CN109465813A - 一种机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手臂，其包括手臂部件和用于驱动手臂部件运动的驱动部件；所述手臂部件包括N个手臂构件，N为大于等于4的正整数，第一个手臂构件固定在驱动部件上，第一个手臂构件与第二个手臂构件之间通过第一关节可转动连接，第M个手臂构件与第M+1个手臂构件之间通过第M关节可转动连接，M为2至N‑2的正整数；第N‑1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N‑1关节可转动连接；所述驱动部件与第一关节传动连接，第一关节至第N‑1关节依次传动连接。本发明能有效降低机械手臂的手臂部件的重量，从而有利于提高本发明的负载能力。

Description

一种机械手臂

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是指一种机械手臂。

背景技术

机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。

但是现有的多关节机械手臂的一般在两个手臂构件转动连接的关节处设置用于驱动手臂构件运动的驱动电机，即驱动电机是结合到机械手臂的手臂上部件上的，这导致机械手臂的手臂部件整体体型和重量过大，大大降低了机械手臂的负载能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械手臂，其能有效降低机械手臂的手臂部件的重量，从而有利于提高机械手臂的负载能力。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种机械手臂，其包括手臂部件和用于驱动手臂部件运动的驱动部件；所述手臂部件包括N个手臂构件，N为大于等于4的正整数；其中第一个手臂构件固定在驱动部件上，第一个手臂构件与第二个手臂构件之间通过第一关节可转动连接，第M个手臂构件与第M+1个手臂构件之间通过第M关节可转动连接，M为2至N-2的正整数；第N-1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N-1关节可转动连接；第一关节包括一级主动锥齿轮组、一级过渡锥齿轮组、一级从动锥齿轮组、与第一个手臂构件首端固定连接的一级连接座和与第二个手臂构件末端固定连接的一级枢接座，一级连接座与一级枢接座枢接；一级主动锥齿轮组位于一级连接座内，一级主动锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮；一级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于一级连接座与一级枢接座的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮，第一个一级过渡锥齿轮固定在一级枢接座上，第一个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组位于一级枢接座内，一级从动锥齿轮组包括N个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮，第一个一级从动锥齿轮至第N个一级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮分别一一对应啮合；所述驱动部件包括N+1个驱动电机，第一个驱动电机至第N+1个驱动电机分别驱动第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮转动；第M关节包括M级主动锥齿轮组、M级过渡锥齿轮组、M级从动锥齿轮组、与第M个手臂构件首端固定连接的M级连接座和与第M+1个手臂构件末端固定连接的M级枢接座，M级连接座与M级枢接座枢接；M级主动锥齿轮组位于M级连接座内，M级主动锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级主动锥齿轮；M级过渡锥齿轮组转动中心轴位于M级连接座与M级枢接座的枢接轴上，M级过渡锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级过渡锥齿轮，其中第一个M级过渡锥齿轮固定在M级枢接座上，第一个M级过渡锥齿轮至第N-M+2个M级过渡锥齿轮与第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮分别一一对应啮合；M级从动锥齿轮组位于M级枢接座内，M级从动锥齿轮组包括N-M+1个依次叠放在一起并且同轴设置的M级从动锥齿轮，第一个M级从动锥齿轮至第N-M+1个M级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N-M+2过渡锥齿轮分别一一对应啮合；M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别传动连接；第N-1关节包括N-1级主动锥齿轮组、N-1级过渡锥齿轮组、N-1级从动锥齿轮组、与第N-1个手臂构件首端转动连接的N-1级连接座和与第N个手臂构件末端固定连接的N-1级枢接座，N-1级连接座与N-1级枢接座枢接；N-1级主动锥齿轮组位于N-1级连接座内，N-1级主动锥齿轮组包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级主动锥齿轮，第一个N-1级主动锥齿轮与N-1级连接座固定连接且第一个N-1级主动锥齿轮的转动中心轴位于N-1级连接座的转动中心轴上；N-1级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于N-1级连接座与N-1级枢接座的枢接轴上，N-1级过渡锥齿轮组包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级过渡锥齿轮，第一个N-1级过渡锥齿轮固定在N-1级枢接座上，第一个N-1级过渡锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮与第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别一一对应啮合；N-1级从动锥齿轮组位于N-1级枢接座内，N-1级从动锥齿轮组包括一个N-1级从动锥齿轮，该N-1级从动锥齿轮与第二个N-1级过渡锥齿啮合；该N-1级从动锥齿轮还与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别传动连接。

所述M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮通过设置于第M个手臂构件内的N-M+2根同轴设置并自外向内依次穿套的M级空心连接杆与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别同轴相连；所述N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮通过设置于第N-1个手臂构件内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的N-1级空心连接杆与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别同轴相连。

相邻的一级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠。

所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，一级连接座与一级枢接座异面设置且在沿垂直于一级连接座与一级枢接座的枢接轴方向互不重叠；所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，M级连接座与M级枢接座异面设置且在沿垂直于M级连接座与M级枢接座的枢接轴方向互不重叠。

