CN107650118B - 一种机器人手臂 - Google Patents

Abstract

一种机器人手臂，设置在机器人主体上，机器人主体包括前/后面和左/右两侧面，所述手臂包括依次连接的第一关节、肩部、第二关节、后臂、第三关节、前臂、第四关节以及手部，所述前臂和后臂形成手臂轴线，所述肩部基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；所述后臂基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体两个方向；所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节相对于前臂摆动，摆动轴垂直手臂轴线。本发明通过四个关节的设置，使得机器人在格斗过程中能够实现多个方向、多个角度攻击，且能针对近距离格斗迅速做出反应，增加用户体验。

Description

一种机器人手臂

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人手臂。

背景技术

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。随着机器人行业的迅猛发展，出现了许多取代人类工作的机器人，例如在生产业、建筑业，或是危险的工作等行业。目前我国涉及机器人生产的企业已超过800家，但是，其中200多家是机器人本体制造企业，大部分以组装和代加工为主，处于产业链低端，产业集中度低、总体规模小。各地还出现了40多个以发展机器人为主的产业园区。

小型机器人，特别是格斗型机器人，是目前非常热门的机器人类型，也有多种针对不同类型格斗机器人的比赛，激发了研发人员的兴趣，也打开了一个新的市场。随着科技的发展，越来越多的企业公司进入格斗机器人领域，各类格斗机器人产品功能推陈出新，十分丰富。且随着人工智能技术与互联网的发展，以语音互动、人脸识别、App互联等为主的多功能机器人逐渐进入大家的视线。

由于手臂在机器人格斗过程中起到非常重要的作用，手部关节的灵活性可对机器人格斗的胜负起决定性的作用，且手臂的设计可以增加武器设备、激光设备等元素，丰富了机器人格斗的乐趣，也使机器人格斗类型多样化，因此机器人手臂的设计及灵活度非常重要。然而市面上现有的机器人玩具只能完成简单的运动，无法实现多样的游戏功能。而且现有的玩具机器人自由度少、动作协调性差、运动精度低等缺陷，无法达到拟人态动作，难以满足目前的市场需求。针对机器人手臂，目前小型机器人在手臂的设计方面，手臂活动不够灵活，关节伸曲不便，使得机器人在格斗过程中无法带来更好的用户体验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机器人手臂。

为实现上述目的，本发明提供一种机器人手臂，设置在机器人主体上，机器人主体包括前/后面和左/右两侧面，所述机器人主体包括头部、躯干部、手臂以及腿部；所述手臂包括依次连接的第一关节、肩部、第二关节、后臂、第三关节、前臂、第四关节以及手部，所述肩部通过第一关节与机器人主体连接，所述后臂通过第二关节与肩部连接，所述前臂通过第三关节与后臂连接，所述手部通过第四关节与前臂连接，所述前臂和后臂形成手臂轴线，所述肩部基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；所述后臂基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体两个方向；所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节相对于前臂摆动，摆动轴垂直手臂轴线。

所述机器人主体为机器人手臂外其他部位的总称，所述机器人主体可根据不同的需要进行设计，对于格斗型机器人，可在机器人头部设置类似人类眼睛的摄像头，通过摄像头传达的图像，观察对方的攻击进程，从而分析自身的应对方式，增加格斗趣味性。本发明机器人手臂类似于人类手臂，包括四个部分，肩部、后臂、前臂和手部，每个部分都通过关节连接。机器人主体包括前后面和两侧面，类似于人体的胸部、背部以及身体的两侧面，其中手臂安装在侧面，为了更好的理解手臂的转动方向，定义机器人前后面为一个平面，两侧面为另一个平面，两个平面相互垂直，另外机器人手臂的前臂和后臂连接成一个轴，形成手臂轴向。

所述第一关节的一端与肩部固定，另一端与机器人主体转动连接，使得肩部能够基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；并且肩部能够带动肩部下端的后臂、前臂以及手部一起运动，类似人手臂，实现机器人整个手臂的前后摆动，形成以第一关节为圆心手臂长度为半径的圆形活动范围。

所述第二关节两端连接在肩部的前后面对称位置处，使得后臂能够基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体，同时后臂能够带动前臂和手部一起运动，形成以第二关节为圆心，以后臂、前臂和手部长度为直径的四分之一的圆形活动范围。

所述第三关节一端连接后臂，一端连接前臂，使得所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动，并能够带动手部一起运动。形成以第三关节为中心，以手部所持武器为半径的圆形活动范围。

