CN108393878A - 一种线控手臂及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线控手臂，包括：驱动机构、动力线机构和机械手臂；驱动机构远离机械手臂设置；机械手臂由至少两个关节件串联形成，且相邻的两个关节件通过关节轮转动连接；动力线机构包括与关节轮数量对应设置的卷线轮，每一对对应设置的关节轮和卷线轮通过动力线张紧连接；驱动机构致动卷线轮旋转，使得卷线轮带动关节轮转动，致使其中一个关节件通过关节轮相对于与其相邻设置的另一个关节件转动。本发明通过驱动机构通过动力线和关节轮远程为机械手臂的关节件提供驱动力，大大降低了机械手臂重量，降低了机械手臂的驱动力矩，使得机械手臂可实现更多动作的自由度。

Description

一种线控手臂及机器人

技术领域

本发明涉及机械手臂领域，尤指一种线控手臂及机器人。

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。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

但现有的机器人的手臂关节驱动常用安装在手臂处的电机加减速机组合形成的驱动机构来驱动，使得机器人成本高昂，且由于驱动机构安装在手臂处，增大了手臂的重量，使得手臂的驱动力矩受限、齿轮易出现受外力损伤的问题；且由于电机组件重量、体积和惯量大的缺点，使机器人动作速度无法提升，自由度小，不具备柔性等缺点。

因此，本申请提供了一种线控手臂及机器人。

发明内容

本发明的目的是提供一种线控手臂及机器人，通过将用于控制手臂关节动作的驱动机构远离手臂关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为手臂关节提供驱动力，大大降低了手臂重量，降低了手臂的驱动力矩，使得手臂可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离手臂关节的设置，使得手臂重量降低，进而使得手臂关节动作速度大大提升，进而提高了手臂关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。

本发明提供的技术方案如下：

一种线控手臂，包括：

驱动机构、动力线机构和机械手臂；

所述驱动机构远离所述机械手臂设置；

所述机械手臂由至少两个关节件串联形成，且相邻的两个关节件通过关节轮转动连接；

所述动力线机构包括与所述关节轮数量对应设置的卷线轮，每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮通过动力线张紧连接；

所述驱动机构致动所述卷线轮旋转，使得所述卷线轮带动所述关节轮转动，致使其中一个关节件通过所述关节轮相对于与其相邻设置的另一个所述关节件转动。

本技术方案中，通过将用于控制手臂关节动作的驱动机构远离手臂关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为手臂关节提供驱动力，大大降低了手臂重量，降低了手臂的驱动力矩，使得手臂可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离手臂关节的设置，使得手臂重量降低，进而使得手臂关节动作速度大大提升，进而提高了手臂关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。更优地，由于关节轮是通过动力线提供其转动动力，因此，在实际应用中，可根据安装需要，将驱动机构安装在不同类型的机器人的优化位置，只需改变动力线的长短即可，使得本发明的安装协调性大大提高，降低了本发明的安装难度。

进一步优选地，所述动力线机构还包括线管、第一线管座和第二线管座；所述线管套设于每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间的所述动力线的外侧；所述线管靠近所述关节轮一侧的端部通过所述第一线管座固设于所述关节件；所述线管靠近所述卷线轮一侧的端部通过所述第二线管座固设。

本技术方案中，为了避免动力线在驱动关节轮转动的时候受到其它部件干扰(如卡死、卡挂、磨损等现象)，进而导致本发明的动作无法及时到位，甚至影响其它部件的运行性能(如因动力线的卡挂和摩擦，导致部件移位、脱落等现象)，通过线管和线管座来对动力线的走向进行定位、限位，以及对动力线的移动范围进行限定；从而隔绝动力线与其它部件之间的接触，使得动力线和其它部件之间的运行互不干扰，进而保证了各个部件运行性能；同时进一步保证了手臂关节动作的驱动力，以及动作的及时性、精准性和快速性。

进一步优选地，所述机械手臂由至少三个所述关节件串联形成，且相邻的两个所述关节件通过所述关节轮转动连接；相邻两个所述关节轮的轴线相互平行或垂直。

本技术方案中，根据手臂关节动作自由度的需要，关节轮之间的轴线方向(即关节轮的转动方向)可相同或不同，从而使得手臂关节可做不同方向的动作(如上下摆动动作、前后摆动动作、左右摆动动作、转动动作等)。

