旋转的X轴旋转组件7、Y轴旋转组件2、提供转动力矩的动力组件3、连接机械臂单元与机器人机体的机械臂基座组件6以及与机械臂单元配套的机械手组件8；

其中，所述的相邻的支撑套筒4通过设置在两端拐角套筒1内的X轴旋转组件7、Y轴旋转组件2实现折叠和展开运动，从而克服机械臂体积对机器人工作范围的限制。

进一步，拐角套筒1、Y轴旋转组件2、动力组件3、机械臂基座组件6、X轴旋转组件7以及机械手组件8均为整体式模块化结构；可以灵活调整组成机械臂的模块数量，以满足不同情况下的使用需求。

图2所示：所述的X轴旋转组件7包括X轴内旋转连接件7.4、X轴外旋转连接件7.2、深沟球轴承一7.5、推力球轴承一7.3、A型平键7.6以及动力轴轴向固定片7.1；

X轴内旋转连接件7.2与支撑套筒4螺栓固定，X轴外旋转连接件7.2与拐角套筒1螺栓固定；深沟球轴承一7.5的内外圈分别与动力组件3的输出轴和X轴内旋转连接件7.4的沉孔过盈配合，推力球轴承一7.3的内外圈分别与X轴内旋转连接件7.4的凸台和X轴外旋转连接件7.2的沉孔过盈配合；

动力组件3的输出轴穿过X轴内旋转连接件7.4的中心孔之后与X轴外旋转连接件7.2通过A型平键7.6周向固定，螺钉穿过动力轴轴向固定片7.1与动力组件3的输出轴螺纹连接，实现X轴外旋转连接件7.2的轴向固定；动力组件3的输出轴通过X轴外旋转连接件7.2带动拐角套筒1绕X轴旋。

如图3所示：Y轴旋转组件2包括深沟球轴承四2.1、过渡连接件2.2、加长轴2.3、锥齿轮2.4、过渡拐角套筒2.5、独立轴2.6、深沟球轴承二2.7、Y轴内旋转连接件2.8、推力球轴承二2.9、Y轴外旋转连接件2.10、独立轴轴向固定片2.11；

过渡连接件2.2两侧分别与支撑套筒4和过渡拐角套筒2.5螺栓固定，Y轴内旋转连接件2.8与过渡拐角套筒2.5螺栓固定，Y轴外旋转连接件2.11与拐角套筒1螺栓固定；深沟球轴承四2.1的内外圈分别与加长轴2.3的轴段和过渡连接件2.2的沉孔过盈配合，深沟球轴承二2.7的内外圈分别与独立轴2.6的轴段和Y轴内旋转连接件2.8的沉孔过盈配合，推力球轴承二2.9的内外圈分别与Y轴内旋转连接件2.8的凸台和Y轴外旋转连接件2.10的沉孔过盈配合；

加长轴2.3的一端通过键和轴肩分别实现与动力组件3输出轴的周向和轴向固定，另一端穿过过渡连接件2.2的内孔；独立轴2.6的一端通过键和轴肩以及独立轴周向固定片实现与Y轴外旋转连接件2.10的周向和轴向固定，另一侧穿过Y轴内旋转连接件2.8的内孔；

一对啮合的锥齿轮2.4分别与独立轴2.6和加长轴2.3的伸出端螺栓固定，动力组件3输出的转动力矩经锥齿轮对变向之后带动Y轴外旋转连接件2.10转动，从而带动拐角套筒1绕Y轴转动。

如图4所示：所述的动力组件3包括伺服电机3.4、谐波减速器3.1、电机下卡板3.2以及电机上卡板3.3；

电机下卡板3.2与支撑套筒4螺栓连接，伺服电机3.4嵌入两个电机下卡板3.2的凹槽中，两个电机上卡板3.3分别与伺服电机3.4两侧的电机下卡板3.2配合，用螺钉拧紧，以使得伺服电机3.4与支撑套筒4轴向和周向固定；

