CN105563522A - 机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手臂，其包括：第一手臂构件；第二手臂构件，第二手臂构件通过第一转轴与第一手臂构件转动地连接，第一转轴基本垂直于第一手臂构件及第二手臂构件的长度方向；第三手臂构件，第三手臂构件通过第二转轴与第二手臂构件转动地连接，第二转轴基本平行于第二手臂构件及第三手臂构件的长度方向；枢座；第四手臂构件，枢座转动连接第三手臂构件及第四手臂构件；拉丝，拉丝与第一手臂构件、第二手臂构件、第三手臂构件及第四手臂构件中的至少一个手臂构件固定连接。该机械手臂可以通过拉动拉丝使得与拉丝连接的手臂构件相对于另一个手臂构件转动，拉动拉丝的驱动装置可设在机械手臂外，从而减轻机械手臂的自重，简化机械手臂的结构。

Description

机械手臂

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机械手臂。

背景技术

现有机械手臂的驱动装置一般设置于两个手臂构件转动连接的关节处，导致机械手臂自重过大，且关节结构复杂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种机械手臂。

本发明实施方式的机械手臂，包括：第一手臂构件；第二手臂构件，所述第二手臂构件通过第一转轴与所述第一手臂构件转动地连接，所述第一转轴基本垂直于所述第一手臂构件及所述第二手臂构件的长度方向；第三手臂构件，所述第三手臂构件通过第二转轴与所述第二手臂构件转动地连接，所述第二转轴基本平行于所述第二手臂构件及所述第三手臂构件的长度方向；枢座；第四手臂构件，所述枢座转动连接所述第三手臂构件及所述第四手臂构件；拉丝，所述拉丝与所述第一手臂构件、所述第二手臂构件、所述第三手臂构件及第四手臂构件中的至少一个手臂构件固定连接。

本发明的机械手臂可以通过拉动拉丝使得与拉丝连接的手臂构件相对于另一个手臂构件转动，在此情况下，拉动拉丝的驱动装置可以不限于设置在两个手臂构件的转动连接处，而是设置在机械手臂外，从而减轻机械手臂的自重，简化机械手臂的结构。同时，在拉丝的拉力作用下，手臂构件可以绕另外一个手臂构件转动，从而实现转动控制。

在某些实施方式中，所述第一手臂构件及所述第二手臂构件中的每一个手臂构件沿所述手臂构件的长度方向延伸有手臂连接件，所述手臂连接件形成有轴孔，所述第一转轴转动穿设所述轴孔从而将所述第一手臂构件及所述第二手臂构件转动连接。

在某些实施方式中，所述手臂连接件包括间隔平行设置的两个转轴支撑架，所述轴孔开设在所述两个转轴支撑架上，其中一个所述手臂构件的所述两个转轴支撑架设置在另一个所述手臂构件的所述两个转轴支撑架之间。

在某些实施方式中，所述转轴支撑架包括第一表面及与所述第一表面相背的第二表面，所述手臂连接件包括沿所述第一表面向远离所述第二表面方向延伸的拉丝圆盘，所述拉丝圆盘的轴向与所述第一转轴同轴，所述拉丝圆盘的尺寸大于所述第一转轴的尺寸，所述拉丝包括第一手臂拉丝，所述第一手臂拉丝绕所述拉丝圆盘并与所述转轴支撑架固定连接。

在某些实施方式中，所述第二转轴固定在所述第三手臂构件的一端，所述第二转轴包括第一表面及与所述第一表面相背的第二表面，所述第二转轴开设有贯穿所述第一表面及所述第二表面的穿孔；

所述拉丝包括第二手臂拉丝，所述第二手臂拉丝包括连接端及拉动端，所述连接端形成有凸头，所述拉动端从所述第二转轴的所述第二表面一侧穿过所述穿孔后绕所述第一表面拉动直至所述连接端的所述凸头卡设在所述穿孔内从而将所述第二手臂拉丝固定在所述第二转轴上。

在某些实施方式中，所述机械手臂包括转向轴承，所述第二手臂拉丝通过所述转向轴承改变所述第二手臂拉丝的拉动方向。

在某些实施方式中，所述拉丝包括第三手臂拉丝及枢座拉丝，所述第三手臂拉丝与所述第四手臂构件固定连接，所述枢座拉丝与所述枢座固定连接。

在某些实施方式中，所述枢座通过第三转轴与所述第三手臂构件转动连接，及通过第四转轴与所述第四手臂构件转动连接；

所述第三转轴与所述第四转轴相互垂直，所述第三手臂拉丝绕所述第四转轴，所述枢座拉丝绕所述第三转轴；

所述第三转轴的轴线与所述第四转轴的轴线交汇于一点。

在某些实施方式中，所述第四手臂构件的一端沿所述第四手臂构件的长度方向延伸有转轴支撑架，所述转轴支撑架开设有第一轴孔，所述枢座开设有第二轴孔，所述第四转轴转动地穿设所述第一轴孔及所述第二轴孔，所述转轴支撑架包括间隔设置的两个支撑架，所述第一轴孔开设在所述支撑架上，所述枢座位于所述两个支撑架之间。

在某些实施方式中，所述支撑架包括面向所述枢座的第一支撑架表面，所述第一支撑架表面上设置有拉丝圆盘，所述第三手臂拉丝绕在所述拉丝圆盘上，所述拉丝圆盘与所述第四转轴同轴设置，所述拉丝圆盘的尺寸大于所述第四转轴的尺寸。