进一步优选地，所述动力线机构还包括至少一个预留卷线轮；或，所述动力线机构还包括至少一个预留卷线轮；所述驱动机构还包括一与所述预留卷线轮对应设置的驱动部。

本技术方案中，为了便于本发明的售后维护、维修，避免因卷线轮的损坏而导致本发明的不可用，可通过预留卷线轮来替换损坏的卷线轮，从而保证本发明的正常使用。

进一步优选地，至少一个所述关节轮设于所述关节件的外侧壁；和/或，每一个所述关节件的外侧套设有外壳；和/或，所述驱动机构包括与所述卷线轮数量对应设置的驱动部。

本技术方案中，通过将关节轮设置在关节件的外侧壁处，从而减少手臂的力矩，降低手臂动作的驱动力，并提高手臂的灵活度和自由度，加大特别是服务机器人的举升能力。

本技术方案中，通过一对对应设置的关节轮和驱动部来实现每一个关节轮的转动的独立控制和运行，以保证每一个关节轮的动作的精准度和其独立控制。

进一步优选地，至少一个关节件为开有容纳腔的空腔关节件，且所述空腔关节件的侧壁开有与所述容纳腔连通的通孔；使得从所述卷线轮出的所述动力线穿过所述容纳腔、所述通孔后，与所述关节轮张紧连接。

本技术方案中，通过在关节件本体进行开槽钻孔轴线，从而无需为动力线的走线提供空间，无需改变机器人造型，且由于关节件的开槽和钻孔使得关节件为镂空结构，从而进一步降低了手臂的整体重量，减少手臂的力矩，降低手臂动作的驱动力，并提高手臂的灵活度和自由度。

进一步优选地，至少一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间设有导线轮；使得从所述卷线轮出的所述动力线通过所述导线轮转向后，与所述关节轮张紧连接。

本技术方案中，为了提高动力线于机器人或手臂关节的走向和走位的便利性，以提高本手臂关节安装的协调性，可通过导线轮来改变动力线的方向，从而保证动力线可顺利地张紧安装在卷线轮和关节轮上，更优的，导线轮的安装还保证了动力线在走线时的张紧度，保证了本发明的手臂关节动作的精准性和及时性。

进一步优选地，所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件组成；所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；或，所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、小臂关节件组成；所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；所述大臂关节件和所述小臂关节件之间设有第三关节轮；所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；所述第二关节轮和所述第三关节轮的轴线相互垂直；或，所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件组成；所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直；或，所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件、掌关节件组成；所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；所述小臂关节件和所述掌关节件之间设有第六关节轮；所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直；或，所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件、腕关节件、掌关节件组成；所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；所述小臂关节件和所述腕关节件之间设有第七关节轮；所述腕关节件和所述掌关节件之间设有第八关节轮；所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直；或，所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件、腕关节件、掌关节件、指关节件组成；所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；所述小臂关节件和所述腕关节件之间设有第七关节轮；所述腕关节件和所述掌关节件之间设有第八关节轮；所述掌关节件和所述指关节件之间设有第九关节轮；所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直。

本技术方案中，机械手臂的关节件之间的关节轮的数量的设置可根据其自由度的需求进行设置，不同的机械手臂可设置不同数量的关节轮，使得本发明的手臂更为多样化，符合不同用户需要。

本发明还提供了一种机器人，包括：

躯干以及上述任意一项所述的线控手臂；

两个所述线控手臂分设于所述躯干的两侧形成所述机器人的左手臂和右手臂；

所述线控手臂的驱动机构设于所述躯干。

本技术方案中，通过将用于控制手臂关节动作的驱动机构远离手臂关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为手臂关节提供驱动力，大大降低了手臂重量，降低了手臂的驱动力矩，使得手臂可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离手臂关节的设置，使得手臂重量降低，进而使得手臂关节动作速度大大提升，进而提高了手臂关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。更优地，由于关节轮是通过动力线提供其转动动力，因此，在实际应用中，可根据安装需要，将驱动机构安装在不同类型的机器人的优化位置，只需改变动力线的长短即可，使得本发明的安装协调性大大提高，降低了本发明的安装难度。