所述一级连接座上设有一级连接座孔，所述一级枢接座上对应于一级连接座孔设有一级枢接座孔；所述一级过渡锥齿轮组的每个一级过渡锥齿轮包括一级连接轴以及与一级连接轴两端分别相连的第一一级锥齿轮和第二一级锥齿轮；各个一级过渡锥齿轮的一级连接轴相互套置并穿过一级连接座孔和一级枢接座孔；各个一级过渡锥齿轮的第一一级锥齿轮位于一级连接座内并与一级主动锥齿轮组的各个一级主动锥齿轮分别啮合，各个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮位于一级枢接座内并与一级从动锥齿轮组的各个一级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮与一级枢接座固定连接；所述M级连接座上设有M级连接座孔，所述M级枢接座上对应于M级连接座孔设有M级枢接座孔；所述M级过渡锥齿轮组的每个M级过渡锥齿轮包括M级连接轴以及与M级连接轴两端分别相连的第一M级锥齿轮和第二M级锥齿轮；各个M级过渡锥齿轮的M级连接轴相互套置并穿过M级连接座孔和M级枢接座孔；各个M级过渡锥齿轮的第一M级锥齿轮位于M级连接座内并与M级主动锥齿轮组的各个M级主动锥齿轮分别啮合，各个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮位于M级枢接座内并与M级从动锥齿轮组的各个M级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮与M级枢接座固定连接；所述N-1级连接座上设有N-1级连接座孔，所述N-1级枢接座上对应于N-1级连接座孔设有N-1级枢接座孔；所述N-1级过渡锥齿轮组的每个N-1级过渡锥齿轮包括N-1级连接轴以及与N-1级连接轴两端分别相连的第一N-1级锥齿轮和第二N-1级锥齿轮；各个N-1级过渡锥齿轮的N-1级连接轴相互套置并穿过N-1级连接座孔和N-1级枢接座孔；第一个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮均位于N-1级连接座内并分别与N-1级主动锥齿轮组的第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别啮合，各个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮位于N-1级枢接座内，第二个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级从动锥齿轮组的N-1级从动锥齿轮啮合，第一个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级枢接座固定连接。

所述手臂部件还包括第N+1个手臂构件，第N+1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N关节连接；第N关节包括一个N级主动锥齿轮、一个N级过渡锥齿轮、一个N级从动锥齿轮、与第N个手臂构件首端和第N+1个手臂构件末端固定连接的N级固定座，N级主动锥齿轮、N级过渡锥齿轮和N级从动锥齿轮位于N级固定座内，N级主动锥齿轮与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N级从动锥齿轮与位于第N+1个手部构件内的旋转杆同轴相连，旋转杆的转动中心轴与N-1级连接座的转动中心轴位于同一平面；N级过渡锥齿轮包括N级连接轴以及与N级连接轴两端分别相连的第一N级锥齿轮和第二N级锥齿轮，N级连接轴可转动的固定在N级固定座内，N级连接轴的转动中心轴与旋转杆的转动中心轴和N-1级连接座的转动中心轴垂直；第一N级过渡锥齿轮与N级主动锥齿轮啮合，第二N级过渡锥齿轮与N级从动锥齿轮啮合。

所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述N-1级主动锥齿轮组的转动中心轴以及所述N-1级从动锥齿轮组的转动中心轴均位于同一平面上。

所述驱动部件还包括第N+2个驱动电机，第N+2个驱动电机驱动第一手臂构件绕第一手臂构件转动中心轴转动。

所述驱动部件的第一个驱动电机至第N+2个电机通过齿轮传动机构与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别传动连接。

所述齿轮传动机构包括N+2个同轴设置的输出圆柱齿轮和N+2个输入齿轮，各个输出圆柱齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别同轴相连；驱动部件的N+2个驱动电机的输出轴分别同轴连接有一根输入轴杆，每根输入轴杆上固定有一输入齿轮，各根输入轴杆的输入齿轮分别与一个输出圆柱齿轮啮合，每根输入轴杆上还套设有与除了与该输入轴杆上的输入齿轮啮合的输出圆柱齿轮外的其他输出圆柱齿轮分别啮合的多个定位齿轮。

所述驱动部件的第一个驱动电机至第N+2个电机通过涡轮蜗杆传动机构与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别传动连接。

所述涡轮蜗杆传动机构包括N+2个同轴设置的输出涡轮和N+2根输入蜗杆，各个输出涡轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别同轴相连，驱动部件的N+2个驱动电机的输出轴分别同轴连接有一根输入蜗杆，各根输入蜗杆与各个输出涡轮分别啮合；所述驱动部件还包括至少两根定位轴，各根定位轴上套设有与各个输出涡轮分别啮合的多个限位齿轮。

采用上述方案后，相比较现有在两个手臂构件转动连接的关节处设置驱动电机的机械手臂，本发明的手臂部件与驱动部件是分离设置的，这使得本发明有效降低了手臂部件的重量，从而有利于提高本发明的负载能力。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的组合剖视图；

图3为图2的a处放大图；

图4为图2的b处放大图；

图5为图2的c处放大图；

图6为图2的d处放大图；

图7为本发明实施例一的驱动部件的分解图；

图8为本发明实施例二的结构示意图；

图9为本发明实施例二的组合剖视图；

图10为图9的e处放大图；

图11为图9的f处放大图；

图12为图9的g处放大图；

图13为图9的h处放大图；

图14为本发明实施例二的驱动部件的分解图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

实施例一：

在本实施例中，N为4；

具体的，配合图1至图7所示，本实施例的一种机械手臂包括手臂部件A和用于驱动手臂部件A运动的驱动部件B；

在本实施例中，所述手臂部件A包括五个手臂构件A1，第一个手臂构件A11可转动的固定在驱动部件B上，第一个手臂构件A11与第二个手臂构件A12之间通过第一关节1可转动连接，第二个手臂构件A12与第三个手臂构件A13之间通过第二关节2可转动连接，第三个手臂构件A13与第四个手臂构件A14之间通过第三关节3可转动连接，第四个手臂构件A14与第五个手臂构件A15之间通过第四关节4连接。