谐波减速器3.1与过渡连接件2.2或X轴内旋转连接件7.2螺栓连接，使其与支撑套筒4保持周向和轴向固定，伺服电机3.4输出的扭矩经谐波减速器3.1放大之后，为X轴旋转组件7和Y轴旋转组件2提供动力。

如图5所示：机械臂基座组件6包括基座连接套筒6.1、动力组件3、X轴旋转组件7以及拐角套筒1；

基座连接套筒6.1一端与机器人车体固定，另一端通过动力组件3和X轴旋转组件7驱动拐角套筒1绕X轴旋转；拐角套筒1又与机械臂单元的Y轴旋转组件2相连，从而实现机械臂基座连接车体与机械臂单元并提供一个转动自由度的功能。

如图6和图11所示：机械手组件8包括末端夹持组件8.1、末端旋转组件8.2、末端俯仰组件8.3以及机械手旋转组件8.4；

机械手旋转组件8.4与支撑套筒4螺栓固定，并为机械手提供一个X轴旋转自由度；末端俯仰组件8.3为末端执行器提供一个A轴旋转自由度；末端旋转组件8.2为末端执行器提供一个B轴旋转自由度；末端夹持组件8.1为机械手提供一个沿C轴的夹持运动。

如图7所示：机械手旋转组件8.4包括减速器轴向固定片8.4.1、机械手外旋转连接件8.4.2、推力球轴承三8.4.3、机械手内旋转连接件8.4.4以及深沟球轴承三8.4.5；

机械手内旋转连接件8.4.4与支撑套筒4螺栓固定，深沟球轴承三8.4.5的内外圈分别与动力组件3的输出轴和机械手内旋转连接件8.4.4的沉孔过盈配合，推力球轴承三8.4.2的内外圈分别与机械手内旋转连接件8.4.4的凸台和机械手外旋转连接件8.4.2的沉孔过盈配合；

动力组件3的输出轴穿过机械手内旋转连接件8.4.4的中心孔，并通过键和减速器轴向固定片8.4.1与机械手外旋转连接件8.4.2的保持周向和轴向固定；动力组件3通过机械手外旋转连接件8.4.2，为机械手提供绕X轴的旋转自由度。

如图8和图11所示：末端俯仰组件8.3包括旋转俯仰连接件8.3.1、俯仰舵机圆盘8.3.2、俯仰双轴舵机8.3.3、俯仰舵机侧板8.3.4以及旋转俯仰连接肋板8.3.5；

旋转俯仰连接件8.3.1两侧分别与旋转俯仰连接肋板8.3.5螺栓连接以增加其强度，旋转俯仰连接件8.3.1一端用螺栓固定在机械手外旋转连接件8.4.2上，另一端与俯仰舵机圆盘8.3.2螺栓连接；俯仰舵机侧板8.3.4与俯仰双轴舵机8.3.3螺栓连接；俯仰双轴舵机8.3.3通过自身的转动带动末端执行器绕垂直于X轴的A轴旋转。

如图9和图11所示：末端旋转组件8.2包括旋转舵机圆盘8.2.1、末端旋转舵机8.2.2以及旋转舵机连接板8.2.3；旋转舵机圆盘8.2.1与俯仰舵机侧板8.3.4螺栓固定，旋转舵机连接板8.2.3与旋转舵机8.2.2螺栓固定，旋转舵机8.2.2通过自身的旋转带动末端执行器绕垂直于A轴的B轴旋转。

如图10和图11所示：末端夹持组件8.1，包括旋转夹持连接件8.1.1、夹持舵机8.1.2、夹持舵机连接板8.1.3、摇杆8.1.4、舵机一字臂8.1.5、摇杆滑块连接板8.1.6、夹持手指8.1.7、手指肋板8.1.8、夹持滑块8.1.9、T型滑轨8.1.10以及U型滑轨连接件8.1.11；

L型的旋转夹持连接件8.1.1一端与旋转舵机连接板8.2.3螺栓固定，另一端与夹持舵机连接板8.1.3螺栓固定；夹持舵机8.1.2与夹持舵机螺栓固定；摇杆两端分别与舵机一字臂8.1.5和摇杆滑块连接板8.1.6的一端螺栓连接，摇杆滑块连接板8.1.6的另一端与夹持滑块8.1.9螺栓固定，组成曲柄滑块机构；