所述第四关节两端设置在前臂左右对称位置上，使得所述手部能够沿前臂前后摆动。通过四个关节的设置，使得机器人手臂能够多方向、多关节点运动，增加了机器人手臂的灵活度，使得机器人在格斗过程中能够实现多个方向、多个角度的攻击。

四个关节的设置能够实现机器人手臂不同方向的活动范围，使活动范围达到最大化，并且各个关节相互配合，手臂能够多角度多方位伸展，增加了手臂的灵活度。

进一步的，所述第一关节包括设于机器人主体内的第一舵机、设于机器人主体与肩部连接处的第一轴以及支撑第一轴的第一轴承，所述第一轴一端与肩部固定式连接，另一端与第一舵机转轴连接，所述机器人主体设有第一卡槽与第一轴承卡合；所述第二关节包括设于后臂内部的第二舵机、设于后臂与肩部一侧连接处的第二轴、支撑第二轴的第二轴承以及后臂与肩部另一侧连接处的第一舵盘，所述第二轴一端与后臂固定，另一端通过第二轴承与肩部转动连接，所述第一舵盘一侧与肩部固定，另一侧与第二舵机转轴连接；所述第三关节包括设于前臂内部上端的第三舵机、设于后臂和前臂连接处的第三轴以及支撑第三轴的第三轴承，所述第三轴一端与后臂固定式连接，另一端与第三舵机转轴连接，所述前臂设有第二卡槽与第三轴承卡合；所述第四关节包括设于前臂内部下端的第四舵机、设于前臂与手部一侧连接处的第四轴、支撑第四轴的第四轴承以及前臂与手部另一侧连接处的第二舵盘，所述第四轴一端与前臂固定，另一端通过第四轴承与手部转动连接，所述第二舵盘一侧与手部固定，另一侧与第四舵机转轴连接。

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。伴随科学技术的不断发展，舵机的应用越来越广泛。不仅在航空模型中，在机器人模型中亦可看到它的应用。本发明中所述四个关节，每个关节均设置了一个微型舵机，通过舵机带动关节的运动。

所述第一舵机设置在机器人主体内部靠近机器人身体左右两侧位置，方便与手臂连接。所述第一轴一端与肩部焊接固定或为一体式连接，另一端与第一舵机转轴连接，使得第一舵机工作时，所述第一轴可带动手臂转动。由于第一舵机的转动，会带动整个手臂的运动，因此，为了使第一舵机运行更加稳定，将其设置在机器人主体内部。所述第一轴承为金属环，第一轴通过第一轴承支撑，防止舵机运动中的晃动。所述机器人主体外壳一般为塑料材质的构件，外壳通过前后壳合成一个整体，将主体内部构件包围住，起到保护作用。外壳设有第一卡槽，通过前后卡合将第一轴承卡合住。当第一舵机带动第一轴转动时，第一轴承固定不动。由于机器人主体在第一卡槽处为塑料材质，因此第一轴承的设置是为了防止第一轴在转动过程中由于轴距较长引起的晃动，以及在转动过程中可能对机器人主体卡槽位置造成磨损，影响机器人使用寿命。第一关节的设计可实现整个手臂的前后运动，使机器人的攻击范围覆盖到了手臂长度前后能伸展的范围。

由于肩部内部空间有限，且为了方便手臂上下运动，所述第二关节的第二舵机设置在后臂内部，所述后臂两侧通过第二轴和第一舵盘与肩部连接，形成T字形结构，将后臂悬挂在肩部上。进一步的，所述后臂由左右两片塑料材质的构件组成，并将舵机包于内部，所述后臂上部设有与第二轴对应的安装卡槽。同样的，为了防止第二轴磨损后臂安装卡槽，本发明在第二轴上设有第二轴承，所述第二轴与肩部转动连接。由于连接舵机的轴起主要支撑作用，因此所述轴需要足够的直径和足够空间的安装位，由于安装位空间的限制，本发明将轴改为舵盘代替，节约空间。所述第一舵盘的设计能够减小安装体积，且能增强扭矩。当第二舵机工作时，由于第一舵盘固定在肩部不能移动，此时第二舵机会带动后臂运动，从而使第二轴跟着转动，最终后臂带动前臂和手部相对肩部进行上下运动。第二关节的设计能够实现手臂的上下运动，结合第一关节，能够实现机器人手臂前后左右伸展后所能覆盖的最大范围。