在本实施例中，第一关节1包括一级主动锥齿轮组11、一级过渡锥齿轮组12、一级从动锥齿轮组13、与第一个手臂构件A11首端固定连接的一级连接座14和与第二个手臂构件A12末端固定连接的一级枢接座15，一级连接座14与一级枢接座15枢接；所述一级主动锥齿轮组11位于一级连接座14内，一级主动锥齿轮组11包括五个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮111；一级过渡锥齿轮组12的转动中心轴位于一级连接座14与一级枢接座15的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组12包括五个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮121，第一个一级过渡锥齿轮1211固定在一级枢接座15上以通过第一个一级过渡锥齿轮1211带动一级枢接座15相对于一级连接座14转动而使得第一手臂构件A11相对于第二手臂构件A12转动，第一个一级过渡锥齿轮1211、第二个一级过渡锥齿轮1212、第三个一级过渡锥齿轮1213、第四个一级过渡锥齿轮1214和第五个一级过渡锥齿轮1215与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组13位于一级枢接座15内，一级从动锥齿轮组13包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮131，第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314与第二个一级过渡锥齿轮1212、第三个一级过渡锥齿轮1213、第四个一级过渡锥齿轮1214和第五个一级过渡锥齿轮1215分别一一对应啮合。

在本实施例中，所述一级主动锥齿轮组11的转动中心轴与所述一级从动锥齿轮组13的转动中心轴异面设置，一级连接座14与一级枢接座15异面设置且在沿垂直于一级连接座14与一级枢接座15的枢接轴方向互不重叠，这样使得第一手臂构件A11与第二手臂构件A12相互之间的转动不会互相造成阻碍；具体的，所述一级连接座14上设有一级连接座孔141，所述一级枢接座15上对应于一级连接座孔141设有一级枢接座孔151；所述一级过渡锥齿轮组12的每个一级过渡锥齿轮121包括一级连接轴12101以及与一级连接轴两端分别相连的第一一级锥齿轮12102和第二一级锥齿轮12103；各个一级过渡锥齿轮121的一级连接轴12101相互套置并穿过一级连接座孔141和一级枢接座孔151；各个一级过渡锥齿轮121的第一一级锥齿轮12102位于一级连接座14内并与一级主动锥齿轮组11的各个一级主动锥齿轮111分别啮合，各个一级过渡锥齿轮121的第二一级锥齿轮12103位于一级枢接座15内并与一级从动锥齿轮组13的各个一级从动锥齿轮131分别啮合，其中第一个一级过渡锥齿轮1211的第二一级锥齿轮12103与一级枢接座15固定连接。

在本实施例中，所述驱动部件B包括六个驱动电机B1，第一个驱动电机B11、第二个驱动电机B12、第三个驱动电机B13、第四个驱动电机B14和第五个驱动电机B15分别驱动第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115转动；第六个驱动电机B16驱动第一手臂构件A11绕第一手臂构件A11转动中心轴转动。

在本实施例中，所述驱动部件B的第一个驱动电机B11、第二个驱动电机B12、第三个驱动电机B13、第四个驱动电机B14、第五个驱动电机B15和第六个驱动电机B16通过齿轮传动机构C与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115以及第一手臂构件A11分别传动连接；配合图6和图7所示，所述齿轮传动机构C包括六个同轴设置的输出圆柱齿轮C1和六个输入齿轮C2，各个输出圆柱齿轮C1与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115以及第一手臂构件A11分别同轴相连，其中第一输出圆柱齿轮C11、第二输出圆柱齿轮C12、第三输出圆柱齿轮C13、第四输出圆柱齿轮C14、第五输出圆柱齿轮C15和第六输出圆柱齿轮C16依次叠合在一起，第一输出圆柱齿轮C11与第一手臂构件A11同轴相连，第二输出圆柱齿轮C12、第三输出圆柱齿轮C13、第四输出圆柱齿轮C14、第五输出圆柱齿轮C15和第六输出圆柱齿轮C16可以通过设置在第一手臂构件A11内的五根同轴设置且自外向内依次穿套的一级空心连接杆D1与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115分别同轴相连，设置在第一手臂构件A11内的五根同轴设置的一级空心连接杆D1自内向外依次分为第一一级空心连接杆D11、第二一级空心连接杆D12、第三一级空心连接杆D13、第四一级空心连接杆D14和第五一级空心连接杆D15，第一一级空心连接杆D11两端分别连接第六输出圆柱齿轮C16和第五个一级主动锥齿轮1115，第二一级空心连接杆D12两端分别连接第五输出圆柱齿轮C15和第四个一级主动锥齿轮1114，第三一级空心连接杆D13两端分别连接第四输出圆柱齿轮C14和第三个一级主动锥齿轮1113，第四一级空心连接杆D14两端分别连接第三输出圆柱齿轮C13和第二个一级主动锥齿轮1112，第五一级空心连接杆D15两端分别连接第二输出圆柱齿轮C12和第一个一级主动锥齿轮1111；所述驱动部件B的六个驱动电机B1的输出轴分别同轴连接有一根输入轴杆B2，每根输入轴杆B2上固定有一输入齿轮C2，各根输入轴杆B2的输入齿轮C2分别与一个输出圆柱齿轮C1啮合，每根输入轴杆B2上还套设有与除了与该输入轴杆B2上的输入齿轮C2啮合的输出圆柱齿轮C1外的其他输出圆柱齿轮C1分别啮合的多个定位齿轮B21，通过各根输入轴杆B2的定位齿轮B21能对各个输出圆柱齿轮C1起到限位作用而防止输出圆柱齿轮C1偏移。

