CN109806117A - 一种机器人手臂结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人手臂结构，其属于机器人技术领域。该机器人手臂结构包括安装座、大臂、小臂和腕关节。其中，大臂转动地设置于安装座上，安装座与大臂之间设置有肩关节，肩关节转动地设置于安装座上，大臂铰接于肩关节。具体地，大臂包括连接部和旋转部，连接部铰接于肩关节，旋转部转动地连接于连接部，小臂包括屈伸部和回转部，屈伸部铰接于旋转部，回转部转动地连接于屈伸部，腕关节设置于回转部上，腕关节能够朝向小臂方向屈伸。通过模拟人体手臂各个关节部位的转动、屈伸等动作，模拟人体手臂结构，模拟再现人体手臂运动动作。本发明提出一种机器人，采用上述的机器人手臂结构，模拟治疗师动作，对患者进行辅助的康复训练。

Description

一种机器人手臂结构及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人手臂结构及机器人。

背景技术

随着人工智能以及电子技术的快速发展，机器人逐渐融入人们的生活中，并在一些领域内可以替代人类完成一系列的工作。

在医疗领域，对于术后的患者，常需要术后的康复训练。传统的训练方式由治疗师协助患者进行术后康复训练。但是传统的方式存在一定的局限性，比如治疗师与患者之间需要一对一服务，由于治疗师数量严重不足，导致每个治疗师负责的患者较多，而增加了治疗室的负担。

现有康复机器人多以单一功能训练为主，与治疗师训练有较大差异。另外，现有的康复机器人，与治疗师相比缺乏相应的自由度，无法完成治疗师动作模拟，导致患者训练与治疗师训练产生较大差异，从而使患者得不到良好的恢复。

因此，本发明提出一种机器人手臂结构，模拟人体生理结构和功能，实现人体手臂动作的精确模拟，可以用来辅助患者进行康复训练，特别模拟治疗师完成对患者进行充分的准确的康复训练，使患者得到全面的康复训练。该机器人手臂结构亦可用于其他需要精确模拟人体手臂动作的机器人领域。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种机器人手臂结构，可以模拟人体手臂运动，实现高灵活性的运动再现，可用于康复机器人等需要精确模拟人体动作的领域。

本发明的另一个目的在于提供一种机器人，该机器人采用上述的机器人手臂结构，可以有效的模拟人体精细动作，实现人体手臂的精确模拟。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种机器人手臂结构，包括：

安装座；

大臂，其转动地设置于所述安装座上，所述大臂包括转动连接的连接部和旋转部，所述连接部铰接于所述安装座；

小臂，包括转动连接的屈伸部和回转部，所述屈伸部铰接于所述旋转部；以及

腕关节，其设置于所述回转部上，所述腕关节能够朝向所述小臂方向屈伸。

进一步地，所述安装座与所述大臂之间设置有肩关节，所述肩关节转动地设置于所述安装座上，所述连接部铰接于所述肩关节。

进一步地，所述安装座内设置有第一驱动元件，所述第一驱动元件的输出端连接于所述肩关节。

进一步地，所述肩关节上设置有第二驱动元件，所述第二驱动元件的输出端连接于所述连接部。

进一步地，所述连接部的一端铰接于所述肩关节，另一端转动地连接有第一齿圈，所述连接部内设置有第三驱动元件，所述第三驱动元件的输出端连接有第一齿轮，所述第一齿圈与所述第一齿轮啮合，所述第三驱动元件能够带动所述第一齿圈相对所述连接部转动。

进一步地，所述第一齿圈连接于所述旋转部，以使所述旋转部能够相对所述连接部转动。

进一步地，所述旋转部与所述小臂连接的一端内部设置有第四驱动元件，所述第四驱动元件连接于所述屈伸部，以使所述屈伸部能够相对所述旋转部转动。

进一步地，所述屈伸部的自由端设置有第二齿圈，所述第二齿圈转动地连接有所述回转部，所述回转部内设置有第五驱动元件，所述第五驱动元件的输出端连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二齿圈啮合，以使所述回转部相对所述屈伸部转动。

