CN108908309A - 一种具有八自由度的机械手臂装置 - Google Patents

Abstract

一种具有八自由度的机械手臂装置，它涉及机械手臂领域。本发明解决了现有的机械手臂存在结构布局、可操作性及灵活性难以适应特殊环境作业中的移动平台的作业要求的问题。本发明包括肩部回转组件、肩部俯仰组件、带音箱摄像头、伸缩臂固定组件、伸缩臂滑动组件、肘部旋转组件、腕部俯仰组件、手腕摄像头、腕部回转组件和手爪开合组件，肩部回转组件、肩部俯仰组件、伸缩臂固定组件、伸缩臂滑动组件、肘部旋转组件、腕部俯仰组件、腕部回转组件和手爪开合组件由前至后顺次连接，带音箱摄像头安装在肩部俯仰组件上，手腕摄像头安装在腕部回转组件上。本发明用于机械手臂适应特殊环境作业中的移动平台的作业要求。

Description

一种具有八自由度的机械手臂装置

技术领域

本发明涉及机械手臂领域,具体涉及一种具有八自由度的机械手臂装置。

背景技术

在特殊环境作业中，越来越多的用到了搭建在移动平台上的机械手臂。因为配合移动平台搭建在其上的机械手臂一起运动，可以根据需要到作业地作业，这就要求机械手臂的结构要求越来越紧凑，布局要求越来越高，对机械手臂的灵活性及机械手臂走线等提出了更高的要求。目前对机械手臂的要求结构布局、可操作性及灵活性日益增高，对现有的机械手臂提出了更多的要求。

在机械手臂领域中，通常都是采用七自由度的机械手臂，局部走线相对目前机械手臂来说还是外置式，这样相对于机械手臂来讲，当环境空间位置受限时，灵活性及可操作空间都会受到限制，并且使手臂结构拖沓、臃肿，造成了空间利用率低及故障率高的问题(譬如：电机回转时容易出现关节处电线磨损甚至损坏)。当需要机械臂的操作空间拓展时，这时就需要机械手臂操作范围加大，要求机械手臂更加灵活，操作空间根据环境需要臂体姿态及伸出长度进行调整时，这时现有的机械手臂都不能很好的解决机械手臂这种要求。

综上所述，现有的机械手臂存在结构布局、可操作性及灵活性难以适应特殊环境作业中的移动平台的作业要求的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的机械手臂存在结构布局、可操作性及灵活性难以适应特殊环境作业中的移动平台的作业要求的问题，进而提供一种具有八自由度的机械手臂装置。

本发明的技术方案是：

一种具有八自由度的机械手臂装置，所述机械手臂装置包括肩部回转组件、肩部俯仰组件、伸缩臂固定组件、伸缩臂滑动组件、肘部旋转组件、腕部俯仰组件、腕部回转组件和手爪开合组件；

肩部回转组件、肩部俯仰组件、伸缩臂固定组件、伸缩臂滑动组件、肘部旋转组件、腕部俯仰组件、腕部回转组件和手爪开合组件由前至后顺次连接；

肩部俯仰组件内部设有肩部回转电机驱动装置，肩部回转电机驱动装置的动力输出端与肩部回转组件连接，肩部俯仰组件通过肩部回转电机驱动装置与肩部回转组件形成肩部旋转动作；

肩部俯仰组件内部设有肩部俯仰电机驱动装置，肩部俯仰电机驱动装置的动力输出端与伸缩臂固定组件连接，伸缩臂固定组件通过肩部俯仰电机驱动装置与肩部俯仰组件形成肩部俯仰动作；

伸缩臂固定组件内部设有大臂伸缩电机驱动装置，大臂伸缩电机驱动装置的动力输出端与伸缩臂滑动组件连接，伸缩臂滑动组件通过大臂伸缩电机驱动装置与伸缩臂固定组件形成大臂伸缩动作；

伸缩臂滑动组件内部设有肘部俯仰电机驱动装置，肘部俯仰电机驱动装置的动力输出端与肘部旋转组件连接，肘部旋转组件通过肘部俯仰电机驱动装置与伸缩臂滑动组件形成肘部俯仰动作；

肘部旋转组件内部设有肘部回转电机驱动装置，肘部回转电机驱动装置的动力输出端与腕部俯仰组件连接，腕部俯仰组件通过肘部回转电机驱动装置与肘部旋转组件形成肘部回转动作；