在本实施例中，第二关节2包括二级主动锥齿轮组21、二级过渡锥齿轮组22、二级从动锥齿轮组23、与第二个手臂构件A12首端固定连接的二级连接座24和与第三个手臂构件A13末端固定连接的二级枢接座25，二级连接座24与二级枢接座25枢接；二级主动锥齿轮组21位于二级连接座24内，二级主动锥齿轮组21包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的二级主动锥齿轮211；二级过渡锥齿轮组22转动中心轴位于二级连接座24与二级枢接座25的枢接轴上，二级过渡锥齿轮组22包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的二级过渡锥齿轮221，其中第一个二级过渡锥齿轮2211固定在二级枢接座25上，以通过第一个二级过渡锥齿轮2211带动二级枢接座25相对于二级连接座24转动而使得第二手臂构件A12相对于第三手臂构件A13转动；第一个二级过渡锥齿轮2211、第二个二级过渡锥齿轮2212、第三个二级过渡锥齿轮2213和第四个二级过渡锥齿轮2214与第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114分别一一对应啮合；二级从动锥齿轮组23位于二级枢接座25内，二级从动锥齿轮组23包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的二级从动锥齿轮231，第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313与第二个二级过渡锥齿轮2212、第三个二级过渡锥齿轮2213和第四个二级过渡锥齿轮2214分别一一对应啮合；二级主动锥齿轮组21的第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114通过设置在第二手臂构件A12内的四根同轴设置并自外向内依次穿套的二级空心连接杆D2与一级从动锥齿轮组13的第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314分别同轴相连，以使得二级主动锥齿轮组21的第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114与一级从动锥齿轮组13的第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314分别传动连接；其中设置在第二手臂构件A12内的四根同轴设置的二级空心连接杆D2自内向外依次分为第一二级空心连接杆D21、第二二级空心连接杆D22、第三二级空心连接杆D23和第四二级空心连接杆D24，第一二级空心连接杆D21两端分别连接第四个二级主动锥齿轮2114和第四个一级从动锥齿轮1314，第二二级空心连接杆D22两端分别连接第三个二级主动锥齿轮2113和第三个一级从动锥齿轮1313，第三二级空心连接杆D23两端分别连接第二个二级主动锥齿轮2112和第二个一级从动锥齿轮1312，第四二级空心连接杆D24两端分别连接第一个二级主动锥齿轮2111和第一个一级从动锥齿轮1311。

在本实施例中，所述二级主动锥齿轮组21的转动中心轴与所述二级从动锥齿轮组23的转动中心轴异面设置，二级连接座24与二级枢接座25异面设置且在沿垂直于二级连接座24与二级枢接座25的枢接轴方向互不重叠，这样使得第二手臂构件A12与第三手臂构件A13相互之间的转动不会互相造成阻碍；具体的，所述二级连接座24上设有二级连接座孔241，所述二级枢接座25上对应于二级连接座孔241设有二级枢接座孔251；所述二级过渡锥齿轮组22的每个二级过渡锥齿轮221包括二级连接轴22101以及与二级连接轴两端分别相连的第一二级锥齿轮22102和第二二级锥齿轮22103；各个二级过渡锥齿轮221的二级连接轴22101相互套置并穿过二级连接座孔241和二级枢接座孔251；各个二级过渡锥齿轮221的第一二级锥齿轮22102位于二级连接座24内并与二级主动锥齿轮组21的各个二级主动锥齿轮211分别啮合，各个二级过渡锥齿轮221的第二二级锥齿轮22103位于二级枢接座25内并与二级从动锥齿轮组23的各个二级从动锥齿轮231分别啮合，其中第一个二级过渡锥齿轮2211的第二二级锥齿轮22103与二级枢接座25固定连接。

在本实施例中，第三关节3包括三级主动锥齿轮组31、三级过渡锥齿轮组32、三级从动锥齿轮组33、与第三个手臂构件A13首端转动连接的三级连接座34和与第四个手臂构件A14末端固定连接的三级枢接座35，三级连接座34与三级枢接座35枢接；三级主动锥齿轮组31位于三级连接座34内，三级主动锥齿轮组31包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的三级主动锥齿轮311，第一个三级主动锥齿轮3111与三级连接座34固定连接且第一个三级主动锥齿轮3111的转动中心轴位于三级连接座34的转动中心轴上，使得第一个三级主动锥齿轮3111用于带动三级连接座34转动；三级过渡锥齿轮组32的转动中心轴位于三级连接座34与三级枢接座35的枢接轴上，三级过渡锥齿轮组32包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的三级过渡锥齿轮321，第一个三级过渡锥齿轮3211固定在三级枢接座35上，以通过第一个三级过渡锥齿轮3211带动三级枢接座35相对于二级连接座24转动而使得第三手臂构件A13相对于第四手臂构件A14转动；第一个三级过渡锥齿轮3211和第二个三级过渡锥齿轮3212与第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113分别一一对应啮合；三级从动锥齿轮组33位于三级枢接座34内，三级从动锥齿轮组33包括一个三级从动锥齿轮331，该三级从动锥齿轮331与第二个三级过渡锥齿轮3212啮合，该三级从动锥齿轮331还与位于第四个手部构件A14内的转动杆G同轴相连；所述三级主动锥齿轮组31的第一个三级主动锥齿轮3111、第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113通过设置于第三个手臂构件A13内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的三级空心连接杆D3与二级从动锥齿轮组23的第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313分别同轴相连，以使得所述三级主动锥齿轮组31的第一个三级主动锥齿轮3111、第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113与二级从动锥齿轮组23的第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313分别传动连接；其中设置于第三个手臂构件A13内的三根同轴设置的三级空心连接杆D3自内向外依次分为第一三级空心连接杆D31、第二三级空心连接杆D32和第三三级空心连接杆D33，第一三级空心连接杆D31两端分别连接第三个三级主动锥齿轮3113和第三个二级从动锥齿轮2313，第二三级空心连接杆D32两端分别连接第二个三级主动锥齿轮3112和第二个二级从动锥齿轮2312，第三三级空心连接杆D33两端分别连接第一个三级主动锥齿轮3111和第一个二级从动锥齿轮2311。