U型滑轨连接件8.1.11两侧分别与夹持舵机连接板8.1.3和T型滑轨8.1.10螺栓固定；两侧分别连接手指肋板8.1.8的夹持手指8.1.7通过螺栓固定在夹持滑块8.1.9上；两个夹持滑块8.1.9沿着T型滑轨8.1.10所在直线相向运动，舵机通过曲柄滑块机构带动夹持手指沿垂直于B轴的C轴运动，实现夹持动作；

其中，所述的T型滑轨8.1.10两端有用来限制夹持滑块8.1.9最大行程的螺钉。

同时在X轴内旋转连接件7.4、X轴外旋转连接件7.2、过渡连接件2.2、Y轴内旋转连接件2.8、Y轴外旋转连接件2.10、机械手外旋转连接件8.4.2以及机械手内旋转连接件8.4.4上均开有两个角度为90度的槽以便于旋转过程中电机线的移动；

在机器人移动到工作地点的过程中，机械臂为折叠收回在车体两侧，使其具有良好的狭窄空间通过能力；到达目的地后，机械臂伸展开来，在相当大的空间范围内工作；针对不同的工作条件，灵活改变机械臂模块的数量，以适应不同的需求；如图12为本发明的三模块机械臂单元最小体积状态即折叠状态；图13为本发明的三模块机械臂单元最大工作范围状态即展开状态。

综上所述：本发明的模块化可折叠机械臂单元及其支座和机械手组成的可折叠机械臂，能够克服机械臂体积对机器人工作范围的限制，机械臂不工作时折叠收回，减小机器人体积以提高其在狭窄空间中的通过能力，到达工作地点后机械臂伸展开来，可以再相当大的空间范围内工作；本发明中的各部件均为模块化结构，可以灵活调整组成机械臂的模块数量，以满足不同情况下的使用需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，它包括：至少一个支撑套筒（4）、与支撑套筒（4）螺栓连接的观察套筒（5）、支撑套筒（4）两端的拐角套筒（1）、驱动两端拐角套筒（1）绕X轴和Y轴旋转的X轴旋转组件（7）、Y轴旋转组件（2）、提供转动力矩的动力组件（3）、连接机械臂单元与机器人机体的机械臂基座组件（6）以及与机械臂单元配套的机械手组件（8）；

其中，所述的相邻的支撑套筒（4）通过设置在两端拐角套筒（1）内的X轴旋转组件（7）、Y轴旋转组件（2）实现折叠和展开运动，从而克服机械臂体积对机器人工作范围的限制。

2.根据权利要求1所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的拐角套筒（1）、Y轴旋转组件（2）、动力组件（3）、机械臂基座组件（6）、X轴旋转组件（7）以及机械手组件（8）均为整体式模块化结构。

3.根据权利要求2所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的的X轴旋转组件（7）包括X轴内旋转连接件（7.4）、X轴外旋转连接件（7.2）、深沟球轴承一（7.5）以及推力球轴承一（7.3）；

所述的X轴内旋转连接件（7.4）与支撑套筒（4）螺栓固定，X轴外旋转连接件（7.2）与拐角套筒（1）螺栓固定；深沟球轴承一（7.5）的内外圈分别与动力组件（3）的输出轴和X轴内旋转连接件（7.4）的沉孔过盈配合，推力球轴承一（7.3）的内外圈分别与X轴内旋转连接件（7.4）的凸台和X轴外旋转连接件（7.2）的沉孔过盈配合；

动力组件（3）的输出轴穿过X轴内旋转连接件（7.4）的中心孔之后与X轴外旋转连接件（7.2）通过A型平键（7.6）周向固定，螺钉穿过动力轴轴向固定片（7.1）与动力组件（3）的输出轴螺纹连接，进而实现X轴外旋转连接件（7.2）的轴向固定；动力组件（3）的输出轴通过X轴外旋转连接件（7.2）带动拐角套筒（1）绕X轴旋转。