进一步优选地，所述躯干包括头部、躯干主体、驱动底座；所述躯干主体和所述驱动机构均设于所述驱动底座。

本技术方案中，驱动底座是整个机器人行走的动力部分以及承重部分，且为了保证机器人行走的平稳性，驱动底座需占用机器人体重的一定比例，必要时，需要在驱动底座上安装配重，而驱动机构移至驱动底座上，增加了驱动底座的重量，从而降低了驱动底座重量的实际需求，进而降低了机器人的生产成本。

本发明提供的一种线控手臂及机器人，能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明中，通过将用于控制手臂关节动作的驱动机构远离手臂关节设置，且驱动机构通过动力线和关节轮远程为手臂关节提供驱动力，大大降低了手臂重量，降低了手臂的驱动力矩，使得手臂可实现更多动作的自由度；且由于驱动机构远离手臂关节的设置，使得手臂重量降低，进而使得手臂关节动作速度大大提升，进而提高了手臂关节动作的及时性、精准性和快速性；同时本发明不增加造型体积，从而无需改变现有造型。更优地，由于关节轮是通过动力线提供其转动动力，因此，在实际应用中，可根据安装需要，将驱动机构安装在不同类型的机器人的优化位置，只需改变动力线的长短即可，使得本发明的安装协调性大大提高，降低了本发明的安装难度。

2、本发明中，为了避免动力线在驱动关节轮转动的时候受到其它部件干扰(如卡死、卡挂、磨损等现象)，进而导致本发明的动作无法及时到位，甚至影响其它部件的运行性能(如因动力线的卡挂和摩擦，导致部件移位、脱落等现象)，通过线管和线管座来对动力线的走向进行定位、限位，以及对动力线的移动范围进行限定；从而隔绝动力线与其它部件之间的接触，使得动力线和其它部件之间的运行互不干扰，进而保证了各个部件运行性能；同时进一步保证了手臂关节动作的驱动力，以及动作的及时性、精准性和快速性。

3、本发明中，关节轮外置于关节件的结构设计，大大节约了手臂关节的占用空间，使得机器人可具有纤细且长的优美手臂造型，使得机器人的造型更趋于人体的造型；更优的，还大大降低了手臂的臂长(即力矩)，降低手臂动作的驱动力，并提高手臂的灵活度和自由度，加大特别是服务机器人的举升能力。且根据手臂自由度的需求，可设置多个关节轮；大大提高了手臂产品的样式，满足不同需要的用户需求。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对线控手臂及机器人的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的线控手臂的第一种实施例结构示意图；

图2是本发明的线控手臂的第二种实施例结构示意图；

图3是本发明的线控手臂的实例结构示意图；

图4是本发明的动力线机构的一种结构示意图；

图5是本发明的机器人的一种实施例结构示意图。

附图标号说明：

1.线控手臂，11.驱动机构，111.电机，112.安装座，12.动力线机构，121.第一动力线，122.第二动力线，123.第三动力线，124.第四动力线，125.线管，126.第一线管座，127.第二线管座，1281.第一导线轮，1282.第二导线轮，1283.第三导线轮，1291.第一卷线轮，1292.第二卷线轮，1293.第三卷线轮，1294.第四卷线轮，13.机械手臂，1311.第一肩关节件，1312.第一关节轮，13121.第一转动轴，1313.第二肩关节件，1314.第二关节轮，13141.第二转动轴，1321.大臂关节件，1322.第四关节轮，13221.第三转动轴，1323.大臂外壳，1331.肘关节件，1332.第五关节轮，13321.第四转动轴，1333.肘关节外壳，1341.小臂关节件，1342.小臂外壳，1351.掌关节件，1352.掌外壳，2.头部，3.躯干，31.躯干主体，32.左手臂，33.右手臂，4.驱动底座，41.底盘，42.驱动轮。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本文中，以机器人的高度方向为上下方向，以机器人的左右方向为左右方向，以机器人的前后方向为前后方向进行说明，并不完全代表实际情况。