在某些实施方式中，远离所述第二手臂构件的所述第三手臂构件的一端沿所述第三手臂构件的长度方向延伸有转轴支撑架，所述转轴支撑架开设有第三轴孔，所述枢座开设有第四轴孔，所述第三转轴转动地穿设所述第三轴孔及所述第四轴孔。

在某些实施方式中，所述枢座包括面向所述第三手臂构件的第一枢座表面，所述第一枢座表面上设置有拉丝圆盘，所述枢座拉丝绕在所述拉丝圆盘上，所述拉丝圆盘与所述第三转轴同轴设置，所述拉丝圆盘的尺寸大于所述第三转轴的尺寸。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的机械手臂的第一立体示意图。

图2是本发明实施方式的机械手臂的第二立体示意图。

图3是本发明实施方式的机械手臂的第三立体示意图。

图4是本发明实施方式的机械手臂的部分立体示意图。

图5是本发明实施方式的机械手臂的另一个部分立体示意图。

图6是图5的机械手臂的Ⅰ部分放大示意图。

图7是本发明实施方式的机械手臂的拉丝的立体示意图。

图8本发明实施方式的机械手臂的第四立体示意图。

图9是本发明实施方式的机械手臂的第五立体示意图。

图10是图9的机械手臂的手臂构件与拉丝及转轴的连接立体示意图。

图11是图9的机械手臂的拉丝的立体示意图。

图12是图9的机械手臂的手臂构件与拉丝的连接示意图。

图13是本发明实施方式的机械手臂的第六立体示意图。

图14是本发明实施方式的机械手臂的第七立体示意图。

图15是本发明实施方式的机械手臂的第八立体示意图。

图16是本发明实施方式的机械手臂的上手臂构件的立体示意图。

图17是本发明实施方式的机械手臂的枢座及转轴的立体示意图。

图18是本发明实施方式的机械手臂的手臂拉丝的立体示意图。

图19本发明实施方式的机械手臂的部分立体示意图。

图20是本发明实施方式的机械手臂的另一部分立体示意图。

图21是本发明实施方式的机械手臂的又一部分立体示意图。

图22是本发明实施方式的机械手臂的枢座拉丝的立体示意图。

图23是本发明实施方式的机械手臂的另一手臂构件的立体示意图。

图24是本发明实施方式的机械手臂的第九立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-3，本发明实施方式的机械手臂100包括通过转轴10转动连接的两个手臂构件20及绕转轴10与至少其中一个手臂构件20固定连接的拉丝30。

本发明实施方式的机械手臂100可以通过拉动拉丝30使得与拉丝30连接的手臂构件20相对于另一个手臂构件20转动，在此情况下，拉动拉丝30的驱动装置可以不限于设置在两个手臂构件20转动连接的关节处，而是可以设置在其他合适的位置，甚至是设置在机械手臂100外，从而减轻机械手臂100的自重，同时简化机械手臂100的关节结构。

在某些实施方式中，转轴10基本垂直于手臂构件20的长度方向。

如此，在拉丝30的拉力作用下，手臂构件20可以绕另外一个手臂构件20摆动，从而实现摆动控制。

请一并参阅图4及图5，在某些实施方式中，手臂构件20为中空状且两端开放的管状结构，例如在某些示例中，手臂构件20为圆管状。

如此，可以减轻手臂构件20的自重，从而进一步减轻机械手臂100的自重。

当然，可以理解，手臂构件20并不限于上面讨论的实施方式，而可以在其他实施方式中，根据需要采用其他合适的结构。

在某些实施方式中，手臂构件100的一端沿手臂构件20的长度方向延伸有手臂连接件21。手臂连接件21形成有轴孔22。转轴10转动穿设两个手臂构件20的轴孔22内从而将两个手臂构件20转动连接。

如此，转动连接结构简单，方便设计及制造。

在某些实施方式中，手臂连接件21可以是间隔且平行设置的两个转轴支撑架210，每个转轴支撑架210都形成有轴孔22，同一手臂连接件21的两个转轴支撑架210上的轴孔22对齐。

例如，在某些实施方式中，手臂构件20可以包括下手臂构件20(请参图4)及上手臂构件20(请参图5)。

下手臂构件20的两个转轴支撑架210之间的间隔可以比上手臂构件20的两个转轴支撑架210的间隔大，如此，下手臂构件20的两个转轴支撑架210构成枢接座，而上手臂构件20的两个转轴支撑架210可以设置在下手臂构件20两个转轴支撑架210之间(即嵌入枢接座内)。然后通过转轴10穿设在轴孔22内实现两个手臂构件20的转动连接。

在某些实施方式中，转轴10可以是圆柱销，并穿轴孔22固定。

如此，手臂连接件21的两个转轴支撑架210之间形成有收容空间，可以设置其他元件或其他设计结构，因此提高了机械手臂100的关节处的设计自由度。

当然，在其他实施方式中，手臂构件20之间的转动连接结构可以不限于上面讨论的实施方式，可以视具体需求而改变。

请一并参阅图7，拉丝30可以是柔性的不锈钢丝或者其他材质的强度符合要求的拉丝。拉丝20可以包括连接端31及拉动端32。

在某些实施方式中，上手臂构件20的手臂连接件21的转轴支撑架210包括第一表面211及与第一表面211相背的第二表面212。手臂连接件21包括沿第一表面211向外侧延伸形成有拉丝圆盘213。拉丝圆盘213的轴向与转轴10基本平行或者同轴设置，拉丝圆盘213的尺寸大于转轴10的尺寸，拉丝30绕拉丝圆盘213后与转轴支撑架210固定连接。