在本实施例中，所述三级主动锥齿轮组31的转动中心轴与所述三级从动锥齿轮组33的转动中心轴异面设置，三级连接座34与三级枢接座35异面设置且在沿垂直于三级连接座34与三级枢接座35的枢接轴方向互不重叠，这样使得第三手臂构件A13与第四手臂构件A14相互之间的转动不会互相造成阻碍；具体的，所述三级连接座34上设有三级连接座孔341，所述三级枢接座35上对应于三级连接座孔341设有三级枢接座孔351；所述三级过渡锥齿轮组32的每个三级过渡锥齿轮321包括三级连接轴32101以及与三级连接轴两端分别相连的第一三级锥齿轮32102和第二三级锥齿轮32103；各个三级过渡锥齿轮321的三级连接轴32101相互套置并穿过三级连接座孔341和三级枢接座孔351；第一个三级过渡锥齿轮3211的第一三级锥齿轮32102和第二个三级过渡锥齿轮3212的第一三级锥齿轮32102均位于三级连接座34内并分别与三级主动锥齿轮组31的第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113分别啮合；各个三级过渡锥齿轮32的第二三级锥齿轮32103位于三级枢接座35内，第二个三级过渡锥齿轮3212的第二三级锥齿轮32103与三级从动锥齿轮组33的三级从动锥齿轮331啮合，其中第一个三级过渡锥齿轮3211的第二三级锥齿轮32103与三级枢接座35固定连接。

在本实施例中，第四关节4包括一个四级主动锥齿轮41、一个四级过渡锥齿轮42、一个四级从动锥齿轮43、与第四个手臂构件A14首端和第五个手臂构件A15末端固定连接的四级固定座44，四级主动锥齿轮41、四级过渡锥齿轮42和四级从动锥齿轮43位于四级固定座44内，四级主动锥齿轮41与位于第四个手部构件A14内的转动杆G同轴相连；四级从动锥齿轮43与位于第五个手部构件A15内的旋转杆X同轴相连，旋转杆X的转动中心轴与三级连接座34的转动中心轴位于同一平面；四级过渡锥齿轮42包括四级连接轴421以及与四级连接轴421两端分别相连的第一四级锥齿轮422和第二四级锥齿轮423，四级连接轴421可转动的固定在四级固定座44内，四级连接轴421的转动中心轴与旋转杆X的转动中心轴和三级连接座34的转动中心轴垂直；第一四级过渡锥齿轮422与四级主动锥齿轮41啮合，第二四级过渡锥齿轮423与四级从动锥齿轮43啮合。由于第五手臂构件A15内的旋转杆X的转动中心轴与三级连接座34的转动中心轴位于同一平面；这样通过第三关节3而使得第三手臂构件A13与第四手臂构件A14相对转动时，可以实现第三手臂构件A13与第五手臂构件A15处于同一直线上。

配合图5所示，在本实施例中，相邻的一级主动锥齿轮111之间设有若干个滚珠Z以减小相邻的一级主动锥齿轮111之间的磨损；同样的，相邻的一级过渡锥齿轮121之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的一级从动锥齿轮131之间也可以设有若干个滚珠Z；相邻的二级主动锥齿轮211之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的二级过渡锥齿轮221之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的二级从动锥齿轮231之间也可以设有若干个滚珠Z；相邻的三级主动锥齿轮311之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的三级过渡锥齿轮321之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的三级从动锥齿轮331之间也可以设有若干个滚珠Z；相邻的四级主动锥齿轮411之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的四级过渡锥齿轮421之间也可以设有若干个滚珠Z。

实施例二：

在本实施例中，N为4；

具体的，配合图8至图14所示，本实施例的一种机械手臂包括手臂部件A和用于驱动手臂部件A运动的驱动部件B；

在本实施例中，所述手臂部件A包括四个手臂构件A1，第一个手臂构件A11可转动的固定在驱动部件B上，第一个手臂构件A11与第二个手臂构件A12之间通过第一关节1可转动连接，第二个手臂构件A12与第三个手臂构件A13之间通过第二关节2可转动连接，第三个手臂构件A13与第四个手臂构件A14之间通过第三关节3可转动连接。

在本实施例中，第一关节1包括一级主动锥齿轮组11、一级过渡锥齿轮组12、一级从动锥齿轮组13、与第一个手臂构件A11首端固定连接的一级连接座14和与第二个手臂构件A12末端固定连接的一级枢接座15，一级连接座14与一级枢接座15枢接；所述一级主动锥齿轮组11位于一级连接座14内，一级主动锥齿轮组11包括五个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮111；一级过渡锥齿轮组12的转动中心轴位于一级连接座14与一级枢接座15的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组12包括五个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮121，第一个一级过渡锥齿轮1211固定在一级枢接座15上以通过第一个一级过渡锥齿轮1211带动一级枢接座15相对于一级连接座14转动而使得第一手臂构件A11相对于第二手臂构件A12转动，第一个一级过渡锥齿轮1211、第二个一级过渡锥齿轮1212、第三个一级过渡锥齿轮1213、第四个一级过渡锥齿轮1214和第五个一级过渡锥齿轮1215与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组13位于一级枢接座15内，一级从动锥齿轮组13包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮131，第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314与第二个一级过渡锥齿轮1212、第三个一级过渡锥齿轮1213、第四个一级过渡锥齿轮1214和第五个一级过渡锥齿轮1215分别一一对应啮合。

在本实施例中，所述驱动部件B包括六个驱动电机B1，第一个驱动电机B11、第二个驱动电机B12、第三个驱动电机B13、第四个驱动电机B14和第五个驱动电机B15分别驱动第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115转动；第六个驱动电机B16驱动第一手臂构件A11绕第一手臂构件A11转动中心轴转动。