在实施例一中，如图1-4所示，一种线控手臂，包括：驱动机构11、动力线机构12和机械手臂13；驱动机构11远离机械手臂13设置；机械手臂13由至少两个关节件(即第一肩关节件1311、第二肩关节件1313、大臂关节件1321、肘关节件1331、小臂关节件1341、掌关节件1351等)串联形成，且相邻的两个关节件通过关节轮转动连接；动力线机构12包括与关节轮数量对应设置的卷线轮，每一对对应设置的关节轮和卷线轮通过动力线张紧连接；驱动机构11致动卷线轮旋转，使得卷线轮带动关节轮转动，致使其中一个关节件通过关节轮相对于与其相邻设置的另一个关节件转动。在实际应用中，数量对应设置的关节轮和卷线轮的对数可根据手臂的自由度(即手臂的动作)进行设置，如当手臂需要上下移动时，则至少有一对控制其上下移动的关节轮和卷线轮；当手臂需要前后移动时，则至少有一对控制其前后移动的关节轮和卷线轮；当手臂需要左右移动时，则至少有一对控制其左右移动的关节轮和卷线轮；当手臂需要做平面转动移动时，则至少有一对控制其进行平面转动的关节轮和卷线轮；且每一关节件需要做上述的任意动作时，则每一关节件需要设置与其动作对应的至少一对关节轮和卷线轮。

在实施例二中，如图1-4所示，在实施例一的基础上，动力线机构12还包括线管125、第一线管座126和第二线管座127；线管125套设于每一对对应设置的关节轮和卷线轮之间的动力线的外侧；线管125靠近关节轮一侧的端部通过第一线管座126固设于关节件；线管125靠近卷线轮一侧的端部通过第二线管座127固设。值得说明的是，线管125对动力线的走向、移位范围、安装位置的限定，使得每一根动力线均在与之对应的线管125内进行移动，从而实现与该动力线张紧连接的关节轮的转动(正转或反转)，且在实际安装过程中，由于动力线是卷设在关节轮和卷线轮的，因此，一对对应设置的关节轮和卷线轮对应设有相对设置的两根动力线(即位于关节轮左侧的左侧动力线和位于关节轮右侧的右侧动力线)，而动力线需要与关节轮和卷线轮张紧连接，因此，线管125的两端分别距离关节轮和卷线轮会有一定的距离，为了便于本发明的颈部关节的安装，左侧动力线(或右侧动力线)对应设置的线管125可为一根完整的线管125，且第一线管座126和第二线管座127均为一个；当然，左侧动力线(或右侧动力线)也可设有多个间隔设置的线管125、第一线管座126和第二线管座127；左侧动力线和右侧动力线的线管125、第一线管座126和第二线管座127的数量可不相同；一对对应设置的关节轮和卷线轮对应设有的左侧动力线和右侧动力线的第一线管座126和第二线管座127的结构可相同也可不相同；同样的，不同对对对应设置的关节轮和卷线轮对应设有的左侧动力线和右侧动力线的第一线管座126和第二线管座127的结构可相同也可不相同；如线管座(即第一线管座126或第二线管座127)的结构可为管状结构、中空的块状结构、中空的球状结构等中的一种或多种。

在实施例三中，如图1-4所示，在实施例一或二的基础上，机械手臂13由至少三个关节件串联形成，且相邻的两个关节件通过关节轮转动连接；相邻两个关节轮的轴线相互平行或垂直。根据手臂关节动作自由度的需要，关节轮之间的轴线方向(即关节轮的转动方向)可相同或不同，从而使得手臂关节可做不同方向的动作(如上下摆动动作、前后摆动动作、左右摆动动作、转动动作等)或做组合动作(如上下动作的前后摆动、左右方向的上下摆动等)。如控制上下摆动动作的关节轮和控制左右摆动动作的关节轮的轴线方向相互垂直；但控制水平平面转向动作的关节轮和控制上下摆动动作的关节轮的轴线方向相互平行；控制竖直平面转向动作的关节轮和控制上下摆动动作的关节轮的轴线方向相互垂直。