可以理解，在上面讨论的实施方式中，拉丝30绕拉丝圆盘213即是绕转轴10设置。如此可以增加拉丝30拉动手臂构件20的转动力臂使得拉丝30拉动手臂构件20更加省力。从而，可以采用较小功率的驱动装置来拉动拉丝。

转轴支撑架210在拉丝圆盘213外形成有贯穿第一表面211及第二表面212的第一连接孔214(见图5)。第一连接孔214的尺寸大于拉丝的横截尺寸，以允许拉丝30穿设。拉丝30的连接端31可以形成有尺寸大于第一连接孔214的凸头311。

如此，拉丝30的拉动端32从第二表面212一侧穿过第一连接孔214后绕拉丝圆盘213拉动直至连接端31(见图8)的凸头311卡设在第一连接孔214即可将拉丝30固定在转轴支撑架210上。

可以理解，通过根据拉丝30的绕向设置第一连接孔214的位置上可以设置拉丝30绕拉丝圆盘213的弧度，例如为180度。从而可以控制拉丝30拉动手臂构件20转动的角度。

在某些实施方式中，拉丝30包括两根，两个拉丝20分别设置手臂构件20的两个转轴支撑架210上，且绕向相反，如此，可以拉动手臂构件沿两个相反方向转动。结合每根拉丝30可以拉动手臂构件20转动的结构，可以得到两个手臂构件20可以相互转动的角度。例如，一根拉丝30可以拉动手臂构件20转动180度，而另一根拉丝30可以拉动手臂构件20转动-180度，从而拉丝30可以拉动手臂构件20转动-180度到180度。

可以理解，两根丝30的绕向相反可以扩大手臂构件的相互转动范围。

当然，拉丝30的具体设置可以不限于上面讨论的实施方式，而可以在其他实施方式中视需求设置。

请一并参阅图8，在某些实施方式中，机械手臂100包括平衡弹簧40。两个手臂构件20通过平衡弹簧40连接。

如此，通过平衡弹簧40提供的支撑力平衡机械手臂100的自重，使机械手臂100的启动和运行更加稳定，并可以增大机械手臂100的负载能力，提高驱动效率。

在某些实施方式中，平衡弹簧40包括两个，并分别与两个转轴支撑架210固定连接。平衡弹簧40两端分别与两个手臂构件20相连，当手臂构件20相对转动时，需克服平衡弹簧40的拉力。当两个手臂构件20相对转动至均处于竖直位置时，处于上端的手臂构件20的重心基本处于转轴10中心处，此时平衡弹簧40提供的平衡扭矩最小；当上端的手臂构件20相对转动至处于水平位置时，上端的手臂构件20的重心离转轴10中心处最远，此时平衡弹簧40提供的平衡扭矩接近最大。如此，平衡弹簧40可以平衡机械手臂100的自重，从而提高驱动机械手臂100的驱动装置使用效率。

在某些实施方式中，平衡弹簧40包括线簧，并包括弹簧钩41。手臂连接件21的第二表面212上设置有连接轴215。平衡弹簧40通过弹簧钩41卡设于连接轴215上。

如此，平衡弹簧40通过弹簧钩41与连接轴215连接而设置于手臂连接件21的所述收容空间内，从而实现平衡手臂构件20自重的作用。

在某些实施方式中，连接轴215可以为圆柱销。手臂连接件21的第二表面212上开设有螺纹孔。所述圆柱销与所述螺纹孔螺纹配合而设置于第二表面212上。

在其他实施方式中，连接轴215可以通过焊接等合适的方式设置于第二表面212上，因此，需要说明的是，并不仅仅限于上面讨论的圆柱销。

当然，在其他实施方式中，平衡弹簧40还可以为扭簧。因此，需要说明的是，平衡弹簧40并不仅限于上面讨论的线簧。

请参阅图9及图10，本发明实施方式提供一种机械手臂100a，机械手臂100a包括通过转轴10a转动连接的两个手臂构件20a。在图9所示的方位中，机械手臂100a的拉丝30a固定连接位置在上的手臂构件20a。

在本实施方式中，转轴10a基本平行于手臂构件20a的长度方向(如图9所示的双箭头方向)。

如此，在拉丝30a的拉力作用下，手臂构件20a可以绕另外一个手臂构件20a转动，从而实现转动控制。

在某些实施方式中，两个手臂构件20a相对转动的角度包括-180度到180度。

可以根据需求设置相对角度，在某些实施方式中，手臂构件20a具有更大的转动范围，可以适用于更多的场合。

在某些实施方式中。转轴10a两端分别与两个手臂构件20a的一端固定连接且至少一端与至少一个手臂构件20a转动连接。

如此，机械手臂100a形成转动结构，并可以根据具体情况进行设置。

请一并参阅图10、图11及图12，在某些实施方式中，转轴10a与其中一个手臂构件20a转动连接。转轴10a包括第一表面11a及与第一表面11a相背的第二表面12a。转轴10a开设有贯穿第一表面11a及第二表面12a的第二连接孔13a。拉丝30a包括连接端31a及拉动端32a。连接端31a形成有凸头311a。拉动端32a从转轴10a的第二表面12a一侧穿过第二连接孔13a后绕第一表面11a拉动直至连接端31a的所述凸头311a卡设在第二连接孔13a内从而将拉丝30a固定在转轴10a上。