进一步地，所述腕关节包括：

固定座，其设置于所述回转部上，所述固定座上设置有第一连接组件和第二连接组件；

连接叉，其一端铰接于所述第一连接组件上，所述连接叉能够绕着第一轴线转动；

限位件，其通过限位销铰接于所述第二连接组件上，所述限位件上开设有腰型槽，所述连接叉的另一端滑动地设置于所述腰型槽内，所述限位件设置于所述限位销上，所述限位件与所述限位销同步转动并带动所述连接叉绕着第二轴线转动；

所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置；以及

驱动部件，所述驱动部件能够驱动所述连接叉运动。

一种机器人，包括如上所述的机器人手臂结构。

本发明的有益效果为：

本发明提出的机器人手臂结构，包括安装座、大臂、小臂和腕关节。其中，大臂转动地设置于安装座上，安装座与大臂之间设置有肩关节，肩关节转动地设置于安装座上，大臂铰接于肩关节。具体地，大臂包括连接部和旋转部，连接部铰接于肩关节，旋转部转动地连接于连接部，小臂包括屈伸部和回转部，屈伸部铰接于旋转部，回转部转动地连接于屈伸部，腕关节设置于回转部上，腕关节能够朝向小臂方向屈伸。通过模拟人体手臂各个关节部位的转动、屈伸等动作，来辅助患者进行机器人手臂结构的康复训练。

本发明还提出一种机器人，该机器人采用上述的机器人手臂结构，对患者的手臂进行辅助的康复训练，帮助患者进行手臂神经系统的全面恢复。

附图说明

图1是本发明提供的机器人的主视图；

图2是本发明提供的腰关节结构的结构示意图；

图3是本发明提供的腰关节结构的侧视图；

图4是本发明提供的腰关节部分结构的爆炸图；

图5是本发明提供的连接轴和旋转座的结构示意图；

图6是本发明提供的动力元件的爆炸图；

图7是本发明提供的肩关节和机器人手臂结构的结构示意图；

图8是本发明提供的肩关节和机器人手臂结构的爆炸图；

图9是本发明提供的肩关节的结构示意图；

图10是本发明提供的连接部的结构示意图；

图11是本发明提供的旋转部的结构示意图；

图12是本发明提供的小臂的结构示意图；

图13是本发明提供的小臂的爆炸图；

图14是本发明提供的腕关节的结构示意图；

图15是本发明提供的腕关节的爆炸图。

图中：

1、移动平台；2、支撑柱；3、腰关节结构；4、上身结构；5、肩关节；6、机器人手臂结构；7、腕关节；

11、轮子；31、支撑座；32、传动齿轮；33、俯仰组件；34、侧摆组件；35、回弹件；36、驱动组件；51、连接架；52、第二驱动元件；53、驱动轴；61、安装座；62、大臂；63、小臂；71、固定座；72、凸耳；73、旋转轴；74、连接叉；75、限位件；76、驱动马达；77、限位销；78、扶持夹手；

311、安装台；312、安装板；331、动力元件；332、支架；333、连接轴；341、活动架；342、旋转座；343、侧摆元件；344、传动轴；361、驱动齿轮；362、传动元件；611、第一驱动元件；621、连接部；622、旋转部；631、连接耳；632、第二齿圈；633、第五驱动元件；634、第二齿轮；635、回转部；636、轴承保持架；637、连接环；721、通孔；741、叉体；742、连杆；751、腰型槽；752、安装孔；

3311、箱体；3312、电机一；3313、齿轮一；3314、齿轮二；3315、蜗杆一；3316、齿轮三；3421、通槽；6211、连接臂；6212、本体；6213、第一齿圈；6214、第三驱动元件；6215、第一齿轮；6221、固定部；6222、第四驱动元件；6223、齿轮四；6224、齿轮五；6225、蜗杆二；6226、齿轮六；6227、传动端；7411、连接孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