腕部俯仰组件内部设有腕部俯仰电机驱动装置，腕部俯仰电机驱动装置的动力输出端与腕部回转组件连接，腕部回转组件通过腕部俯仰电机驱动装置与腕部俯仰组件形成腕部俯仰动作；

腕部回转组件内部设有腕部回转电机驱动装置，腕部回转电机驱动装置的动力输出端与手爪开合组件连接，手爪开合组件通过腕部回转电机驱动装置与腕部回转组件形成腕部回转动作；

腕部回转组件内部设有手爪开合电机驱动装置，手爪开合电机驱动装置的动力输出端与手爪开合组件的两对手指连接，使手爪开合组件的两对手指形成夹持动作，进而形成手爪开合动作。

进一步地，所述具有八自由度的机械手臂装置还包括带音箱摄像头和手腕摄像头，带音箱摄像头安装在肩部俯仰组件上，手腕摄像头安装在腕部回转组件上。

进一步地，肩部回转组件的肩部回转电机驱动装置与肩部俯仰组件的肩部回转电机驱动装置置于一个腔室里形成立体交叉式结构。

进一步地，肩部回转组件的肩部回转电机驱动装置包括肩部回转电机、肩部回转主动齿轮、肩部回转从动齿轮和肩部回转谐波减速器；肩部回转电机安装在肩部俯仰组件内部，肩部回转主动齿轮安装在肩部回转电机输出轴上，肩部回转从动齿轮固定在肩部回转谐波减速器的动力输入端，肩部回转主动齿轮与肩部回转从动齿轮相啮合，肩部回转谐波减速器的动力输出端与肩部回转组件固接。

进一步地，肩部回转组件的肩部回转电机驱动装置还包括肩部回转导线管、肩部回转保护套和肩部回转导管托架，肩部回转导线管插装在肩部回转谐波减速器的中部，肩部回转导线管的一端通过肩部回转导管托架固定在肩部回转组件上，肩部回转保护套套设在肩部回转导线管另一端。

进一步地，肩部俯仰组件的肩部俯仰电机驱动装置包括肩部俯仰电机、肩部俯仰主动齿轮、肩部俯仰从动齿轮和肩部俯仰谐波减速器；肩部俯仰电机安装在肩部俯仰组件内部，肩部俯仰主动齿轮安装在肩部俯仰电机输出轴上，肩部俯仰从动齿轮固定在肩部俯仰谐波减速器的动力输入端，肩部俯仰主动齿轮与肩部俯仰从动齿轮相啮合，肩部俯仰谐波减速器的动力输出端与伸缩臂固定组件固接。

进一步地，肩部俯仰组件的肩部俯仰电机驱动装置还包括肩部俯仰导线管和肩部俯仰保护套，肩部俯仰导线管插装在肩部俯仰谐波减速器的中部，肩部俯仰保护套套设在肩部俯仰导线管的端部。

进一步地，肩部回转组件、肩部俯仰组件、伸缩臂固定组件、伸缩臂滑动组件、肘部旋转组件、腕部俯仰组件、腕部回转组件和手爪开合组件的关节连接处均采用中空式结构。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明所述的具有八自由度的机械手臂装置采用八自由度的设计原理，在原有的七自由度(肩部回转、肩部俯仰、肘部俯仰、肘部回转、腕部俯仰、腕部回转和手爪开合)基础上增加了能够在利用机械手臂在肩部俯仰和肘部俯仰间的大臂将其转换成伸缩自由度，在确保原有的大臂体位置，保证臂体长度不变的情况下增加了一个伸缩自由度，使整个装置演变为具有八自由度的机械手臂装置；当机械手臂所处环境空间位置受限，需要机械手臂的操作空间拓展时，机械手臂通过伸缩关节伸缩，增大手臂伸出和缩短调整机械手臂的长度，使机械手臂操作空间更大，使得机械手臂更为灵活；

2、本发明所述的具有八自由度的机械手臂装置，能够充分利用肩部俯仰安装及传动空间将其与肩部回转自由度的电机及传动置于一个腔室里形成立体交叉式结构，使机械手臂结构更为紧凑、布局更为合理、空间利用率更高；