在本实施例中，所述驱动部件B的第一个驱动电机B11、第二个驱动电机B12、第三个驱动电机B13、第四个驱动电机B14、第五个驱动电机B15和第六个驱动电机B16通过涡轮蜗杆传动机构E与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115以及第一手臂构件A11分别传动连接；配合图13和图14所示，所述涡轮蜗杆传动机构E包括六个同轴设置的输出涡轮E1和输入蜗杆E2，各个输出涡轮E1与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115以及第一手臂构件A11分别同轴相连，其中第一输出涡轮E11、第二输出涡轮E12、第三输出涡轮E13、第四输出涡轮E14、第五输出涡轮E15和第六输出涡轮E16依次叠合在一起，第一输出涡轮E11与第一手臂构件A11同轴相连，第二输出涡轮E12、第三输出涡轮E13、第四输出涡轮E14、第五输出涡轮E15和第六输出涡轮E16可以通过设置在第一手臂构件A11内的五根同轴设置且自外向内依次穿套的一级空心连接杆D1与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115同轴相连，设置在第一手臂构件A11内的五根同轴设置的一级空心连接杆D1自内向外依次分为第一一级空心连接杆D11、第二一级空心连接杆D12、第三一级空心连接杆D13、第四一级空心连接杆D14和第五一级空心连接杆D15，第一一级空心连接杆D11两端分别连接第六输出涡轮E16和第五个一级主动锥齿轮1115，第二一级空心连接杆D12两端分别连接第五输出涡轮E15和第四个一级主动锥齿轮1114，第三一级空心连接杆D13两端分别连接第四输出涡轮E14和第三个一级主动锥齿轮1113，第四一级空心连接杆D14两端分别连接第三输出涡轮E13和第二个一级主动锥齿轮1112，第五一级空心连接杆D15两端分别连接第二输出涡轮E12和第一个一级主动锥齿轮1111；所述驱动部件B的六个驱动电机B1的输出轴分别同轴连接有一根输入蜗杆E2，各根输入蜗杆E2分别与一个输出涡轮E1啮合；所述驱动部件B还包括至少两根定位轴B3，各根定位轴B3上套设有与各个输出涡轮E1分别啮合的多个限位齿轮B31，通过各根定位轴B3的限位齿轮B31能对各个输出涡轮E1起到限位作用而防止输出涡轮E1偏移。

在本实施例中，第二关节2包括二级主动锥齿轮组21、二级过渡锥齿轮组22、二级从动锥齿轮组23、与第二个手臂构件A12首端固定连接的二级连接座24和与第三个手臂构件A13末端固定连接的二级枢接座25，二级连接座24与二级枢接座25枢接；二级主动锥齿轮组21位于二级连接座24内，二级主动锥齿轮组21包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的二级主动锥齿轮211；二级过渡锥齿轮组22转动中心轴位于二级连接座24与二级枢接座25的枢接轴上，二级过渡锥齿轮组22包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的二级过渡锥齿轮221，其中第一个二级过渡锥齿轮2211固定在二级枢接座25上，以通过第一个二级过渡锥齿轮2211带动二级枢接座25相对于二级连接座24转动而使得第二手臂构件A12相对于第三手臂构件A13转动；第一个二级过渡锥齿轮2211、第二个二级过渡锥齿轮2212、第三个二级过渡锥齿轮2213和第四个二级过渡锥齿轮2214与第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114分别一一对应啮合；二级从动锥齿轮组23位于二级枢接座25内，二级从动锥齿轮组23包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的二级从动锥齿轮231，第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313与第二个二级过渡锥齿轮2212、第三个二级过渡锥齿轮2213和第四个二级过渡锥齿轮2214分别一一对应啮合；二级主动锥齿轮组21的第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114通过设置在第二手臂构件A12内的四根同轴设置并自外向内依次穿套的二级空心连接杆D2与一级从动锥齿轮组13的第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314分别同轴相连，以使得二级主动锥齿轮组21的第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114与一级从动锥齿轮组13的第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314分别传动连接；其中设置在第二手臂构件A12内的四根同轴设置的二级空心连接杆D2自内向外依次分为第一二级空心连接杆D21、第二二级空心连接杆D22、第三二级空心连接杆D23和第四二级空心连接杆D24，第一二级空心连接杆D21两端分别连接第四个二级主动锥齿轮2114和第四个一级从动锥齿轮1314，第二二级空心连接杆D22两端分别连接第三个二级主动锥齿轮2113和第三个一级从动锥齿轮1313，第三二级空心连接杆D23两端分别连接第二个二级主动锥齿轮2112和第二个一级从动锥齿轮1312，第四二级空心连接杆D24两端分别连接第一个二级主动锥齿轮2111和第一个一级从动锥齿轮1311。