如此，两根拉丝30a直接绕设于手臂构件20a形成的转动关节处，从而通过拉丝30a实现转动控制。

在某些实施方式中，手臂构件20a为中空且两端开放的结构。拉丝30a穿设手臂构件20a。拉动端32a伸出手臂构件20a。

如此，拉丝30a沿手臂构件20a内部伸出手臂构件20a，利于保护拉丝30a，且结构美观紧凑。并且，伸出手臂构件20a的拉动端32a可以直接和设置于机械手臂100a外的驱动装置连接。

在某些实施方式中，转轴10a为轴承。两个手臂构件20a的两个手臂关节构件21a分别与所述轴承内外圈相连。两个手臂关节构件21a(图12)通过所述轴承产生相对转动。

如此，手臂构件20a的连接结构简单，且机械手臂100a的两个手臂关节构件21a与轴承的连接处的摩擦力较小。

具体地，在某些实施方式中的所述轴承可以为交叉滚子轴承。

如此，所述轴承可同时承受径向力和轴向力。

本实施方式中，拉丝30a包括两根。拉丝30a与拉丝30相同。

两根拉丝30a能够单独地分别驱动一个手臂构件20a相对于另一个手臂构件20a沿正负相反的方向进行转动。

本实施方式中，机械手臂100a包括转向轴承40a(图10)。拉丝30a通过转向轴承40a改变拉丝30a的拉动方向。如此，并可以根据具体情况进行设置拉丝30a的拉动方向，转向轴承40a将拉丝30a基本垂直于手臂构件20a的长度方向变为基本平行于手臂构件20a的长度方向，便于机械手臂100a的驱动，方便拉丝30a从手臂构件20a中间通过，提升了机械手臂100a运行的稳定性，避免拉丝30a在手臂构件20a外侧裸露，同时使外观紧凑美观。

本实施方式中，转向轴承40a设置于手臂构件20a内。如此，连接结构简单稳定。

具体地，本实施方式中，手臂构件20a开设有收容孔22a。转向轴承40a设置在收容孔22a中。因此，这样可使机械手臂100a的结构更加紧凑。

本实施方式中，转轴10a收容在手臂构件20a中。

具体地，在图12所示的示例中，机械手臂100a包括上手臂构件20aa和下手臂构件20ab。转轴10a收容于下手臂构件20ab内。如此，结构简单，节约空间。

本实施方式中，转轴10a开设有绕线槽14a。拉丝30a收容在绕线槽14a中。

如此，拉丝30a能够稳定地固定于转轴10a。

具体地，在图12所示的示例中，拉丝30a穿设第二连接孔13a并收容在绕线槽14a中，并且拉丝30a的拉动端32a穿过下手臂构件20ab的侧壁而伸出。因此，绕线槽14a的设置可使拉丝30a的运动更顺畅，提高了机械手臂100a的运行稳定性。

请参阅图13，本发明实施方式的机械手臂700包括两个手臂构件710、枢座720及手臂拉丝740。枢座720通过转轴730分别与两个手臂构件710转动地连接。手臂拉丝740绕转轴730与至少其中一个手臂构件710固定连接。

本发明实施方式的机械手臂700可以通过拉动手臂拉丝740使得与手臂拉丝740连接的手臂构件710转动，在此情况下，拉动手臂拉丝740的驱动装置可以不限于设置在两个手臂构件710的转动连接处，而是设置在机械手臂700外，从而减轻机械手臂700的自重，简化机械手臂700的结构。

本实施方式中，手臂构件710呈中空且两端开放的结构。

如此，可以减轻手臂构件710的自重，从而进一步减轻机械手臂700的自重。

具体地，本实施方式中，手臂构件710为圆管状。

本实施方式中，枢座720基本呈正方体状。在其他实施方式中，枢座720可以呈长方体状等合适的形状，因此，并不仅仅限于本实施方式中的正方体状。

进一步，本实施方式中，枢座720为两端开口的结构。如此，可以减轻枢座720的自重，从而进一步减轻机械手臂700的自重。

当然，可以理解，枢座720并不限于上面讨论的实施方式的结构，而可以在其他实施方式中，根据实际需要采用其他合适的结构。

本实施方式中，转轴730基本垂直于手臂构件710的长度方向(如13所示的双箭头方向)。

如此，在手臂拉丝740的拉力作用下，手臂构件710可以绕枢座720摆动，从而实现摆动控制。例如，在图14所示的示例中，两个手臂构件710分别为上手臂构件710a和下手臂构件710b，上手臂构件710a及下手臂构件710b均转动连接枢座720。手臂拉丝740固定连接上手臂构件710a。在手臂拉丝740的拉力作用下，手臂拉丝740带动上手臂构件710a相对于枢座720转动。

本实施方式中，机械手臂700还包括枢座拉丝750(见图13)。枢座拉丝750绕转轴730与枢座720固定连接。

如此，在枢座拉丝750的作用力下，枢座710绕转轴730转动，从而带动枢座710相对于手臂构件710转动，例如，在图21所示的示例中，相对于下手臂构件710b转动。

具体地，本实施方式中，转轴730包括第一转轴731和第二转轴732。第一转轴731与第二转轴732相互垂直。手臂拉丝740绕第一转轴731。枢座拉丝750绕第二转轴732。第一转轴731的轴线与第二转轴732的轴线交汇于一点。