3、本发明所述的具有八自由度的机械手臂装置的各自由度关节连接处均采用中空式结构，使机械手臂装置各部分电缆线均穿过自由度关节中空处，直至通过机械手臂末端肩部回转组件部分与控制部分相连接，使整个机械手臂外观简洁，没有外置电缆，进而通过末端电缆线实现机械手臂的整体控制；通过各自由度关节传动中心处走线避免了各自由度关节处电线磨损甚至损坏，避免电缆线外露等弊端，内置的走线方式使机械手臂在结构上更趋于简洁化，节省了安装空间，使机械手臂操作更为灵活。

4、本发明所述的具有八自由度的机械手臂装置通过手腕摄像头及肩部的带音箱摄像头能够实现远程视觉控制及实时对话操作。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明的轴测图；

图4是肩部回转组件和肩部俯仰组件的结构示意图；

图5是图4在A-A处的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的一种具有八自由度的机械手臂装置，所述机械手臂装置包括肩部回转组件1、肩部俯仰组件2、伸缩臂固定组件4、伸缩臂滑动组件5、肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、腕部回转组件9和手爪开合组件10；

肩部回转组件1、肩部俯仰组件2、伸缩臂固定组件4、伸缩臂滑动组件5、肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、腕部回转组件9和手爪开合组件10由前至后顺次连接；

肩部俯仰组件2内部设有肩部回转电机驱动装置，肩部回转电机驱动装置的动力输出端与肩部回转组件1连接，肩部俯仰组件2通过肩部回转电机驱动装置与肩部回转组件1形成肩部旋转动作；

肩部俯仰组件2内部设有肩部俯仰电机驱动装置，肩部俯仰电机驱动装置的动力输出端与伸缩臂固定组件4连接，伸缩臂固定组件4通过肩部俯仰电机驱动装置与肩部俯仰组件2形成肩部俯仰动作；

伸缩臂固定组件4内部设有大臂伸缩电机驱动装置，大臂伸缩电机驱动装置的动力输出端与伸缩臂滑动组件5连接，伸缩臂滑动组件5通过大臂伸缩电机驱动装置与伸缩臂固定组件4形成大臂伸缩动作；

伸缩臂滑动组件5内部设有肘部俯仰电机驱动装置，肘部俯仰电机驱动装置的动力输出端与肘部旋转组件6连接，肘部旋转组件6通过肘部俯仰电机驱动装置与伸缩臂滑动组件5形成肘部俯仰动作；

肘部旋转组件6内部设有肘部回转电机驱动装置，肘部回转电机驱动装置的动力输出端与腕部俯仰组件7连接，腕部俯仰组件7通过肘部回转电机驱动装置与肘部旋转组件6形成肘部回转动作；

腕部俯仰组件7内部设有腕部俯仰电机驱动装置，腕部俯仰电机驱动装置的动力输出端与腕部回转组件9连接，腕部回转组件9通过腕部俯仰电机驱动装置与腕部俯仰组件7形成腕部俯仰动作；

腕部回转组件9内部设有腕部回转电机驱动装置，腕部回转电机驱动装置的动力输出端与手爪开合组件10连接，手爪开合组件10通过腕部回转电机驱动装置与腕部回转组件9形成腕部回转动作；

腕部回转组件9内部设有手爪开合电机驱动装置，手爪开合电机驱动装置的动力输出端与手爪开合组件10的两对手指连接，使手爪开合组件10的两对手指形成夹持动作，进而形成手爪开合动作。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的所述具有八自由度的机械手臂装置还包括带音箱摄像头3和手腕摄像头8，带音箱摄像头3安装在肩部俯仰组件2上，手腕摄像头8安装在腕部回转组件9上。如此设置，通过手腕摄像头8及肩部的带音箱摄像头3实现远程视觉控制及实时对话操作。其它组成和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至图3说明本实施方式，本实施方式的肩部回转组件1的肩部回转电机驱动装置与肩部俯仰组件2的肩部回转电机驱动装置置于一个腔室里形成立体交叉式结构。如此设置，使机械手臂结构更为紧凑、布局更为合理、空间利用率更高。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式的肩部回转组件1的肩部回转电机驱动装置包括肩部回转电机1-1、肩部回转主动齿轮1-2、肩部回转从动齿轮1-3和肩部回转谐波减速器1-4；肩部回转电机1-1安装在肩部俯仰组件2内部，肩部回转主动齿轮1-2安装在肩部回转电机1-1输出轴上，肩部回转从动齿轮1-3固定在肩部回转谐波减速器1-4的动力输入端，肩部回转主动齿轮1-2与肩部回转从动齿轮1-3相啮合，肩部回转谐波减速器1-4的动力输出端与肩部回转组件1固接。如此设置，肩部回转电机1-1驱动肩部回转主动齿轮1-2带动肩部回转从动齿轮1-3带动肩部回转谐波减速器1-4形成肩部旋转动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