优选地，动力线机构12还包括至少一个预留卷线轮；进一步优选地，驱动机构11还包括一与预留卷线轮对应设置的驱动部。在本发明的售后使用或维护、维修过程中，可在因使用而损坏而导致本发明的不可用时，可通过预留卷线轮来替换损坏的卷线轮，保证了本发明的正常使用，由于在更换预留卷线轮时，只需要将动力线从损坏的卷线轮拆下后安装在预留卷线轮上，步骤简单，只需拆除卷线轮所在的位置即可，而无需整体拆装整个机器人；从而大大降低了机器人的拆装步骤，减少拆装部件的数量，从而简化本发明的售后使用成本和维护、维修成本。值得说明的是，预留卷线轮可为预安装在卷线轮旁侧；进一步优选地，预留卷线轮配有动力线，且该动力线延展至机械手臂13成为预留部件；也可为与机器人一起售卖的零部件，则此时卷线轮为可拆卸的部件。进一步优选地，驱动机构11包括与卷线轮数量对应设置的驱动部，优选地，上述驱动部为可正反转动的电机111。进一步优选地，驱动机构11还包括与预留卷线轮数量对应设置的可正反转的预留电机。

在实施例四中，如图1-4所示，在实施例一、二或三的基础上，为了便于动力线的走线和安装，至少一个关节件为开有容纳腔的空腔关节件，且空腔关节件的侧壁开有与容纳腔连通的通孔；使得从卷线轮出的动力线穿过容纳腔、通孔后，与关节轮张紧连接。当然，关节件也可为其它类似结构，如容纳槽贯穿整个关节件，且容纳槽的尺寸可大可小。进一步优选地，至少一对对应设置的关节轮和卷线轮之间设有导线轮；使得从卷线轮出的动力线通过导线轮转向后，与关节轮张紧连接。为了便于动力线(左侧动力线或右侧动力线)在机器人上的走线，提高本线控手臂1安装协调性，降低其安装难度，通过至少一个导线轮对需要转向的动力线进行转向后与关节轮连接。在实际应用中，左侧动力线和右侧动力线对应设置的导线轮的数量、安装位置可相同或不同，根据实际需要(如机器人的种类、造型、构造等)进行设置。

在实施例五中，如图1-4所示，在实施例一、二、三或四的基础上，本线控手臂1为适用于机器人的线控手臂1，此时，机械手臂13由依次串联的第一肩关节件1311、第二肩关节件1313、大臂关节件1321组成；第一肩部连接件和第二肩关节件1313之间设有第一关节轮1312；第二肩关节件1313和大臂关节件1321之间设有第二关节轮1314；第一关节轮1312和第二关节轮1314的轴线相互垂直；优选地，第一关节轮1312的轴线方向(即第一转动轴13121的轴线方向)为水平方向，与第一关节轮1312对应设置的卷线轮为第一卷线轮1291，与第一关节轮1312对应设置的动力线为第一动力线121；第二关节轮1314的轴线方向(即第二转动轴13141的轴线方向)为竖直方向，与第二关节轮1314对应设置的卷线轮为第二卷线轮1292，与第二关节轮1314对应设置的动力线为第二动力线122；且第一关节轮1312靠近机器人的躯干3设置。上述结构的设置，使得本线控手臂1的自由度更为接近人体的自由度，提高了机器人的拟人化程度，给用户以良好的使用体验，提高了机器人的人群接受度和认可度，进而提高机器人的市场竞争力。优选地，机械手臂13还包括小臂关节件1341，且小臂关节件1341通过第三关节轮1322转动设于大臂关节件1321，第三关节轮1322的轴线与第一关节轮1312的轴线平行或垂直均可。

进一步优选地，大臂关节件1321和小臂关节件1341之间还设有肘关节件1331；肘关节件1331和大臂关节件1321之间设有第四关节轮1322，肘关节件1331和小臂关节件1341之间设有第五关节轮1332；第四关节轮1322(即第三转动轴13221的轴线)和第五关节轮1332(即第四转动轴13221的轴线)的轴线相互垂直；优选选地，与第四关节轮1322对应设置的卷线轮为第三卷线轮1293，与第四关节轮1322对应设置的动力线为第三动力线123；与第五关节轮1332对应设置的卷线轮为第四卷线轮1294，与第五关节轮1332对应设置的动力线为第四动力线124；优选地，第四关节轮1322和第一关节轮1312的轴线方向平行。进一步优选地，机械手臂13还包括掌关节件1351，掌关节件1351通过第六关节轮转动连接。进一步优选地，机械手臂13还包括腕关节件，小臂关节件1341和腕关节件之间设有第七关节轮；腕关节件和掌关节件1351之间设有第八关节轮；第七关节件和第八关节件的轴线平行。进一步优选地，机械手臂13还包括指关节件，掌关节件1351和指关节件之间设有第九关节轮；进一步优选地，指关节件包括拇指关节件、食指关节件、中指关节件、无名指关节件和小指关节件；每一个指关节件均通过第九关节轮与掌关节件1351转动连接；优选地，第九关节轮包括轴线相互垂直的第一子关节轮和第二子关节轮。进一步优选地，每一个指关节件还包括至少一个子关节件，且当子关节件的数量为两个或两个以上时，相邻两个子关节件之间通过关节轮转动连接。