4.根据权利要求1或2所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的Y轴旋转组件（2）包括深沟球轴承四（2.1）、过渡连接件（2.2）、加长轴（2.3）、锥齿轮（2.4）、过渡拐角套筒（2.5）、独立轴（2.6）、深沟球轴承二（2.7）、Y轴内旋转连接件（2.8）、推力球轴承二（2.9）以及Y轴外旋转连接件（2.10）；

所述的过渡连接件（2.2）两侧分别与支撑套筒（4）和过渡拐角套筒（2.5）螺栓固定，Y轴内旋转连接件（2.8）与过渡拐角套筒（2.5）螺栓固定，Y轴外旋转连接件（2.11）与拐角套筒（1）螺栓固定；

深沟球轴承四（2.1）的内外圈分别与加长轴（2.3）的轴段和过渡连接件（2.2）的沉孔过盈配合，深沟球轴承二（2.7）的内外圈分别与独立轴（2.6）的轴段和Y轴内旋转连接件（2.8）的沉孔过盈配合，推力球轴承二（2.9）的内外圈分别与Y轴内旋转连接件（2.8）的凸台和Y轴外旋转连接件（2.10）的沉孔过盈配合；

加长轴（2.3）的一端通过键和轴肩分别实现与动力组件（3）输出轴的周向和轴向固定，另一端穿过过渡连接件（2.2）的内孔；独立轴（2.6）的一端通过键和轴肩以及独立轴周向固定片实现与Y轴外旋转连接件（2.10）的周向和轴向固定，另一侧穿过Y轴内旋转连接件（2.8）的内孔；

一对啮合的锥齿轮（2.4）分别与独立轴（2.6）和加长轴（2.3）的伸出端螺栓固定，动力组件（3）输出的转动力矩经锥齿轮对变向之后带动Y轴外旋转连接件（2.10）转动，从而带动拐角套筒（1）绕Y轴转动。

5.根据权利要求1或2所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的动力组件（3）包括伺服电机（3.4）、谐波减速器（3.1）、电机下卡板（3.2）以及电机上卡板（3.3）；

所述的电机下卡板（3.2）与支撑套筒（4）螺栓连接，伺服电机（3.4）嵌入两个电机下卡板（3.2）的凹槽中，两个电机上卡板（3.3）分别与伺服电机（3.4）两侧的电机下卡板（3.2）配合，使得伺服电机（3.4）与支撑套筒（4）轴向和周向固定；

谐波减速器（3.1）与过渡连接件（2.2）或X轴内旋转连接件（7.2）螺栓连接，使其与支撑套筒（4）保持周向和轴向固定；伺服电机（3.4）输出的扭矩经谐波减速器（3.1）放大之后，为X轴旋转组件（7）和Y轴旋转组件（2）提供旋转动力。

6.根据权利要求1或2所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的机械臂基座组件（6）包括基座连接套筒（6.1）、动力组件（3）、X轴旋转组件（7）以及拐角套筒（1）；

所述的基座连接套筒（6.1）一端与机器人车体固定，另一端通过动力组件（3）和X轴旋转组件（7）驱动拐角套筒（1）绕X轴旋转；拐角套筒（1）又与机械臂单元的Y轴旋转组件（2）相连，从而实现机械臂基座连接车体与机械臂单元并提供一个转动自由度的功能。

7.根据权利要求1或2所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的机械手组件（8）包括末端夹持组件（8.1）、末端旋转组件（8.2）、末端俯仰组件（8.3）以及机械手旋转组件（8.4）；

所述的机械手旋转组件（8.4）与支撑套筒（4）螺栓固定，并为机械手提供一个X轴旋转自由度；末端俯仰组件（8.3）为末端执行器提供一个A轴旋转自由度；末端旋转组件（8.2）为末端执行器提供一个B轴旋转自由度；末端夹持组件（8.1）为机械手提供一个沿C轴的夹持运动。