本实施方式的肩部回转谐波减速器1-4的中部为中空式结构，用于插装肩部回转导线管1-5，使电缆线穿过肩部回转导线管1-5，进而穿过肩部回转谐波减速器1-4。

具体实施方式五：结合图5说明本实施方式，本实施方式的肩部回转组件1的肩部回转电机驱动装置还包括肩部回转导线管1-5、肩部回转保护套1-6和肩部回转导管托架1-7，肩部回转导线管1-5插装在肩部回转谐波减速器1-4的中部，肩部回转导线管1-5的一端通过肩部回转导管托架1-7固定在肩部回转组件1上，肩部回转保护套1-6套设在肩部回转导线管1-5另一端。如此设置，电缆线通过肩部回转导线管1-5穿过肩部回转谐波减速器1-4，从而实现电缆线穿过肩部回转关节。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的肩部俯仰组件2的肩部俯仰电机驱动装置包括肩部俯仰电机2-1、肩部俯仰主动齿轮2-2、肩部俯仰从动齿轮2-3和肩部俯仰谐波减速器2-4；肩部俯仰电机2-1安装在肩部俯仰组件2内部，肩部俯仰主动齿轮2-2安装在肩部俯仰电机2-1输出轴上，肩部俯仰从动齿轮2-3固定在肩部俯仰谐波减速器2-4的动力输入端，肩部俯仰主动齿轮2-2与肩部俯仰从动齿轮2-3相啮合，肩部俯仰谐波减速器2-4的动力输出端与伸缩臂固定组件4固接。如此设置，肩部俯仰电机2-1驱动肩部俯仰主动齿轮2-2带动肩部俯仰从动齿轮2-3带动肩部俯仰谐波减速器2-4形成肩部俯仰动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

本实施方式的肩部俯仰谐波减速器2-4的中部为中空式结构，用于插装肩部俯仰导线管2-5，使电缆线穿过肩部俯仰导线管2-5，进而穿过肩部俯仰谐波减速器2-4。

具体实施方式七：结合图4说明本实施方式，本实施方式的肩部俯仰组件2的肩部俯仰电机驱动装置还包括肩部俯仰导线管2-5和肩部俯仰保护套2-6，肩部俯仰导线管2-5插装在肩部俯仰谐波减速器2-4的中部，肩部俯仰保护套2-6套设在肩部俯仰导线管2-5的端部。如此设置，电缆线通过肩部俯仰导线管2-5穿过肩部俯仰谐波减速器2-4，从而实现电缆线穿过肩部俯仰关节。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的肩部回转组件1、肩部俯仰组件2、伸缩臂固定组件4、伸缩臂滑动组件5、肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、腕部回转组件9和手爪开合组件10的关节连接处均采用中空式结构。如此设置，使机械手臂装置各部分电缆线均穿过自由度关节中空处，直至通过机械手臂末端肩部回转组件部分与控制部分相连接，使整个机械手臂外观简洁，没有外置电缆，进而通过末端电缆线实现机械手臂的整体控制，通过各自由度关节传动中心处走线避免了各自由度关节处电线磨损甚至损坏，避免电缆线外露等弊端，内置的走线方式使机械手臂在结构上更趋于简洁化，节省了安装空间，使机械手臂操作更为灵活。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的大臂伸缩电机驱动装置包括大臂伸缩电机和大臂伸缩滚珠丝杠；大臂伸缩电机安装在伸缩臂固定组件4内部，大臂伸缩滚珠丝杠的大臂伸缩丝杠安装在大臂伸缩电机输出轴上，大臂伸缩滚珠丝杠的大臂伸缩丝母与与伸缩臂滑动组件5的滚珠花键轴固接，与滚珠花键轴配套用的滚珠花键母安装在伸缩臂固定组件4上。如此设置，大臂伸缩电机驱动大臂伸缩滚珠丝杠带动滚珠花键1-4-3形成大臂伸缩动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