在实施例六中，如图1-3所示，在实施例五的基础上，每一关节件的外部围设有对应的外壳，大臂关节件1321的外部套设有大臂外壳1323；肘关节件1331的外部套设有肘关节外壳1333；小臂关节件1341的外部套设有小臂外壳1342；掌关节件1351的外部套设有掌外壳1352；进一步优选地，第二动力线122配有两个相对设置的第一导线轮1281，且第一导线轮1281安装于第二肩关节件1313的内部；第三动力线123配有一个第二导线轮1282，且第二导线轮1282设置于大臂关节件1321的后外壁处，且大臂关节件1321靠近第二导线轮1282出开有用于第三动力线123走线的通孔，优选地，第三动力线123的第一线管座126安装于该通孔内；优选地，第三关节轮1322设于肘关节件1331的前外壁处，使得肘关节件1331可随第三关节轮1322做偏心转动，即肘关节件1331通过第三转动轴13221转动，但第三转动轴13221的中心轴线不与大臂关节件1321的中心轴线平行却不重合，第三关节轮1322的旁侧设置，可以大大缩短机器人肘关节件1331的长度，使得机械手臂13的拟人化更佳；且还降低了机械手臂13的力矩，降低了动力输出，提高了机械手臂13的灵活度。优选地，第四关节轮1322设有一对相对设置的第三导线轮1283，第三导线轮1283安装于肘关节件1331靠近小臂关节件1341一侧的内部。

值得指出的是，在上述实施例中，与每一根动力线对应的卷线轮、预留卷线轮、驱动部(即电机111)均优选通过安装座112统一远离机械手臂13设置，当然，不同动力线对应的驱动部可安装于机器人不同的位置，可根据实际需要进行安装。如驱动部可安装于机器人的躯干3、驱动底座4等位于其颈部的下方。且动力线可为但不限为单股或多股或编织的钢丝线、尼龙线；而线管125可为但不限为弹簧管、尼龙管、弹簧尼龙组合管。

进一步地，在上述实施例中，为了限制关节件的动作幅度(即关节轮的转角范围)，可通过限位组件对关节轮进行限制，如关节轮设有弧形通孔，且该弧形通孔贯穿有限位件，该限位件的延展方向与关节轮转向轴的轴线方向相同，值得说明的是，弧形通孔的圆心与关节轮的圆心重合，且弧形通孔的圆心角范围(关节轮的转角范围)可根据需要进行设置。当然，关节轮转动的角度也可通过关节轮和其临近的部件之间的配合进行限制，即关节轮和该部件设有沿关节轮转向方向设有相互抵接的抵设部，当关节轮的抵设部和该部件的抵设部相互抵接时，则为该关节轮的最大转角范围，即为与该关节轮连接的关节件的动作幅度范围。值得说明的是，本线控手臂1不仅适用于拟人态的机器人，还适用机器人玩具或大型作业的机械臂。

在实施例六中，如图1-5所示，一种机器人，包括：躯干3以及上述任意一项的线控手臂1；两个线控手臂1分设于躯干3的两侧形成机器人的左手臂32和右手臂33；线控手臂1的驱动机构11设于躯干3。优选地，躯干3包括头部2、躯干主体31、驱动底座4；躯干主体31和所述驱动机构11均设于驱动底座4。优选地，驱动底座4包括底盘41，以及安装于底盘41上的驱动轮42，优选地，驱动底座4还设有控制系统和用于安装驱动机构11的安装座112；优选地，第二线管座127也可安装于安装座112。当然，在实际应用中，不同动力对应设置的第一线管座126、第二线管座127的数量、安装位置、结构可相同或不相同。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线控手臂，其特征在于，包括：