所述第三关节结构类似于第一关节结构，由于本发明中机器人手臂后臂内部空间仅够设置一个舵机，因此所述第三舵机设置在所述前臂内部的上端，所述第三轴设于后臂与前臂连接处，所述第三轴一端与后臂焊接固定，另一端于第三舵机转轴连接，使得第三舵机工作时，所述第三轴可带动前臂转动。所述第三轴承为金属环，设置在第三轴上，所述后臂同样由前后两块可相互合在一起的构件组成，所述构件通过螺栓结构固定。本发明通过所述前后两块构件形成的第二卡槽将所述第三轴承固定。第三舵机工作时，可带动第三轴转动，而第三轴承由于固定在第二卡槽，因此不会转动，起到支撑第三轴的作用，防止晃动。所述第三轴承的设置是为了防止第三轴在转动过程中由于轴距较长引起的晃动，以及在转动过程中可能对机器人主体卡槽位置造成磨损，影响机器人使用寿命。第三关节的设计主要是通过逐段的关节设置来增加手臂的灵活度，特别针对近距离的格斗，通过第三关节辅助运动，能够迅速做出反应。

由于机器人手部可以设计玩具枪、刀、剑等武器，因此手部留有的空闲有限，且由于所述前臂内部空间充足，因此将第四关节的舵机设置在所述前臂内部下端。所述舵机通过前臂的前后构件卡合在前臂内部，其中所述舵机的一面显露在前臂外部且与该面前臂处于同一平面，减小了占用空间。第四关节结构类似于第二关节，所述第四轴一端与前臂焊接固定，另一端与手部转动连接，使得手部可绕第四轴转动。所述第二舵盘一端与舵机转轴连接，可绕舵机转动，另一端固定在手部与第四轴对称的位置上。第四舵机工作时，通过带动第二舵盘转动，从而使得手部可垂直于手臂轴线轴向运动。第四关节的设置主要是针对手部设有武器的情况下，通过第四关节的辅助作用，能快速做出攻击动作，使动作更加灵活自如，增加格斗的趣味性。

进一步的，所述第一轴与第一舵机连接的一端呈阶梯状；第三轴与第三舵机连接的一端呈阶梯状。

轴通过连接两个零件，起到连接、支撑传递动力等一系列作用，在工作中，由于受到弯应力和冲击载荷，因此该零件应具有足够的刚度、强度及韧性。以适应其工作环境变化。由于不同的连接位置需要对轴的直径要求不同，本发明中，第一轴一端与肩部焊接固定，由于第一轴在转动时需要承受的较大的扭矩，因此要求轴有足够大的直径，因此在设计时，第一轴与肩部固定端的直径设计足够大，并将二者焊接在一起。另一方面，由于第一轴另一端与机器人主体内部的舵机连接，且轴连接舵机转动轴，由于本发明设计的是微型舵机，因此没有足够的空间足够容纳第一轴，因此设计为阶梯状。同样，第三轴也设计为台阶状，能够适应轴两端连接不同零件的需求。所以在本发明中，在第一轴和第三轴靠近舵机一端设置成阶梯状轴，其中最细的中心轴插入舵机中，通过逐步增大第一轴和第三轴的直径来增加其所能承受的扭矩，增加了连接的可靠性和紧密性，也能最大程度防止轴的打滑，增加了操作的稳定性，延长了使用寿命。

进一步的，所述第一舵盘和第二舵盘为台阶状圆盘，所述台阶状圆盘至少由固定式双层圆盘和固定在双层圆盘中心的圆柱轴组成。

由于所述机器人手臂的肩部与后臂连接处以及前臂与手部连接处空间位置有限，无法像第一关节和第三关节一样设置阶梯状轴，因此在第二关节和第四关节处设置第一舵盘和第二舵盘，能够增加手臂运动中转动扭矩，同时也能最大程度的节约体积，使其能够在有限的空间内将舵机与手臂构件固定，且进一步增强格斗机器人灵活度。进一步的，由于第一舵盘一端与肩部固定，另一端与第二舵机活动式固定，由于与肩部固定和与第二舵机固定的要求不同，因此所述舵盘由固定式双层圆盘和固定在双层圆盘中心的圆柱轴组成。由于圆柱轴插入舵机内，因此圆柱轴直径较小，而舵机的工作主要是引起圆柱轴的运动，因此圆柱轴所承受的扭矩最大，因此，为了防止圆柱轴的工作过程中能够承受足够大的扭矩，在设计时通过逐步增加圆柱轴直径来实现，因此设计了双层圆盘，所述双层圆盘直径逐渐增大，所述圆柱轴固定在圆盘中心。所述舵盘双层环的设计能够更好的带动手臂运动，增加了手臂的灵活度。