在本实施例中，第三关节3包括三级主动锥齿轮组31、三级过渡锥齿轮组32、三级从动锥齿轮组33、与第三个手臂构件A13首端转动连接的三级连接座34和与第四个手臂构件A14末端固定连接的三级枢接座35，三级连接座34与三级枢接座35枢接；三级主动锥齿轮组31位于三级连接座34内，三级主动锥齿轮组31包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的三级主动锥齿轮311，第一个三级主动锥齿轮3111与三级连接座34固定连接且第一个三级主动锥齿轮3111的转动中心轴位于三级连接座34的转动中心轴上，使得第一个三级主动锥齿轮3111用于带动三级连接座34转动；三级过渡锥齿轮组32的转动中心轴位于三级连接座34与三级枢接座35的枢接轴上，三级过渡锥齿轮组32包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的三级过渡锥齿轮321，第一个三级过渡锥齿轮3211固定在三级枢接座35上，以通过第一个三级过渡锥齿轮3211带动三级枢接座35相对于二级连接座24转动而使得第三手臂构件A13相对于第四手臂构件A14转动；第一个三级过渡锥齿轮3211和第二个三级过渡锥齿轮3212与第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113分别一一对应啮合；三级从动锥齿轮组33位于三级枢接座34内，三级从动锥齿轮组33包括一个三级从动锥齿轮331，该三级从动锥齿轮331与第二个三级过渡锥齿轮3212啮合，该三级从动锥齿轮331还与位于第四个手部构件A14内的转动杆G同轴相连；所述三级主动锥齿轮组31的第一个三级主动锥齿轮3111、第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113通过设置于第三个手臂构件A13内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的三级空心连接杆D3与二级从动锥齿轮组23的第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313分别同轴相连，以使得所述三级主动锥齿轮组31的第一个三级主动锥齿轮3111、第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113与二级从动锥齿轮组23的第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313分别传动连接；其中设置于第三个手臂构件A13内的三根同轴设置的三级空心连接杆D3自内向外依次分为第一三级空心连接杆D31、第二三级空心连接杆D32和第三三级空心连接杆D33，第一三级空心连接杆D31两端分别连接第三个三级主动锥齿轮3113和第三个二级从动锥齿轮2313，第二三级空心连接杆D32两端分别连接第二个三级主动锥齿轮3112和第二个二级从动锥齿轮2312，第三三级空心连接杆D33两端分别连接第一个三级主动锥齿轮3111和第一个二级从动锥齿轮2311。

在本实施例中，所述一级主动锥齿轮组11的转动中心轴、所述一级从动锥齿轮组13的转动中心轴、所述二级主动锥齿轮组21的转动中心轴、所述二级从动锥齿轮组23的转动中心轴、所述三级主动锥齿轮组31的转动中心轴以及所述三级从动锥齿轮组33的转动中心轴均位于同一平面上，这样可以减少对本发明的占用体积。

Claims (12)

1.一种机械手臂，其特征在于：包括手臂部件和用于驱动手臂部件运动的驱动部件；

所述手臂部件包括N个手臂构件，N为大于等于4的正整数；其中第一个手臂构件固定在驱动部件上，第一个手臂构件与第二个手臂构件之间通过第一关节可转动连接，第M个手臂构件与第M+1个手臂构件之间通过第M关节可转动连接，M为2至N-2的正整数；第N-1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N-1关节可转动连接；

第一关节包括一级主动锥齿轮组、一级过渡锥齿轮组、一级从动锥齿轮组、与第一个手臂构件首端固定连接的一级连接座和与第二个手臂构件末端固定连接的一级枢接座，一级连接座与一级枢接座枢接；一级主动锥齿轮组位于一级连接座内，一级主动锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮；一级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于一级连接座与一级枢接座的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮，第一个一级过渡锥齿轮固定在一级枢接座上，第一个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组位于一级枢接座内，一级从动锥齿轮组包括N个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮，第一个一级从动锥齿轮至第N个一级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮分别一一对应啮合；

所述驱动部件包括N+1个驱动电机，第一个驱动电机至第N+1个驱动电机分别驱动第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮转动；

第M关节包括M级主动锥齿轮组、M级过渡锥齿轮组、M级从动锥齿轮组、与第M个手臂构件首端固定连接的M级连接座和与第M+1个手臂构件末端固定连接的M级枢接座，M级连接座与M级枢接座枢接；M级主动锥齿轮组位于M级连接座内，M级主动锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级主动锥齿轮；M级过渡锥齿轮组转动中心轴位于M级连接座与M级枢接座的枢接轴上，M级过渡锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级过渡锥齿轮，其中第一个M级过渡锥齿轮固定在M级枢接座上，第一个M级过渡锥齿轮至第N-M+2个M级过渡锥齿轮与第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮分别一一对应啮合；M级从动锥齿轮组位于M级枢接座内，M级从动锥齿轮组包括N-M+1个依次叠放在一起并且同轴设置的M级从动锥齿轮，第一个M级从动锥齿轮至第N-M+1个M级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N-M+2过渡锥齿轮分别一一对应啮合；

M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别传动连接；

第N-1关节包括N-1级主动锥齿轮组、N-1级过渡锥齿轮组、N-1级从动锥齿轮组、与第N-1个手臂构件首端转动连接的N-1级连接座和与第N个手臂构件末端固定连接的N-1级枢接座，N-1级连接座与N-1级枢接座枢接；N-1级主动锥齿轮组位于N-1级连接座内，N-1级主动锥齿轮组包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级主动锥齿轮，第一个N-1级主动锥齿轮与N-1级连接座固定连接且第一个N-1级主动锥齿轮的转动中心轴位于N-1级连接座的转动中心轴上；N-1级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于N-1级连接座与N-1级枢接座的枢接轴上，N-1级过渡锥齿轮组包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级过渡锥齿轮，第一个N-1级过渡锥齿轮固定在N-1级枢接座上，第一个N-1级过渡锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮与第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别一一对应啮合；N-1级从动锥齿轮组位于N-1级枢接座内，N-1级从动锥齿轮组包括一个N-1级从动锥齿轮，该N-1级从动锥齿轮与第二个N-1级过渡锥齿啮合；该N-1级从动锥齿轮还与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别传动连接。

2.如权利要求1所述的一种机械手臂，其特征在于：所述M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮通过设置于第M个手臂构件内的N-M+2根同轴设置并自外向内依次穿套的M级空心连接杆与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别同轴相连；