传统的康复治疗机器人，通常在结构和功能上，仅针对患者的局部关节部位进行辅助训练，使得患者得不到全面的辅助治疗，本实施例提供的机器人，通过仿照人体结构，对患者的上肢，如腰关节、肩关节、手臂、腕关节等进行全面的康复训练，使患者接收到全面的训练，同时减轻了治疗师的负担。

如图1所示为本实施例提供的机器人的结构示意图，包括移动平台1、腰关节结构3、上身结构4、肩关节5和机器人手臂结构6。其中，移动平台1上设置有支撑柱2，腰关节结构3设置于支撑柱2上，上身结构4设置于腰关节结构3上，使得上身结构4能够相对移动平台1旋转和俯仰，肩关节5转动的设置于上身结构4上，机器人手臂结构6铰接于肩关节5上，机器人手臂结构6能够相对上身结构4转动。该机器人利用仿生学原理，仿照人体结构中的腰部、肩部、手臂等，可以模仿治疗师的手法，对患者上肢各个部位实现辅助的康复训练，同时，与传统治疗师相比的局部训练相比，该机器人还可以对患者上肢进行整体训练，对患者的康复训练更加全面。

其中，移动平台1包括柜体和转动设置于柜体下方的轮子11，柜体内设置有轮驱动电机，轮驱动电机能够带动轮子11转动，以实现移动平台1的水平移动。此外，移动平台1内具有电控装置，以为康复机器人内部的驱动元件提供能源供应和控制指令。

如图2、图3、图4和图5所示为本实施例提出的腰关节结构3的结构示意图，其中，腰关节结构3包括支撑座31、俯仰组件33和侧摆组件34，俯仰组件33设置于支撑座31上，侧摆组件34设置于俯仰组件33上，俯仰组件33能够带动侧摆组件34相对支撑座31做俯仰动作，侧摆组件34能够相对支撑座31做左右摆动动作。

具体地，俯仰组件33包括支架332、连接轴333和动力元件331，支架332设置于支撑座31上，支架332为U型结构，包括两个支撑臂，两个支撑臂之间形成容纳空间，连接轴333转动地穿设于两个支撑臂之间，动力元件331的输出端连接于连接轴333。即设置在支架332上的动力元件331能够驱动连接轴333旋转，从而带动设置在俯仰组件33上的侧摆组件34做俯仰动作，模仿人体弯腰和起身的动作。

侧摆组件34包括旋转座342、活动架341、侧摆元件343和传动轴344。其中，旋转座342开设有通槽3421，传动轴344穿设于通槽3421内，此时传动轴344与通槽3421为间隙配合，在二者之间还安装有轴承，使得传动轴344能够在旋转座342的通槽3421内转动。活动架341包括两个悬臂，两个悬臂中的一个连接于传动轴344的一端，传动轴344的另一端连接于侧摆元件343，侧摆元件343设置于旋转座342上，侧摆元件343的输出端连接于另一个悬臂的一端，并能够带动活动架341相对旋转座342旋转。具体地，当腰关节结构3需要实现俯仰动作时，则通过开启动力元件331，带动侧摆组件34的旋转座342旋转，从而实现侧摆组件34整体做俯仰；当需要实现侧摆动作时，则开启侧摆元件343并带动活动架341左右摆动，以带动设置在活动架341的其他部位摆动。

在本实施例中，如图5所示，连接轴333与旋转座342为一体成型结构，连接轴333凸设在旋转座342的一侧。

为了使得活动架341可以快速复位，侧摆组件34还包括回弹件35，回弹件35的一端固定在旋转座342上，另一端固定于活动架341上，当活动架341在侧摆元件343的作用下侧摆后，回弹件35处于拉伸状态，回弹件35的弹力作用下，活动架341被复位。需要注意的是，在初始状态，回弹件35的长度方向与活动架341的悬臂平行设置。在本实施例中，回弹件35优选为弹簧，也可以为其他具有拉伸回弹的零件。