具体实施方式十：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的肘部俯仰电机驱动装置包括肘部俯仰电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和肘部俯仰谐波减速器；肘部俯仰电机安装在伸缩臂滑动组件5内部，肘部俯仰主动锥齿轮安装在肘部俯仰电机输出轴上，肘部俯仰从动锥齿轮安装在肘部俯仰谐波减速器的动力输入端，肘部俯仰主动锥齿轮与肘部俯仰从动锥齿轮相啮合，肘部俯仰谐波减速器的动力输出端与肘部旋转组件6固接。如此设置，肘部俯仰电机驱动肘部俯仰主动锥齿轮带动肘部俯仰从动锥齿轮，带动肘部俯仰谐波减速器形成肘部俯仰动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

具体实施方式十一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的肘部回转电机驱动装置包括肘部回转电机、肘部回转主动齿轮、肘部回转从动齿轮和肘部回转谐波减速器；肘部回转电机安装在肘部旋转组件6内部，肘部回转主动齿轮安装在肘部回转电机输出轴上，肘部回转从动齿轮安装在肘部回转谐波减速器的动力输入端，肘部回转主动齿轮与肘部回转从动齿轮相啮合，肘部回转谐波减速器的动力输出端与腕部俯仰组件7固接。如此设置，肘部回转电机通过肘部回转圆柱齿轮副带动肘部回转谐波减速器形成肘部回转动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九或十相同。

具体实施方式十二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的腕部俯仰电机驱动装置包括腕部俯仰电机、腕部俯仰主动锥齿轮、腕部俯仰从动锥齿轮、腕部俯仰主动带轮、腕部俯仰同步带、腕部俯仰从动带轮和腕部俯仰谐波减速器；腕部俯仰电机安装在腕部俯仰组件7内部，腕部俯仰主动锥齿轮安装在腕部俯仰电机输出轴上，腕部俯仰从动锥齿轮与腕部俯仰主动锥齿轮相啮合，腕部俯仰主动带轮与腕部俯仰从动锥齿轮同轴设置，腕部俯仰从动带轮与腕部俯仰谐波减速器的动力输入端连接，腕部俯仰主动带轮与从动带轮通过腕部俯仰同步带连接，腕部俯仰谐波减速器的动力输出端与腕部回转组件9固接。如此设置，腕部俯仰电机驱动腕部俯仰主动锥齿轮带动腕部俯仰从动锥齿轮，带动腕部俯仰主动带轮，通过腕部俯仰同步带带动腕部俯仰从动带轮，带动腕部俯仰谐波减速器形成腕部俯仰动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或十一相同。

具体实施方式十三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的腕部回转电机驱动装置包括腕部回转电机、腕部回转主动齿轮、腕部回转从动齿轮和腕部回转输出端；腕部回转电机安装在腕部回转组件9内部，腕部回转主动齿轮安装在腕部回转电机输出轴上，腕部回转从动齿轮与腕部回转输入端连接，腕部回转输出端与手爪开合组件10连接。如此设置，腕部回转电机驱动腕部回转主动齿轮带动腕部回转从动齿轮形成腕部回转动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一或十二相同。

具体实施方式十四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的手爪开合电机驱动装置包括手爪开合电机、手爪开合主动齿轮、手爪开合第一从动齿轮、手爪开合第二从动齿轮、手爪开合左从动齿轮、手爪开合右从动齿轮、手爪开合左丝杆、手爪开合右丝杆、手爪开合丝母、手爪开合左四连杆结构和手爪开合右四连杆机构；手爪开合电机安装在腕部回转组件9内部，手爪开合主动齿轮安装在手爪开合电机输出轴上，手爪开合第一从动齿轮与手爪开合主动齿轮相啮合，手爪开合第二从动齿轮与手爪开合第一从动齿轮同轴设置，手爪开合左从动齿轮和手爪开合右从动齿轮分别位于手爪开合第二从动齿轮的两侧，手爪开合左从动齿轮和手爪开合右从动齿轮均与手爪开合第二从动齿轮相啮合，手爪开合左丝杆和手爪开合右丝杆分别与手爪开合左从动齿轮和手爪开合右从动齿轮固接，手爪开合丝母上开设两个用于与手爪开合左丝杆和手爪开合右丝杆配合的螺纹孔，手爪开合丝母安装在手爪开合左丝杆和手爪开合右丝杆上，手爪开合左四连杆结构和手爪开合右四连杆机构分别安装在手爪开合丝母的两端。如此设置，手爪开合电机驱动手爪开合主动齿轮带动手爪开合第一从动齿轮和手爪开合第二从动齿轮，第一从动齿轮和第二从动齿轮同轴设置，第二从动齿轮同步带动手爪开合左从动齿轮和手爪开合右从动齿轮，手爪开合左从动齿轮驱动手爪开合左丝杆，手爪开合右从动齿轮驱动手爪开合右丝杆，手爪开合左丝杆和手爪开合右丝杆一同带动手爪开合丝母直线运动，手爪开合丝母的两端分别带动手爪开合左四连杆结构和手爪开合右四连杆机构形成手爪开合动作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二或十三相同。