如此，在上手臂构件710a在手臂拉丝740的作用力下绕枢座720转动时，不会影响下手臂构件710b，同时，枢座720在枢座拉丝750的作用力下相对于下手臂构件710b转动时，不会影响上手臂构件710a。第一转轴731与第二转轴732相互垂直从而能够构成万向关节，从而能够使得机械手臂700的手臂构件710相对于枢座720进行转动，并且两个手臂构件710之间的夹角能够随着两个手臂构件710相对于枢座20转动而变化。

例如，上手臂构件710a通过第一转轴731绕枢座720进行转动，下手臂构件710b通过第二转轴732绕枢座720进行转动，进而实现了两个手臂构件10之间的夹角变化。

在图14中，上手臂构件710a处于A位置，此时，上手臂构件710a的轴线及下手臂构件710b的轴线基本处于同一轴线上，两个手臂构件710之间的夹角接近180度。当上手臂构件710a转动时，可将下手臂构件710b固定，上手臂构件710a受到手臂拉丝740的作用力时，上手臂构件710a通过第一转轴731绕着枢座720进行转动。转动结果如图15所示，在手臂拉丝740的作用力下，上手臂构件710a绕着枢座720进行转动至B位置。此时，上手臂构件710a的轴线与下手臂构件710b的轴线基本垂直，两个手臂构件710之间的夹角接近90度，当然，可进一进拉动手臂拉丝740使两个手臂构件710之间的夹角在100～120度之间。

可以理解，在其他实施方式中，在手臂拉丝740的作用力下，上手臂构件710a及下手臂构件710b之间的夹角可以随着上手臂构件710a绕枢座720转动而变化。因此，需要说明的是，本示例仅仅用于说明两个手臂构件710可以分别绕枢座720进行转动且相互不受影响，而不能作为对本发明实施方式的限制。

本实施方式中，手臂构件710的一端沿手臂构件710的长度方向延伸有转轴支撑架711。

具体地，请参阅图16及图17，在图示的示例中，上手臂构件710a的一端沿上手臂构件710a的长度方向延伸有转轴支撑架711a。转轴支撑架711a开设有第一轴孔7111a。枢座720开设有第二轴孔721a。第一转轴731转动穿设第一轴孔7111a及第二轴孔721a。

具体地，请参阅图21及图23，在图示的示例中，下手臂构件710b的一端沿下手臂构件710b的长度方向延伸有转轴支撑架711b。转轴支撑架711b开设有第三轴孔7111b。枢座720开设有第四轴孔721b。第二转轴732转动地穿设第三轴孔7111b及第四轴孔721b。

如此，转动连接结构简单，方便设计及制造。

本实施方式中，第一转轴731和第二转轴732可以是圆柱销。

当然，在其他实施方式中，手臂构件710与枢座720之间的转动连接结构可以不限于上面讨论的实施方式的结构，可以视具体需求而改变。

本实施方式中，转轴支撑架711包括间隔设置的两个支撑架712。第一轴孔7111开设在支撑架712上。枢座720位于两个支撑架712之间。

如此，转轴支撑架711的两个支撑架712之间形成有收容空间，枢座720收容于两个支撑架712之间所形成的收容空间内，结构紧凑。同时，所述收容空间可以设置其他元件或其他设计结构，因此提高了机械手臂700的关节处的设计自由度。

在图16所示的示例中，上手臂构件710a的转轴支撑架711a包括间隔设置的两个支撑架712a。第一轴孔7111a开设在支撑架712a上。枢座720位于两个支撑架712a之间。

本实施方式中，手臂拉丝740的数量为两根，其中每根手臂拉丝740能够单独拉动手臂构件710绕枢座720摆动。

例如，在图19所示的示例中，与上手臂构件710a连接的手臂拉丝740的数量为两根，其中每根手臂拉丝740能够单独拉动上手臂构件710a绕枢座720摆动。

本实施方式中，手臂拉丝740的一端固定在支撑架712上。

如此，在手臂拉丝740的作用力下，手臂构件710由于受到作用于支撑架712上的作用力而通过转轴730绕着枢座720进行转动。

例如，在图19所示的示例中，手臂拉丝740的一端固定在支撑架712a。在手臂拉丝740的作用力下，上手臂构件710a由于受到作用于支撑架712a上的作用力而通过第一转轴731绕着枢座720进行转动。

本实施方式中，支撑架712包括面向枢座720的第一支撑架表面7121。第一支撑架表面7121上设置有第一拉丝圆盘7122。手臂拉丝740绕在第一拉丝圆盘7122上。

如此，手臂拉丝740绕第一拉丝圆盘7122而设置，方便手臂拉丝740的固定。

例如，在图16所示的示例中，上手臂构件710a的支撑架712a包括面向枢座720的第一支撑架表面7121a。第一支撑架表面7121a上设置有第一拉丝圆盘7122。手臂拉丝740绕在第一拉丝圆盘7122上。

具体地，第一拉丝圆盘7122为在第一支撑架表面7121a上向上手臂构件710a内侧凸设而形成。第一拉丝圆盘7122与第一转轴731同轴设置。

本实施方式中，第一拉丝圆盘7122的尺寸大于第一转轴731的尺寸。

如此，第一拉丝圆盘7122可以增加手臂拉丝740拉动上手臂构件710a的转动力臂使得手臂拉丝740拉动上手臂构件710a更加省力。从而，可以采用较小功率的驱动装置来拉动拉丝。