进一步的，所述第一轴与肩部之间设有尺寸大于第一轴承的第一限位空间，所述第一轴承安装在第一限位空间内通过第一卡槽固定；所述第三轴与后臂之间设有尺寸大于第三轴承的第二限位空间，所述第三轴承安装在第二限位空间内通过第二卡槽固定。

所述第一轴承和第三轴承为圆形金属环，并分别环合在第一轴和第三轴上，起到支撑第一轴和第三轴的作用。由于第一轴、第三轴、第一轴承以及第三轴承都为金属材质，而机器人外壳为塑料材质，在加工时，塑料材质的卡槽卡合轴承时，由于材料的不同，可能会出现卡合出现偏差，使加工的产品质量不合格，因此在所述第一轴与肩部之间设有尺寸大于第一轴承厚度的第一限位空间，所述第一轴承安装在第一限位空间内通过第一卡槽固定；所述第三轴与后臂之间设有尺寸大于第三轴承厚度的第二限位空间，所述第三轴承安装在第二限位空间内通过第二卡槽固定。限位空间的设置能够使安装时更加方便，且能够防止不同材质的结构组合在一起出现卡合不到位的情况，保证了加工质量。

进一步的，所述后臂和前臂分别设有控制线安装位，所述控制线安装位设有控制线入口，所述后臂控制线入口设于后臂控制线安装位下端，所述前臂控制线入口设于前臂控制线安装位上端。

由于本发明主要针对格斗机器人，因此机器人的自助运动非常重要。通过在机器人主体内部设置控制线路主板，有控制线路主板分出多条控制线对机器人各个舵机进行控制。进一步的，所述控制线路主板设置在机器人主体背部，机器人主体背部侧面可设置线路出口，所述控制线从机器人主体背部线路出口出发，沿着背部分成两路通往后臂和前臂的控制线安装位。由于手臂舵机除了第一舵机安装在机器人主体内部外，第二舵机、第三舵机和第四舵机都分布在后臂和前臂内部，因此第一舵机可通过机器人主体内部布线，完成控制电路板对第一舵机的控制，再通过分成两路的控制线安装位，将控制线从机器人背部分别延伸进入后臂安装位和前臂安装位，并连接其内部的舵机，所述控制线分为三股，第一股通入后臂安装位控制第二舵机，另外两股从前臂安装位进入，分别接第三舵机和第四舵机。进一步的，为了使线的分布更加紧密，所述后臂控制线入口设于控制线安装位下端，所述前臂控制线入口设于控制线安装位上端，使得控制线分股的距离最近，避免的控制线的交叉及磨损，且最大程度上减短了控制线的长度，使整个装置外观更加简洁，避免了线路缠绕，也使手臂运动起来更加方便。

进一步的，所述控制线安装位分别设于后臂和前臂的背面，所述安装位还设有保护壳。

为了美观及方便机器人格斗装置的设置，将所述控制线路主板设于机器人主体的背部。为了尽量节约控制线的长度，且能保证手臂的灵活运动，所述控制线安装位分别设于后臂和前臂的背面，方便控制线路主板上的控制线能够最短距离接入到前臂和后臂。进一步的，由于控制线分成几股之后比较细，为了保护控制线不被扭曲或者长期暴露造成磨损，因此在安装位设置保护盒，所述保护壳将分股的控制线保护住，为了更加美观，所述保护壳设计成特殊形状与前臂和后臂扣合，既能够保护控制线，又能够美化外观。进一步的，所述保护壳上可设置一些武器接口，使机器人手部拿的武器更具格斗性。

进一步的，所述肩部与后臂连接处以及前臂与手部连接处设有U型框架结构。进一步的，所述U型框架结构一端通过舵盘支撑，另一端通过轴支撑。

所述第二轴一端与后臂固定，另一端通过第二轴承与肩部转动连接，所述第一舵盘一端与肩部固定，另一端与第二舵机转动连接；为了防止后臂向上运动时肩部有阻碍作用，因此本发明将所述肩部设置为向内微凸，形成倒U型结构，使第二关节整体更加稳定。类似的，所述第四轴一端与前臂固定，另一端通过第四轴承与手部转动连接，所述第二舵盘一端与手部固定，另一端与第四舵机转动连接。同样为了防止手部绕前臂运动时被前臂阻碍，因此将手部与前臂连接构件设计成U型，使得手部能够最大程度的转动且不会与前臂发生摩擦，同时U型设计能够使结构更加稳定。