工作原理

结合图1和图3说明本发明的工作原理：

肩部回转自由度是通过安装在肩部俯仰组件2内的肩部回转电机驱动装置带动肩部俯仰组件2、带音箱摄像头3、伸缩臂滑动组件5、肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、手腕摄像头8、腕部回转组件9和手爪开合组件10，使之与肩部回转组件1形成肩部旋转动作；

肩部俯仰自由度是通过安装在肩部俯仰组件2内的肩部俯仰电机驱动装置带动伸缩臂固定组件4、伸缩臂滑动组件5、肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、手腕摄像头8、腕部回转组件9和手爪开合组件10，使之与肩部俯仰组件2形成肩部俯仰动作；

大臂伸缩自由度是通过安装在伸缩臂固定组件4内的大臂伸缩电机驱动装置带动伸缩臂滑动组件5、肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、手腕摄像头8、腕部回转组件9和手爪开合组件10，使之与伸缩臂固定组件4形成大臂伸缩动作；

肘部俯仰自由度是通过安装在伸缩臂滑动组件5内的肘部俯仰电机驱动装置带动肘部旋转组件6、腕部俯仰组件7、手腕摄像头8、腕部回转组件9和手爪开合组件10，使之与伸缩臂滑动组件5形成肘部俯仰动作；

肘部回转自由度是通过安装在肘部旋转组件6内的肘部回转电机驱动装置带动腕部俯仰组件7、手腕摄像头8、腕部回转组件9和手爪开合组件10，使之与肘部旋转组件6形成肘部回转动作；

腕部俯仰自由度是通过安装在腕部俯仰组件7内的腕部俯仰电机驱动装置带动手腕摄像头8、腕部回转组件9和手爪开合组件10，使之与腕部俯仰组件7形成腕部俯仰动作；

腕部回转自由度是通过安装在腕部回转组件9内的腕部回转电机驱动装置带动手爪开合组件10，使之与腕部回转组件9形成腕部回转动作；

手爪开合自由度是通过安装在腕部回转组件9内的手爪开合电机驱动装置带动手爪开合组件10的两对手指，使手爪开合组件10的两对手指形成夹持动作，进而形成手爪开合动作。

Claims (8)

1.一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：所述机械手臂装置包括肩部回转组件(1)、肩部俯仰组件(2)、伸缩臂固定组件(4)、伸缩臂滑动组件(5)、肘部旋转组件(6)、腕部俯仰组件(7)、腕部回转组件(9)和手爪开合组件(10)；

肩部回转组件(1)、肩部俯仰组件(2)、伸缩臂固定组件(4)、伸缩臂滑动组件(5)、肘部旋转组件(6)、腕部俯仰组件(7)、腕部回转组件(9)和手爪开合组件(10)由前至后顺次连接；

肩部俯仰组件(2)内部设有肩部回转电机驱动装置，肩部回转电机驱动装置的动力输出端与肩部回转组件(1)连接，肩部俯仰组件(2)通过肩部回转电机驱动装置与肩部回转组件(1)形成肩部旋转动作；

肩部俯仰组件(2)内部设有肩部俯仰电机驱动装置，肩部俯仰电机驱动装置的动力输出端与伸缩臂固定组件(4)连接，伸缩臂固定组件(4)通过肩部俯仰电机驱动装置与肩部俯仰组件(2)形成肩部俯仰动作；

伸缩臂固定组件(4)内部设有大臂伸缩电机驱动装置，大臂伸缩电机驱动装置的动力输出端与伸缩臂滑动组件(5)连接，伸缩臂滑动组件(5)通过大臂伸缩电机驱动装置与伸缩臂固定组件(4)形成大臂伸缩动作；

伸缩臂滑动组件(5)内部设有肘部俯仰电机驱动装置，肘部俯仰电机驱动装置的动力输出端与肘部旋转组件(6)连接，肘部旋转组件(6)通过肘部俯仰电机驱动装置与伸缩臂滑动组件(5)形成肘部俯仰动作；