如图2所示，支撑座31包括安装板312和安装台311，安装台311上转动地设置有传动齿轮32，传动齿轮32连接于支架332，支架332设置于传动齿轮32的上方，安装板312上设置有驱动组件36，驱动组件36连接于传动齿轮32，以使支架332相对支撑座31水平旋转。具体地，驱动组件36包括驱动齿轮361和传动元件362，驱动齿轮361转动地设置于传动元件362上，传动元件362能够带动驱动齿轮361旋转，在驱动齿轮361与传动齿轮32之间设置有同步带(图中未示出)，同步带分别与二者啮合，实现动力的传递。在驱动组件36的作用下，可以实现俯仰组件33以及侧摆组件34的水平方向旋转，以模仿人体腰部转身的动作。

此外，上身结构4设置于活动架341的顶部，以使上身结构4能够相对移动平台1的俯仰、旋转和侧摆等动作。

在本实施例中，动力元件331、侧摆元件343和传动元件362，均为同一结构组成。其中，以动力元件331为例，具体介绍。如图6所示，动力元件331包括箱体3311以及设置在箱体3311内的电机一3312、齿轮一3313、齿轮二3314、蜗杆一3315和齿轮三3316。具体地，电机一3312的输出端连接有齿轮一3313，并可以带动齿轮一3313转动，齿轮二3314与齿轮一3313啮合连接，齿轮二3314连接于蜗杆一3315的一端，齿轮三3316与蜗杆一3315啮合连接。接下来，具体介绍下动力元件331的工作过程，在电机一3312的驱动下，齿轮一3313带动齿轮二3314转动，齿轮二3314带动蜗杆一3315转动，蜗杆一3315带动齿轮三转动。齿轮三3316作为动力的输出端，可以用来连接待需要传动的零部件。

如图7-图8所示，为本实施例提供的机器人手臂结构6的结构示意图，图9所示为本实施例提供的肩关节的结构示意图。其中机器人手臂结构6包括安装座61、大臂62、小臂63和腕关节7。其中，大臂62转动地设置于安装座61上，安装座61与大臂62之间设置有肩关节5，肩关节5包括连接架51、第二驱动元件52和驱动轴53，其中连接架51转动地设置于安装座61上，第二驱动元件52安装在连接架51上，驱动轴53转动的设置连接架51上，且在第二驱动元件52的驱动下，驱动轴53能够在连接架51上转动。大臂62铰接于肩关节5。具体地，大臂62包括连接部621和旋转部622，连接部621铰接于肩关节5，旋转部622转动地连接于连接部621，小臂63包括屈伸部和回转部635，屈伸部铰接于旋转部622，回转部635转动地连接于屈伸部，腕关节7设置于回转部635上，腕关节7能够朝向小臂63方向屈伸。

具体地，机器人手臂结构6的数量为两个，两个机器人手臂结构6对称设置于上身结构4的两侧。为了将机器人手臂结构6安装在上身结构4上，将安装座61设置于上身结构4上，肩关节5能够相对安装座61转动，大臂62与肩关节5铰接可以实现大臂62相对上身结构4的侧身摆臂动作，大臂62的连接部621和旋转部622之间可以相对转动，有助于训练患者的大臂62肌肉和神经组织，小臂63与大臂62铰接可以实现小臂63相对上身结构4的弯曲，以实现小臂63的抬起和放下，对于训练肘关节有良好的效果，小臂63的屈伸部和旋转部622也可相对转动。针对机器人手臂结构6中的肩关节5、大臂62以及小臂63，本实施例通过利用仿生学，模仿人体手臂各个部位的动作，并采用了五个自由度的旋转，以实现对患者小臂肌肉和神经组织的训练,来辅助患者对其手臂进行全面的康复训练。

继续参照图8，安装座61内设置有第一驱动元件611，第一驱动元件611的输出端连接于连接架51。连接架51上设置有第二驱动元件52，第二驱动元件52的输出端连接于连接部621。工作时，启动第一驱动元件611则可以带动肩关节5绕着安装座61旋转，而启动第二驱动元件52时，第二驱动元件52则带动与其连接的连接部621绕着肩关节5旋转。