所述N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮通过设置于第N-1个手臂构件内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的N-1级空心连接杆与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别同轴相连。

3.如权利要求1所述的一种机械手臂，其特征在于：相邻的一级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠。

4.如权利要求1所述的一种机械手臂，其特征在于：所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，一级连接座与一级枢接座异面设置且在沿垂直于一级连接座与一级枢接座的枢接轴方向互不重叠；所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，M级连接座与M级枢接座异面设置且在沿垂直于M级连接座与M级枢接座的枢接轴方向互不重叠。

5.如权利要求4所述的一种机械手臂，其特征在于：所述一级连接座上设有一级连接座孔，所述一级枢接座上对应于一级连接座孔设有一级枢接座孔；所述一级过渡锥齿轮组的每个一级过渡锥齿轮包括一级连接轴以及与一级连接轴两端分别相连的第一一级锥齿轮和第二一级锥齿轮；各个一级过渡锥齿轮的一级连接轴相互套置并穿过一级连接座孔和一级枢接座孔；各个一级过渡锥齿轮的第一一级锥齿轮位于一级连接座内并与一级主动锥齿轮组的各个一级主动锥齿轮分别啮合，各个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮位于一级枢接座内并与一级从动锥齿轮组的各个一级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮与一级枢接座固定连接；

所述M级连接座上设有M级连接座孔，所述M级枢接座上对应于M级连接座孔设有M级枢接座孔；所述M级过渡锥齿轮组的每个M级过渡锥齿轮包括M级连接轴以及与M级连接轴两端分别相连的第一M级锥齿轮和第二M级锥齿轮；各个M级过渡锥齿轮的M级连接轴相互套置并穿过M级连接座孔和M级枢接座孔；各个M级过渡锥齿轮的第一M级锥齿轮位于M级连接座内并与M级主动锥齿轮组的各个M级主动锥齿轮分别啮合，各个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮位于M级枢接座内并与M级从动锥齿轮组的各个M级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮与M级枢接座固定连接；

所述N-1级连接座上设有N-1级连接座孔，所述N-1级枢接座上对应于N-1级连接座孔设有N-1级枢接座孔；所述N-1级过渡锥齿轮组的每个N-1级过渡锥齿轮包括N-1级连接轴以及与N-1级连接轴两端分别相连的第一N-1级锥齿轮和第二N-1级锥齿轮；各个N-1级过渡锥齿轮的N-1级连接轴相互套置并穿过N-1级连接座孔和N-1级枢接座孔；第一个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮均位于N-1级连接座内并分别与N-1级主动锥齿轮组的第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别啮合，各个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮位于N-1级枢接座内，第二个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级从动锥齿轮组的N-1级从动锥齿轮啮合，第一个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级枢接座固定连接。

6.如权利要求4所述的一种机械手臂，其特征在于：所述手臂部件还包括第N+1个手臂构件，第N+1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N关节连接；

第N关节包括一个N级主动锥齿轮、一个N级过渡锥齿轮、一个N级从动锥齿轮、与第N个手臂构件首端和第N+1个手臂构件末端固定连接的N级固定座，N级主动锥齿轮、N级过渡锥齿轮和N级从动锥齿轮位于N级固定座内，N级主动锥齿轮与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N级从动锥齿轮与位于第N+1个手部构件内的旋转杆同轴相连，旋转杆的转动中心轴与N-1级连接座的转动中心轴位于同一平面；N级过渡锥齿轮包括N级连接轴以及与N级连接轴两端分别相连的第一N级锥齿轮和第二N级锥齿轮，N级连接轴可转动的固定在N级固定座内，N级连接轴的转动中心轴与旋转杆的转动中心轴和N-1级连接座的转动中心轴垂直；第一N级过渡锥齿轮与N级主动锥齿轮啮合，第二N级过渡锥齿轮与N级从动锥齿轮啮合。

7.如权利要求1所述的一种机械手臂，其特征在于：所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述N-1级主动锥齿轮组的转动中心轴以及所述N-1级从动锥齿轮组的转动中心轴均位于同一平面上。

8.如权利要求1所述的一种机械手臂，其特征在于：所述驱动部件还包括第N+2个驱动电机，第N+2个驱动电机驱动第一手臂构件绕第一手臂构件转动中心轴转动。

9.如权利要求8所述的一种机械手臂，其特征在于：所述驱动部件的第一个驱动电机至第N+2个电机通过齿轮传动机构与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别传动连接。

10.如权利要求9所述的一种机械手臂，其特征在于：所述齿轮传动机构包括N+2个同轴设置的输出圆柱齿轮和N+2个输入齿轮，各个输出圆柱齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别同轴相连；驱动部件的N+2个驱动电机的输出轴分别同轴连接有一根输入轴杆，每根输入轴杆上固定有一输入齿轮，各根输入轴杆的输入齿轮分别与一个输出圆柱齿轮啮合，每根输入轴杆上还套设有与除了与该输入轴杆上的输入齿轮啮合的输出圆柱齿轮外的其他输出圆柱齿轮分别啮合的多个定位齿轮。

11.如权利要求8所述的一种机械手臂，其特征在于：所述驱动部件的第一个驱动电机至第N+2个电机通过涡轮蜗杆传动机构与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别传动连接。

12.如权利要求11所述的一种机械手臂，其特征在于：所述涡轮蜗杆传动机构包括N+2个同轴设置的输出涡轮和N+2根输入蜗杆，各个输出涡轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别同轴相连，驱动部件的N+2个驱动电机的输出轴分别同轴连接有一根输入蜗杆，各根输入蜗杆与各个输出涡轮分别啮合；所述驱动部件还包括至少两根定位轴，各根定位轴上套设有与各个输出涡轮分别啮合的多个限位齿轮。