本实施方式中，第一轴孔7111沿第一拉丝圆盘7122的轴向贯穿第一拉丝圆盘7122。

如此，保证了第一拉丝圆盘7122与第一转轴731同轴设置，并且使得手臂拉丝740绕第一拉丝圆盘7122能够有效构成更加省力的转动力臂。

例如，在图16所示的示例中，上手臂构件710a的第一轴孔7111a沿第一拉丝圆盘7122的轴向贯穿第一拉丝圆盘7122。

本实施方式中，上手臂构件710a的第一支撑架表面7121a上的第一拉丝圆盘7122的尺寸可以根据具体情况进行设置。

本实施方式中，支撑架712包括与第一支撑架表面7121相背的第二支撑架表面7123。支撑架712开设有贯穿第一支撑架表面7121及第二支撑架表面7123的第一固定孔7124。手臂拉丝740包括连接端741及拉动端742(见图18)。连接端741形成有凸头741a。拉动端742从第二支撑架表面7123一侧穿过第一固定孔7124后绕第一拉丝圆盘7122拉动直至连接端741的凸头741a卡设在第一固定孔7124内从而将手臂拉丝740固定在支撑架712上。

如此，手臂拉丝740的拉动端742从第二支撑架表面7123一侧穿过第一固定孔7124后绕第一拉丝圆盘7122拉动直至连接端741的凸头741a卡设在第一固定孔7124即可将手臂拉丝740固定在支撑架712上。

本实施方式中，手臂拉丝740的数量为两根，两根手臂拉丝740分别设置在手臂构件710的两个第一支撑架表面7121上，且绕向相反，如此，可以拉动手臂构件710沿两个相反方向转动。

结合每根手臂拉丝740可以拉动手臂构件710转动的结构，可以得到两个手臂构件710可以相互转动的角度。例如，一根手臂拉丝740可以拉动手臂构件710转动90度，而另一根手臂拉丝740可以拉动手臂构件710转动-90度，从而两根手臂拉丝740可以拉动手臂构件710转动在-90度到90度之间转动。

可以理解，两根手臂拉丝740的绕向相反可以扩大手臂构件710的相互转动范围。

当然，手臂拉丝740的具体设置可以不限于上面讨论的实施方式，而可以在其他实施方式中视需求设置。

具体地，请参阅图19及图20，在图示所示的示例中，支撑架712a包括与第一支撑架表面7121a(见图16)相背的第二支撑架表面7123a。手臂拉丝740的拉动端742从第二支撑架表面7123a一侧穿过第一固定孔7124a后绕第一拉丝圆盘7122拉动直至连接端741的凸头741a卡设在第一固定孔7124a内从而将手臂拉丝740固定在上手臂构件710a的支撑架712上。

如此，在手臂拉丝740的作用力下，上手臂构件710a通过第一转轴731绕枢座720进行转动。

例如，在初始位置时，上手臂构件710a处于C位置；当上手臂构件710a受手臂拉丝40的作用力时，上手臂构件710a通过第一转轴731绕枢座720从C位置转动至D位置。

本实施方式中，手臂构件710为中空且两端开放的结构。手臂拉丝740穿设手臂构件710。拉动端742伸出手臂构件710。

如此，手臂拉丝740沿手臂构件710内部伸出手臂构件710，利于保护手臂拉丝740，且结构美观紧凑。

本实施方式中，手臂拉丝740的拉动端742可以由手臂构件710伸出。如此，由手臂构件710伸出的手臂拉丝740的拉动端742可以直接与驱动装置连接。

本实施方式中，机械手臂700包括可转动地设置在枢座720上的转向轴承760(见图20)。手臂拉丝740通过转向轴承760改变手臂拉丝740的拉动方向。

如此，并可以根据具体情况进行设置手臂拉丝740的拉动方向，便于机械手臂700的驱动，并提升了机械手臂700运行的稳定性，同时使外观紧凑美观。

例如，在图14所示的示例中，与上手臂构件710a固定连接的手臂拉丝740通过转向轴承760改变手臂拉丝740的拉动方向。

本实施方式中，枢座720形成有凹槽725(见图17)。转向轴承760可转动地设置于凹槽725中。

如此，可使机械手臂700的结构更紧凑及更稳定。

本实施方式中，枢座拉丝750的结构与手臂拉丝740的结构基本相同。枢座拉丝750与手臂拉丝740可以是柔性的不锈钢丝或者其他材质的强度符合要求的拉丝。

本实施方式中，枢座720通过枢座拉丝750驱动。枢座720通过枢座拉丝750绕第二转轴732与手臂构件710可转动地连接。例如，枢座720通过枢座拉丝750绕第二转轴732与下手臂构件710b可转动地连接。

本实施方式中，枢座720包括面向手臂构件710的第一枢座表面722。第一枢座表面722上设置有第二拉丝圆盘7122b(见图17)。枢座拉丝750绕在第二拉丝圆盘7122b上。