如图10所示，连接部621包括连接臂6211和本体6212，本体6212为空心结构，其内设置有容纳腔。连接臂6211的数量为两个，两个连接臂6211设置在本体6212上。两个连接臂6211中的一个与肩关节5铰接，另一个则与第二驱动元件52的输出端连接，当第二驱动元件52工作时，则会带动连接部621旋转。本体6212上转动地设置有第一齿圈6213，第一齿圈6213与本体6212的连接方式可以为卡接。本体6212的容纳腔内设置有第三驱动元件6214，第三驱动元件6214的输出端上设置有第一齿轮6215，第一齿圈6213与第一齿轮6215啮合，以带动第一齿圈6213相对本体6212转动。其中，第三驱动元件6214为固定设置于本体6212内部，当第一齿轮6215转动时，第一齿圈6213则绕着第一齿轮6215转动。

如图11所示，旋转部622包括固定部6221、第四驱动元件6222、齿轮四6223、齿轮五6224、蜗杆二6225、齿轮六6226和传动端6227。其中第四驱动元件6222设置在固定部6221内部，其输出端连接齿轮四6223，齿轮五6224与齿轮四6223之间通过同步带传动，齿轮五6224与蜗杆二6225连接，齿轮六6226与蜗杆6225啮合连接，齿轮六6226固定连接有传动端6227。具体工作过程为：第四驱动元件6222带动齿轮四6223转动，齿轮四6223通过同步带带动齿轮五6224转动，齿轮五6224带动蜗杆二6225转动，蜗杆二6225带动与其啮合的齿轮六6226转动，齿轮六6226带动传动端6227一同转动，传动端6227可以连接小臂63，以驱动小臂63做相应的转动动作。

为了使得旋转部622与连接部621之间能够相对转动，第一齿圈6213连接于固定部6221，且固定部6221的形状与第一齿圈6213的形状相同，以保证连接的紧密性。旋转部622与小臂63连接的一端内部设置有传动端6227，传动端6227连接于屈伸部，以使屈伸部能够相对旋转部622转动。

如图12-图13所示，屈伸部包括连接耳631和连接环637，其中连接耳631为两个且均设置在连接环637上，两个连接耳631中，一个与旋转部622铰接，另一个则与第四驱动元件6222的输出端连接，在第四驱动元件6222的作用下带动屈伸部旋转。连接环637的自由端固定连接有第二齿圈632，第二齿圈632与回转部635之间设置有轴承保持架636，其中，连接环637、第二齿圈632和轴承保持架636三者固定连接。轴承保持架636与回转部635卡接，轴承设置在轴承保持架636与回转部635之间，使得回转部635能够相对轴承保持架636转动，回转部635内固定设置有第五驱动元件633，第五驱动元件633的输出端连接有第二齿轮634，第二齿轮634与第二齿圈632啮合，在第五驱动元件633的作用下，第二齿轮634转动，由于第二齿圈632沿其周向方向被限位，因此，第二齿轮634绕着第二齿圈632转动，并带动回转部635相对屈伸部转动。

如图14-图15所示为本实施例提出的腕关节7的结构示意图，腕关节7包括固定座71、连接叉74、限位件75和扶持夹手78。其中，固定座71上设置有第一连接组件和第二连接组件，连接叉74一端铰接于第一连接组件上，连接叉74的另一端连接有扶持夹手78，以对患者的腕部就行扶持。连接叉74能够绕着第一轴线转动，限位件75铰接于第二连接组件上，限位件75上开设有腰型槽751，连接叉74的另一端滑动地设置于腰型槽751内，限位件75与连接叉74共同绕着第二轴线转动，第一轴线与第二轴线呈夹角设置，优选地，第一轴线与第二轴线垂直设置。