进一步的，所述轴承安装位和舵机安装位之间设有观察孔。由于机器人各部件的安装主要通过两块构件通过螺栓紧固进行扣合，通过观察孔的设计能够使安装人员在安装过程中能够观察到轴承是否刚好卡合在卡槽中，方便了安装，防止卡合不到位引起的故障。

本发明的有益效果：通过四个关节的设置，使得机器人手臂能够多方向、多关节点运动，增加了机器人手臂的灵活度，使得机器人在格斗过程中能够实现多个方向、多个角度的攻击，并且能够针对近距离格斗迅速做出反应，增加了用户体验。

附图说明

图1为本发明机器人主体主视图。

图2为本发明机器人主体所处平面示意图。

图3为本发明机器人手臂主视图。

图4为本发明机器人手臂立体图。

图5为本发明机器人手臂俯视图。

图6为本发明机器人手臂爆炸图。

具体实施方式

如图1所示，一种机器人手臂，设置在机器人主体1上，机器人主体1包括前面11、后面12、左侧面13以及右侧面14，如图2所示，为机器人主体所处平面示意图，包括前后平行面15和左右侧面平行面16。如图3~4所示，所述手臂包括依次连接的第一关节2、肩部3、第二关节4、后臂5、第三关节6、前臂7、第四关节8以及手部9，所述肩部3通过第一关节2与机器人主体1连接，所述后臂5通过第二关节4与肩部3连接，所述前臂7通过第三关节6与后臂5连接，所述手部9通过第四关节8与前臂7连接，所述前臂7和后臂5形成手臂轴线。所述肩部3基于第一关节2相对于机器人主体1转动，转动平面平行于机器人左右平行面16；所述后臂5基于第二关节4相对于肩部3摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体；所述前臂7基于第三关节6相对于后臂5转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节8相对于前臂7摆动，摆动轴垂直手臂轴线。

进一步的，如图5所示，所述第一关节2包括设于机器人主体1内的第一舵机21、设于机器人主体1与肩部3连接处的第一轴22以及支撑第一轴的第一轴承23，所述第一轴22一端与肩部3固定式连接，另一端与第一舵机21转轴连接，所述机器人主体1设有第一卡槽17与第一轴承23卡合；如图6所示，所述第二关节4包括设于后臂5内部的第二舵机41、设于后臂5与肩部3一侧连接处的第二轴42、支撑第二轴42的第二轴承43以及后臂5与肩部3另一侧连接处的第一舵盘44，所述第二轴42一端与后臂5固定，另一端通过第二轴承43与肩部3转动连接，所述第一舵盘44一侧与肩部3固定，另一侧与第二舵机41转轴连接；所述肩部3包括肩装饰件31、肩架32、肩侧板33，所述后臂包括后臂装饰架51、后臂装饰件52、后臂壳53和后臂盖54，所述第二舵机41安装于后臂壳53和后臂盖54扣合形成的空腔中。

所述第三关节6包括设于前臂7内部上端的第三舵机61、设于后臂5和前臂7连接处的第三轴62以及支撑第三轴62的第三轴承63，所述第三轴62一端与后臂5固定式连接，另一端与第三舵机61转轴连接，所述前臂7设有第二卡槽71与第三轴承63卡合；所述前臂7包括前臂装饰件72、前臂壳73和前臂盖74，所述前臂壳73和前臂盖74上端相互扣合形成第二卡槽71，并且内部形成空腔，安装第三舵机61和第四舵机81。

所述第四关节8包括设于前臂7内部下端的第四舵机81、设于前臂7与手部9一侧连接处的第四轴82、支撑第四轴82的第四轴承83以及前臂7与手部9另一侧连接处的第二舵盘84，所述第四轴82一端与前臂7固定，另一端通过第四轴承83与手部9转动连接，所述第二舵盘84一侧与手部9固定，另一侧与第四舵机81转轴连接。

进一步的，所述第一轴22与第一舵机21连接的一端呈阶梯状；第三轴62与第三舵机61连接的一端呈阶梯状。

进一步的，所述第一舵盘44和第二舵盘84为台阶状圆盘，所述台阶状圆盘由固定式双层圆盘和固定在双层圆盘中心的圆柱轴组成。

进一步的，所述第一轴22与肩部3之间设有尺寸大于第一轴承23的第一限位空间，所述第一轴承23安装在第一限位空间内通过第一卡槽17固定；所述第三轴62与后臂5之间设有尺寸大于第三轴承63的第二限位空间，所述第三轴承63安装在第二限位空间内通过第二卡槽71固定。