如此，枢座拉丝750绕第二拉丝圆盘7122b而设置，方便枢座拉丝750的固定。

本实施方式中，第二拉丝圆盘7122b为在第一枢座表面722上向枢座720外侧凸设而形成。第二拉丝圆盘7122b与第二转轴732同轴设置。

如此，枢座拉丝750绕第二拉丝圆盘7122b即是绕第二转轴732设置，利于驱动。

本实施方式中，第二拉丝圆盘7122b的尺寸大于第二转轴732的尺寸。

如此，第二拉丝圆盘7122b可以增加枢座拉丝50拉动枢座720的转动力臂使得枢座拉丝750拉动枢座720更加省力。从而，可以采用较小功率的驱动装置来拉动枢座拉丝750。例如，在图21所示的示例中，第二拉丝圆盘7122b可以增加枢座拉丝750拉动枢座720的转动力臂使得枢座拉丝750拉动枢座720时更加省力。

本实施方式中，枢座720包括与第一枢座表面722相背的第二枢座表面723(见图21)。枢座720开设有贯穿第一枢座表面722及第二枢座表面723的第二固定孔724(见图21)。枢座拉丝750包括连接端751及拉动端752(见图22)。连接端751形成有凸头751a。拉动端752从枢座720的第二枢座表面723一侧穿过第二固定孔724后绕第二拉丝圆盘7122b拉动直至连接端751的凸头751a卡设在第二固定孔724内从而将枢座拉丝750固定在枢座720上。

如此，枢座拉丝750的拉动端752从第二枢座表面723一侧穿过第二固定孔724后绕第二拉丝圆盘7122b拉动直至连接端751的凸头751a卡设在第二固定孔724即可将枢座拉丝750固定在枢座720上。

本实施方式中，转轴支撑架711b开设有穿孔713(见图23)。枢座拉丝750穿设穿孔713并伸出下手臂构件710b。第二转轴732转动地穿设转轴支撑架711b。

如此，下手臂构件710b与枢座720通过第二转轴732转动地连接，枢座拉丝750沿下手臂构件710b内部伸出下手臂构件710b，利于保护枢座拉丝50，且结构美观紧凑。

本实施方式中，第四轴孔721b沿第二拉丝圆盘7122b的轴向贯穿第二拉丝圆盘7122b。

如此，保证了第二拉丝圆盘7122b与第二转轴732同轴设置，并且使得枢座拉丝750绕第二拉丝圆盘7122b能够有效构成更加省力的转动力臂。

请参阅图24，并结合图1、图9及图13，本实施方式的机械手臂200包括机械手臂100、机械手臂100a及机械手臂700。在图示所示的示例中，机械手臂100的数量为两个，两个机械手臂100相互连接。机械手臂100a的数量为两个。其中一个机械手臂100转动连接其中一个机械手臂100a，另外一个机械手臂100转动连接另一个机械手臂100a，该另一个机械手臂100a转动连接机械手臂700。在图示所示的示例中，机械手臂200可为万向关节六轴机械手臂。

从机械手臂200末端到前端，依次设置有由其中一个机械手臂100a形成的转动关节201、由其中一个机械手臂100形成的摆动关节202、由另外一个机械手臂100形成的摆动关节203、由另外一个机械手臂100a形成的转动关节204、由机械手臂700形成的万向摆动关节205。并且，所有的关节均采用拉丝206驱动。例如，拉丝206可包括拉丝30、30a、手臂拉丝740及枢座拉丝750。

本实施方式的机械手臂200中，拉动拉丝206的驱动装置210a可以设置在机械手臂200外，从而减轻机械手臂200的自重，简化机械手臂200的结构。

本实施方式中，拉丝206外套有弹簧管220。拉丝206的一端固定于机械手臂200上，其另一端穿过机械手臂200内形成的空腔而与驱动装置210a连接。

如此，结构简单，并减轻了机械手臂200的自重，提高了负载效率。

具体地，机械手臂200包括枢座207a及多个手臂构件。多个手臂构件包括第一手臂构件200a、第二手臂构件200b、第三手臂构件200c及第四手臂构件200d。第二手臂构件200b通过第一转轴207与第一手臂构件200a转动地连接。第一转轴207基本垂直于第一手臂构件200a及第二手臂构件200b的长度方向。

第三手臂构件200c通过第二转轴(可结合图12)与第二手臂构件200b转动地连接，第二转轴基本平行于第二手臂构件200b及第三手臂构件200c的长度方向。

枢座207a转动连接第三手臂构件200c及第四手臂构件200d。

拉丝206与第一手臂构件200a、第二手臂构件200b、第三手臂构件200c及第四手臂拉丝200d中的至少一个手臂构件固定连接。具体地，在某些实施方式中，例如，拉丝206可包括拉丝30、拉丝30a、手臂拉丝740及枢座拉丝750，拉丝30(可理解为第一手臂拉丝)与第二手臂构件200b固定连接以带动第二手臂构件200b绕第一转轴207转动。

拉丝30a(可理解为第二手臂拉丝)与第三手臂构件200c固定连接以带动第三手臂构件200c绕第二转轴转动。

枢座拉丝750与枢座207a固定连接以带动枢座207a绕第三转轴208转动。

手臂拉丝740(可理解为第三手臂拉丝)与第四手臂构件200d固定连接以带动第四手臂构件200d绕第四转轴209转动。

本实施方式中，第一转轴207与第一手臂构件200a及第二手臂构件200b的具体结构及三者的连接方式可参以上实施方式的机械手臂100的说明，第二转轴与第三手臂构件200c的具体结构及两者的连接方式可参以上实施方式的机械手臂100a的说明，第三转轴208与第三手臂构件200c及枢座207a的具体结构及三者的连接方式，及第四转轴209与第四手臂构件200d及枢座207a的具体结构及三者的连接方式可参以上实施方式的机械手臂700的说明，在此，不再详细说明。也就是说，上述对机械手臂100、100a及700的实施方式的解释说明也适应于本实施方式的机械手臂200。