8.根据权利要求7所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的机械手旋转组件（8.4）包括减速器轴向固定片（8.4.1）、机械手外旋转连接件（8.4.2）、推力球轴承三（8.4.3）、机械手内旋转连接件（8.4.4）以及深沟球轴承三（8.4.5）；

所述的机械手内旋转连接件（8.4.4）与支撑套筒（4）螺栓固定，深沟球轴承三（8.4.5）的内外圈分别与动力组件（3）的输出轴和机械手内旋转连接件（8.4.4）的沉孔过盈配合，推力球轴承三（8.4.2）的内外圈分别与机械手内旋转连接件（8.4.4）的凸台和机械手外旋转连接件（8.4.2）的沉孔过盈配合；动力组件（3）的输出轴穿过机械手内旋转连接件（8.4.4）的中心孔，并通过键和减速器轴向固定片（8.4.1）与机械手外旋转连接件（8.4.2）的保持周向和轴向固定；动力组件（3）通过机械手外旋转连接件（8.4.2）、为机械手提供绕X轴的旋转自由度。

9.根据权利要求7所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的末端俯仰组件（8.3）它包括旋转俯仰连接件（8.3.1）、俯仰舵机圆盘（8.3.2）、俯仰双轴舵机（8.3.3）、俯仰舵机侧板（8.3.4）以及旋转俯仰连接肋板（8.3.5）；

所述的旋转俯仰连接件（8.3.1）两侧分别与旋转俯仰连接肋板（8.3.5）螺栓连接以增加其强度，旋转俯仰连接件（8.3.1）一端用螺栓固定在机械手外旋转连接件（8.4.2）上，另一端与俯仰舵机圆盘（8.3.2）螺栓连接；俯仰舵机侧板（8.3.4）与俯仰双轴舵机（8.3.3）螺栓连接；俯仰双轴舵机（8.3.3）通过自身的转动带动末端执行器绕垂直于X轴的A轴旋转。

10.根据权利要求7所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的末端旋转组件（8.2），包括旋转舵机圆盘（8.2.1）、末端旋转舵机（8.2.2）以及旋转舵机连接板（8.2.3）；

所述的旋转舵机圆盘（8.2.1）与俯仰舵机侧板（8.3.4）螺栓固定，旋转舵机连接板（8.2.3）与旋转舵机（8.2.2）螺栓固定，旋转舵机（8.2.2）通过自身的旋转带动末端执行器绕垂直于A轴的B轴旋转。

11.根据权利要求7所述的一种模块化可折叠式机械臂单元，其特征在于，所述的末端夹持组件（8.1）包括旋转夹持连接件（8.1.1）、夹持舵机（8.1.2）、夹持舵机连接板（8.1.3）、摇杆（8.1.4）、舵机一字臂（8.1.5）、摇杆滑块连接板（8.1.6）、夹持手指（8.1.7）、手指肋板（8.1.8）、夹持滑块（8.1.9）、T型滑轨（8.1.10）以及U型滑轨连接件（8.1.11）；

所述的L型的旋转夹持连接件（8.1.1）一端与旋转舵机连接板（8.2.3）螺栓固定，另一端与夹持舵机连接板（8.1.3）螺栓固定；夹持舵机（8.1.2）与夹持舵机螺栓固定；

摇杆（8.1.4）两端分别与舵机一字臂（8.1.5）和摇杆滑块连接板（8.1.6）的一端螺栓连接，摇杆滑块连接板（8.1.6）的另一端与夹持滑块（8.1.9）螺栓固定，组成曲柄滑块机构；

U型滑轨连接件（8.1.11）两侧分别与夹持舵机连接板（8.1.3）和T型滑轨（8.1.10）螺栓固定、两侧分别连接手指肋板（8.1.8）的夹持手指（8.1.7）通过螺栓固定在夹持滑块（8.1.9）上；两个夹持滑块（8.1.9）沿着T型滑轨（8.1.10）所在直线相向运动，舵机通过曲柄滑块机构带动夹持手指沿垂直于B轴的C轴运动，实现夹持动作；

其中，所述的T型滑轨（8.1.10）两端有用来限制夹持滑块（8.1.9）最大行程的螺钉。