具体地，第一连接组件还包括旋转轴73和两个凸耳72，两个凸耳72相对设置于固定座71上，旋转轴73转动地设置于两个凸耳72的通孔721内，连接叉74铰接于旋转轴73，旋转轴73绕着通孔721的中心线转动，而连接叉74则朝向旋转轴73长度的延伸方向转动；第二连接组件还包括限位销77和两个凸耳72，两个凸耳72相对设置于固定座71上，限位件75的两端开设有安装孔752，限位销77依次穿过通孔721和安装孔752设置，以使限位件75能够相对固定座71旋转。

在本实施例中，第一连接组件中的两个凸耳72的通孔721中心线的连线为第一轴线，第二连接组件中的两个凸耳72的通孔721中心线的连线为第二轴线，使得连接叉74绕着第一轴线转动，限位件75和连接叉74共同绕着第二轴线转动。若将连接叉74的比作人的手部，则手部可以实现内收外展、掌曲和背曲的动作，模仿人工腕部结构的动作，来实现人体腕关节运动模拟。

如图15所示，连接叉74包括相互连接的叉体741和连杆742，叉体741与旋转轴73铰接，以使连接叉74能够相对旋转轴73转动，连杆742滑动地设置于腰型槽751内。在本实施例中，叉体741的数量为两个，两个叉体741形成容纳空间，旋转轴73的部分容纳于容纳空间内。

为了使连接叉74铰接于旋转轴73上，在两个叉体741相对的位置上开设有连接孔7411，旋转轴73上开设有贯穿孔，连接孔7411与贯穿孔通过销钉连接。

在本实施例中，限位件75为弧形结构，弧形结构的两端开设有安装孔752，弧形结构能够相对固定座71转动，在弧形结构的上开设有腰型槽751，使得连杆742始终能够在腰型槽751内滑动，而不至于脱离出腰型槽751的限位。

腕关节7还包括驱动部件，驱动部件包括驱动马达76、传动辊、换向辊及传动线，驱动马达76设置于固定座71上，传动辊设置于驱动马达76的输出端，换向辊转动地设置于固定座71上。传动线的一端连接于传动辊，另一端连接于旋转轴73上，且传动线的局部缠绕在换向辊上。旋转轴73与连接叉74连接，当驱动马达76通过传动辊拉动传动线时，传动线的终端则带动旋转轴73旋转，旋转轴73带动连接叉74转动，连接叉74的末端连接有扶持夹手78，使得扶持夹手78跟随旋转轴73发生转动，以实现腕关节仿生机构的背屈和掌屈运动。当然还可以通过控制驱动马达76的正向旋转和反向旋转来实现连接叉74分别绕第一轴线正向转动和反向转动，从而模拟人体腕部背屈掌屈的动作，从而辅助患者进行腕部关节的训练。

在本实施例中，腕关节7设置在小臂的回转部635上，回转部635能够相对屈伸部转动，从而当回转部635转动时，则可以带动腕关节7一同转动，以实现腕关节7做向内和向外的回转动作，模拟人体腕部结构的回转动作，以辅助患者做腕部回转动作的康复训练。

此外，为了实现腕关节7的掌曲和背曲动作，腕关节7中还包括另外一条传动线，该传动线的一端连接于传动辊，另一端连接于限位销77上。由于限位销77与限位件75连接，使得当传动线拉动限位销77转动时，则限位销77带动限位件75转动，进而带动设置于连接叉74末端的扶持夹手78一同运动，实现腕关节的掌曲和背曲的运动。

故综上，腕关节7分别在三个自由度上实现内收和外展、掌曲和背曲以及向内和向外回转等动作，来模拟人体手腕结构的相应动作，并辅助患者进行相应的康复训练。

在其他实施例中，驱动部件包括驱动马达76和齿轮部件，驱动马达76设置于固定座71上，齿轮部件转动的设置于固定座71上，连接叉74上设置有齿形结构，齿形结构与齿轮部件啮合，当驱动马达76带动齿轮部件转动时，连接叉74则跟随旋转轴73一同转动或者相对旋转轴73转动，以带动扶持夹手78转动，以实现腕关节的内收、外展、掌曲和背曲等动作。