本实施方式中，第二手臂构件200b通过第一转轴207与第一手臂构件200a转动地连接并形成摆动关节。第三手臂构件200c通过第二转轴与第二手臂构件200b转动地连接并形成转动关节。

本实施方式中，枢座207a通过第三转轴208转动连接第三手臂构件200c，及通过第四转轴209转动连接第四手臂构件200d形成万向摆动关节。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种机械手臂，其特征在于，包括：

第一手臂构件；

第二手臂构件，所述第二手臂构件通过第一转轴与所述第一手臂构件转动地连接，所述第一转轴基本垂直于所述第一手臂构件及所述第二手臂构件的长度方向；

第三手臂构件，所述第三手臂构件通过第二转轴与所述第二手臂构件转动地连接，所述第二转轴基本平行于所述第二手臂构件及所述第三手臂构件的长度方向；

枢座；

第四手臂构件，所述枢座转动连接所述第三手臂构件及所述第四手臂构件；

拉丝，所述拉丝与所述第一手臂构件、所述第二手臂构件、所述第三手臂构件及第四手臂构件中的至少一个手臂构件固定连接。

2.如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述第一手臂构件及所述第二手臂构件中的每一个手臂构件沿所述手臂构件的长度方向延伸有手臂连接件，所述手臂连接件形成有轴孔，所述第一转轴转动穿设所述轴孔从而将所述第一手臂构件及所述第二手臂构件转动连接。

3.如权利要求2所述的机械手臂，其特征在于，所述手臂连接件包括间隔平行设置的两个转轴支撑架，所述轴孔开设在所述两个转轴支撑架上，其中一个所述手臂构件的所述两个转轴支撑架设置在另一个所述手臂构件的所述两个转轴支撑架之间。

4.如权利要求3所述的机械手臂，其特征在于，所述转轴支撑架包括第一表面及与所述第一表面相背的第二表面，所述手臂连接件包括沿所述第一表面向远离所述第二表面方向延伸的拉丝圆盘，所述拉丝圆盘的轴向与所述第一转轴同轴，所述拉丝圆盘的尺寸大于所述第一转轴的尺寸，所述拉丝包括第一手臂拉丝，所述第一手臂拉丝绕所述拉丝圆盘并与所述转轴支撑架固定连接。

5.如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述第二转轴固定在所述第三手臂构件的一端，所述第二转轴包括第一表面及与所述第一表面相背的第二表面，所述第二转轴开设有贯穿所述第一表面及所述第二表面的穿孔；

所述拉丝包括第二手臂拉丝，所述第二手臂拉丝包括连接端及拉动端，所述连接端形成有凸头，所述拉动端从所述第二转轴的所述第二表面一侧穿过所述穿孔后绕所述第一表面拉动直至所述连接端的所述凸头卡设在所述穿孔内从而将所述第二手臂拉丝固定在所述第二转轴上。

6.如权利要求5所述的机械手臂，其特征在于，所述机械手臂包括转向轴承，所述第二手臂拉丝通过所述转向轴承改变所述第二手臂拉丝的拉动方向。

7.如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述拉丝包括第三手臂拉丝及枢座拉丝，所述第三手臂拉丝与所述第四手臂构件固定连接，所述枢座拉丝与所述枢座固定连接。

8.如权利要求7所述的机械手臂，其特征在于，所述枢座通过第三转轴与所述第三手臂构件转动连接，及通过第四转轴与所述第四手臂构件转动连接；

所述第三转轴与所述第四转轴相互垂直，所述第三手臂拉丝绕所述第四转轴，所述枢座拉丝绕所述第三转轴；

所述第三转轴的轴线与所述第四转轴的轴线交汇于一点。

9.如权利要求8所述的机械手臂，其特征在于，所述第四手臂构件的一端沿所述第四手臂构件的长度方向延伸有转轴支撑架，所述转轴支撑架开设有第一轴孔，所述枢座开设有第二轴孔，所述第四转轴转动地穿设所述第一轴孔及所述第二轴孔，所述转轴支撑架包括间隔设置的两个支撑架，所述第一轴孔开设在所述支撑架上，所述枢座位于所述两个支撑架之间。

10.如权利要求9所述的机械手臂，其特征在于，所述支撑架包括面向所述枢座的第一支撑架表面，所述第一支撑架表面上设置有拉丝圆盘，所述第三手臂拉丝绕在所述拉丝圆盘上，所述拉丝圆盘与所述第四转轴同轴设置，所述拉丝圆盘的尺寸大于所述第四转轴的尺寸。

11.如权利要求8所述的机械手臂，其特征在于，远离所述第二手臂构件的所述第三手臂构件的一端沿所述第三手臂构件的长度方向延伸有转轴支撑架，所述转轴支撑架开设有第三轴孔，所述枢座开设有第四轴孔，所述第三转轴转动地穿设所述第三轴孔及所述第四轴孔。

12.如权利要求11所述的机械手臂，其特征在于，所述枢座包括面向所述第三手臂构件的第一枢座表面，所述第一枢座表面上设置有拉丝圆盘，所述枢座拉丝绕在所述拉丝圆盘上，所述拉丝圆盘与所述第三转轴同轴设置，所述拉丝圆盘的尺寸大于所述第三转轴的尺寸。