肘部旋转组件(6)内部设有肘部回转电机驱动装置，肘部回转电机驱动装置的动力输出端与腕部俯仰组件(7)连接，腕部俯仰组件(7)通过肘部回转电机驱动装置与肘部旋转组件(6)形成肘部回转动作；

腕部俯仰组件(7)内部设有腕部俯仰电机驱动装置，腕部俯仰电机驱动装置的动力输出端与腕部回转组件(9)连接，腕部回转组件(9)通过腕部俯仰电机驱动装置与腕部俯仰组件(7)形成腕部俯仰动作；

腕部回转组件(9)内部设有腕部回转电机驱动装置，腕部回转电机驱动装置的动力输出端与手爪开合组件(10)连接，手爪开合组件(10)通过腕部回转电机驱动装置与腕部回转组件(9)形成腕部回转动作；

腕部回转组件(9)内部设有手爪开合电机驱动装置，手爪开合电机驱动装置的动力输出端与手爪开合组件(10)的两对手指连接，使手爪开合组件(10)的两对手指形成夹持动作，进而形成手爪开合动作。

2.根据权利要求1所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：所述具有八自由度的机械手臂装置还包括带音箱摄像头(3)和手腕摄像头(8)，带音箱摄像头(3)安装在肩部俯仰组件(2)上，手腕摄像头(8)安装在腕部回转组件(9)上。

3.根据权利要求2所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：肩部回转组件(1)的肩部回转电机驱动装置与肩部俯仰组件(2)的肩部回转电机驱动装置置于一个腔室里形成立体交叉式结构。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：肩部回转组件(1)的肩部回转电机驱动装置包括肩部回转电机(1-1)、肩部回转主动齿轮(1-2)、肩部回转从动齿轮(1-3)和肩部回转谐波减速器(1-4)；肩部回转电机(1-1)安装在肩部俯仰组件(2)内部，肩部回转主动齿轮(1-2)安装在肩部回转电机(1-1)输出轴上，肩部回转从动齿轮(1-3)固定在肩部回转谐波减速器(1-4)的动力输入端，肩部回转主动齿轮(1-2)与肩部回转从动齿轮(1-3)相啮合，肩部回转谐波减速器(1-4)的动力输出端与肩部回转组件(1)固接。

5.根据权利要求4所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：肩部回转组件(1)的肩部回转电机驱动装置还包括肩部回转导线管(1-5)、肩部回转保护套(1-6)和肩部回转导管托架(1-7)，肩部回转导线管(1-5)插装在肩部回转谐波减速器(1-4)的中部，肩部回转导线管(1-5)的一端通过肩部回转导管托架(1-7)固定在肩部回转组件(1)上，肩部回转保护套(1-6)套设在肩部回转导线管(1-5)另一端。

6.根据权利要求1或5所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：肩部俯仰组件(2)的肩部俯仰电机驱动装置包括肩部俯仰电机(2-1)、肩部俯仰主动齿轮(2-2)、肩部俯仰从动齿轮(2-3)和肩部俯仰谐波减速器(2-4)；肩部俯仰电机(2-1)安装在肩部俯仰组件(2)内部，肩部俯仰主动齿轮(2-2)安装在肩部俯仰电机(2-1)输出轴上，肩部俯仰从动齿轮(2-3)固定在肩部俯仰谐波减速器(2-4)的动力输入端，肩部俯仰主动齿轮(2-2)与肩部俯仰从动齿轮(2-3)相啮合，肩部俯仰谐波减速器(2-4)的动力输出端与伸缩臂固定组件(4)固接。

7.根据权利要求6所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：肩部俯仰组件(2)的肩部俯仰电机驱动装置还包括肩部俯仰导线管(2-5)和肩部俯仰保护套(2-6)，肩部俯仰导线管(2-5)插装在肩部俯仰谐波减速器(2-4)的中部，肩部俯仰保护套(2-6)套设在肩部俯仰导线管(2-5)的端部。

8.根据权利要求1、2、3、5或7所述的一种具有八自由度的机械手臂装置，其特征在于：肩部回转组件(1)、肩部俯仰组件(2)、伸缩臂固定组件(4)、伸缩臂滑动组件(5)、肘部旋转组件(6)、腕部俯仰组件(7)、腕部回转组件(9)和手爪开合组件(10)的关节连接处均采用中空式结构。