需要说明的是：本实施例中设计到的第一驱动元件611、第二驱动元件、第三驱动元件6214、第四驱动元件6222、第五驱动元件633、驱动马达76及动力元件331等，均为现有技术中常用的电机、马达等，也可根据需要进行选择替换。

本实施例的工作过程为：首先利用移动平台1将本机器人移动到患者的患侧，并调整好合适的位置。若需要对患者的手臂进行康复辅助训练，则本机器人模拟治疗师的手法，将一只机器人手臂结构6的末端扶持在患者患侧的肩关节或大臂或肘关节或小臂或腕关节等部位上，另一只机器人手臂结构6末端的扶持夹手78扶持在患者对应的部位上。然后启动机器人，使得两只机器人手臂结构6的扶持夹手78在控制器的控制下模拟人体手臂运动，实现人体手臂精确模拟。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人手臂结构，其特征在于，包括：

安装座(61)；

大臂(62)，其转动地设置于所述安装座(61)上，所述大臂(62)包括转动连接的连接部(621)和旋转部(622)，所述连接部(621)铰接于所述安装座(61)；

小臂(63)，包括转动连接的屈伸部和回转部(635)，所述屈伸部铰接于所述旋转部(622)；以及

腕关节(7)，其设置于所述回转部(635)上，所述腕关节(7)能够朝向所述小臂(63)方向屈伸。

2.根据权利要求1所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述安装座(61)与所述大臂(62)之间设置有肩关节(5)，所述肩关节(5)转动地设置于所述安装座(61)上，所述连接部(621)铰接于所述肩关节(5)。

3.根据权利要求2所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述安装座(61)内设置有第一驱动元件(611)，所述第一驱动元件(611)的输出端连接于所述肩关节(5)。

4.根据权利要求2所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述肩关节(5)上设置有第二驱动元件，所述第二驱动元件的输出端连接于所述连接部(621)。

5.根据权利要求2所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述连接部(621)的一端铰接于所述肩关节(5)，另一端转动地连接有第一齿圈(6213)，所述连接部(621)内设置有第三驱动元件(6214)，所述第三驱动元件(6214)的输出端连接有第一齿轮(6215)，所述第一齿圈(6213)与所述第一齿轮(6215)啮合，所述第三驱动元件(6214)能够带动所述第一齿圈(6213)相对所述连接部(621)转动。

6.根据权利要求5所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述第一齿圈(6213)连接于所述旋转部(622)，以使所述旋转部(622)能够相对所述连接部(621)转动。

7.根据权利要求6所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述旋转部(622)与所述小臂(63)连接的一端内部设置有第四驱动元件(6222)，所述第四驱动元件(6222)连接于所述屈伸部，以使所述屈伸部能够相对所述旋转部(622)转动。

8.根据权利要求1所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述屈伸部的自由端设置有第二齿圈(632)，所述第二齿圈(632)转动地连接有所述回转部(635)，所述回转部(635)内设置有第五驱动元件(633)，所述第五驱动元件(633)的输出端连接有第二齿轮(634)，所述第二齿轮(634)与所述第二齿圈(632)啮合，以使所述回转部(635)相对所述屈伸部转动。

9.根据权利要求1-8任一项所述的机器人手臂结构，其特征在于，所述腕关节(7)包括：

固定座(71)，其设置于所述回转部(635)上，所述固定座(71)上设置有第一连接组件和第二连接组件；

连接叉(74)，其一端铰接于所述第一连接组件上，所述连接叉(74)能够绕着第一轴线转动；

限位件(75)，其通过限位销(77)铰接于所述第二连接组件上，所述限位件(75)上开设有腰型槽(751)，所述连接叉(74)的另一端滑动地设置于所述腰型槽(751)内，所述限位件(75)设置于所述限位销(77)上，所述限位件(75)与所述限位销(77)同步转动并带动所述连接叉(74)绕着第二轴线转动；

所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置；以及

驱动部件，所述驱动部件能够驱动所述连接叉(74)运动。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的机器人手臂结构。