驱动机构、动力线机构和机械手臂；

所述驱动机构远离所述机械手臂设置；

所述机械手臂由至少两个关节件串联形成，且相邻的两个关节件通过关节轮转动连接；

所述动力线机构包括与所述关节轮数量对应设置的卷线轮，每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮通过动力线张紧连接；

所述驱动机构致动所述卷线轮旋转，使得所述卷线轮带动所述关节轮转动，致使其中一个关节件通过所述关节轮相对于与其相邻设置的另一个所述关节件转动。

2.根据权利要求1所述的线控手臂，其特征在于：

所述动力线机构还包括线管、第一线管座和第二线管座；

所述线管套设于每一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间的所述动力线的外侧；

所述线管靠近所述关节轮一侧的端部通过所述第一线管座固设于所述关节件；

所述线管靠近所述卷线轮一侧的端部通过所述第二线管座固设。

3.根据权利要求1所述的线控手臂，其特征在于：

所述机械手臂由至少三个所述关节件串联形成，且相邻的两个所述关节件通过所述关节轮转动连接；

相邻两个所述关节轮的轴线相互平行或垂直。

4.根据权利要求1所述的线控手臂，其特征在于：

所述动力线机构还包括至少一个预留卷线轮；

或，

所述动力线机构还包括至少一个预留卷线轮；

所述驱动机构还包括一与所述预留卷线轮对应设置的驱动部。

5.根据权利要求1所述的线控手臂，其特征在于：

至少一个所述关节轮设于所述关节件的外侧壁；

和/或，

每一个所述关节件的外侧套设有外壳；

和/或，

所述驱动机构包括与所述卷线轮数量对应设置的驱动部。

6.根据权利要求1所述的线控手臂，其特征在于：

至少一个关节件为开有容纳腔的空腔关节件，且所述空腔关节件的侧壁开有与所述容纳腔连通的通孔；

使得从所述卷线轮出的所述动力线穿过所述容纳腔、所述通孔后，与所述关节轮张紧连接。

7.根据权利要求1所述的线控手臂，其特征在于：

至少一对对应设置的所述关节轮和所述卷线轮之间设有导线轮；使得从所述卷线轮出的所述动力线通过所述导线轮转向后，与所述关节轮张紧连接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的线控手臂，其特征在于：

所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件组成；

所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；

所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；

所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；

或，

所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、小臂关节件组成；

所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；

所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；

所述大臂关节件和所述小臂关节件之间设有第三关节轮；

所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；

所述第二关节轮和所述第三关节轮的轴线相互垂直；

或，

所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件组成；

所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；

所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；

所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；

所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；

所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；

所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；

所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直；

或，

所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件、掌关节件组成；

所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；

所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；

所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；

所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；

所述小臂关节件和所述掌关节件之间设有第六关节轮；

所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；

所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；

所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直；

或，

所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件、腕关节件、掌关节件组成；

所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；

所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；

所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；

所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；

所述小臂关节件和所述腕关节件之间设有第七关节轮；

所述腕关节件和所述掌关节件之间设有第八关节轮；

所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；

所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；

所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直；

或，

所述机械手臂由依次串联的第一肩关节件、第二肩关节件、大臂关节件、肘关节件、小臂关节件、腕关节件、掌关节件、指关节件组成；

所述第一肩部连接件和所述第二肩关节件之间设有第一关节轮；

所述第二肩关节件和所述大臂关节件之间设有第二关节轮；

所述大臂关节件和所述肘关节件之间设有第四关节轮；

所述肘关节件和所述小臂关节件之间设有第五关节轮；

所述小臂关节件和所述腕关节件之间设有第七关节轮；

所述腕关节件和所述掌关节件之间设有第八关节轮；

所述掌关节件和所述指关节件之间设有第九关节轮；

所述第一关节轮和所述第二关节轮的轴线相互垂直；

所述第二关节轮和所述第四关节轮的轴线相互垂直；

所述第四关节轮和所述第五关节轮的轴线相互垂直。

9.一种机器人，其特征在于，包括：

躯干以及上述权利要求1-8任意一项所述的线控手臂；

两个所述线控手臂分设于所述躯干的两侧形成所述机器人的左手臂和右手臂；

所述线控手臂的驱动机构设于所述躯干。

10.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于：

所述躯干包括头部、躯干主体、驱动底座；

所述躯干主体和所述驱动机构均设于所述驱动底座。