所述后臂5和前臂7分别设有控制线安装位，分别为后臂装饰件52和前臂装饰件72围城的空腔。所述控制线安装位设有控制线入口，所述后臂控制线入口设于后臂控制线安装位下端，所述前臂控制线入口设于前臂控制线安装位上端。

进一步的，所述控制线安装位分别设于后臂和前臂的背面，所述安装位还设有保护壳，所述装饰件即为保护壳。

进一步的，所述肩部与后臂连接处以及前臂与手部连接处设有U型框架结构。

进一步的，所述U型框架结构一侧通过舵盘支撑，另一侧通过轴支撑。

进一步的，所述主体在第一轴承与第一舵机之间设有第一观察孔，所述前臂在第三轴承与第三舵机之间设有第二观察孔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种机器人手臂，设置在机器人主体上，机器人主体包括前面、后面、左侧面和右侧面，所述机器人主体包括头部、躯干部、手臂以及腿部；所述手臂包括依次连接的第一关节、肩部、第二关节、后臂、第三关节、前臂、第四关节以及手部，所述肩部通过第一关节与躯干部连接，所述后臂通过第二关节与肩部连接，所述前臂通过第三关节与后臂连接，所述手部通过第四关节与前臂连接，所述前臂和后臂形成手臂轴线，其特征在于，所述肩部基于第一关节相对于机器人主体转动，转动平面平行于机器人主体侧面；所述后臂基于第二关节相对于肩部摆动，摆动方向包括朝向机器人主体和远离机器人主体两个方向；所述前臂基于第三关节相对于后臂转动，转动方向为绕所述手臂轴线转动；所述手部基于第四关节相对于前臂摆动，摆动轴垂直手臂轴线；

所述第一关节包括设于机器人主体内的第一舵机、设于躯干部与肩部连接处的第一轴以及支撑第一轴的第一轴承，所述第一轴一端与肩部固定式连接，另一端与第一舵机转轴连接，所述躯干部设有第一卡槽与第一轴承卡合；所述第二关节包括设于后臂内部的第二舵机、设于后臂与肩部一侧连接处的第二轴、支撑第二轴的第二轴承以及后臂与肩部另一侧连接处的第一舵盘，所述第二轴一端与后臂固定，另一端通过第二轴承与肩部转动连接，所述第一舵盘一侧与肩部固定，另一侧与第二舵机转轴连接；所述第三关节包括设于前臂内部上端的第三舵机、设于后臂和前臂连接处的第三轴以及支撑第三轴的第三轴承，所述第三轴一端与后臂固定式连接，另一端与第三舵机转轴连接，所述前臂设有第二卡槽与第三轴承卡合；所述第四关节包括设于前臂内部下端的第四舵机、设于前臂与手部一侧连接处的第四轴、支撑第四轴的第四轴承以及前臂与手部另一侧连接处的第二舵盘，所述第四轴一端与前臂固定，另一端通过第四轴承与手部转动连接，所述第二舵盘一侧与手部固定，另一侧与第四舵机转轴连接；

所述第一舵盘和第二舵盘为台阶状圆盘，所述台阶状圆盘至少由固定式双层圆盘和固定在双层圆盘中心的圆柱轴组成；

轴承为金属材质，机器人外壳为塑料材质，所述第一轴与肩部之间设有尺寸大于第一轴承的第一限位空间，所述第一轴承安装在第一限位空间内通过第一卡槽固定；所述第三轴与后臂之间设有尺寸大于第三轴承的第二限位空间，所述第三轴承安装在第二限位空间内通过第二卡槽固定；

所述第一轴与第一舵机连接的一端呈阶梯状；第三轴与第三舵机连接的一端呈阶梯状；

所述后臂和前臂分别设有控制线安装位，所述控制线安装位设有控制线入口，所述后臂控制线入口设于后臂控制线安装位下端，所述前臂控制线入口设于前臂控制线安装位上端；

所述控制线安装位分别设于后臂和前臂的背面，所述安装位还设有保护壳；

所述肩部与后臂连接处以及前臂与手部连接处设有U型框架结构；

所述U型框架结构一侧通过舵盘支撑，另一侧通过轴支撑；

所述主体在第一轴承与第一舵机之间设有第一观察孔，所述前臂在第三轴承与第三舵机之间设有第二观察孔。