CN109822557A - 一种机械手及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机械手及机器人，机械手包括手臂本体；手腕执行器，连接于所述手臂本体；多自由度连接装置，与所述手腕执行器转动连接；抓手，与所述多自由度连接装置连接，所述多自由度连接装置用于接收所述手腕执行器输出的动力，并且驱动所述抓手转动。通过上述方式，本发明实施例能够实现用一个手腕执行器驱动抓手在两个不同方向上转动。

Description

一种机械手及机器人

技术领域

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机械手及机器人。

背景技术

机械手是仿人机器人系统中最具代表性的复杂部件，是仿人机器人完成抓取作业的基础部件。

本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现：现有机械手的一个手腕执行器只能实现机械手的抓手在一个方向上的转动，想要增加抓手的自由度就必须增加相应的手腕执行器，如此，容易使机械手变得更笨重，同时增大了对机械手运动轨迹控制的难度。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的主要目的在于提供一种机械手，实现了可以通过一个手腕执行器控制机械手的抓手在两个不相方向上转动。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种机械手，包括手臂本体；手腕执行器，连接于所述手臂本体；多自由度连接装置，与所述手腕执行器转动连接；抓手，与所述多自由度连接装置连接，所述多自由度连接装置用于接收所述手腕执行器输出的动力，并且驱动所述抓手转动。

可选的，所述多自由度连接装置包括连接件、第一传动装置、第二传动装置和锥齿驱动装置，所述锥齿驱动装置包括支架、第一主动锥齿轮、第二主动锥齿轮和第一行星齿轮；所述连接件的一端与所述手腕执行器连接，并且另一端与所述支架转动连接，所述第一主动锥齿轮、第二主动锥齿轮和所述第一行星齿轮均与所述支架转动连接，所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮相对设置，所述第一行星齿轮位于第一主动锥齿轮和第二主动锥齿轮之间，并且所述第一行星齿轮分别与所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮啮合；所述第一传动装置分别与手腕执行器的第一输出轴和第一主动锥齿轮连接，所述手腕执行器的第一输出轴用于驱动所述第一主动锥齿轮转动，所述第二传动装置分别与手腕执行器的第二输出轴和第二主动锥齿轮连接，所述手腕执行器的第二输出轴用于驱动所述第二主动锥齿轮转动，所述抓手与所述第一行星齿轮连接。

可选的，所述第一传动装置包括第一皮带、第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一皮带轮与所述手腕执行器的第一输出轴连接，所述第二皮带轮与所述第一主动锥齿轮连接，所述第一皮带套设于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮。

可选的，所述第二传动装置包括第二皮带、第三皮带轮和第四皮带轮，所述第三皮带轮与所述手腕执行器的第二输出轴连接，所述第四皮带轮与所述第二主动锥齿轮连接，所述第二皮带套设于所述第三皮带轮和所述第四皮带轮。

可选的，所述多自由度连接装置还包括第二行星齿轮；所述第二行星齿轮与所述支架转动连接，所述第二行星齿轮位于所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮之间，并且所述第二行星齿轮分别与所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮啮合；所述抓手还与所述第二行星齿轮连接。

可选的，所述抓手包括抓手本体和U形连接架，所述抓手本体的一端与所述U形连接架连接，所述U形连接架的两脚架分别与第一行星齿轮和第二行星齿轮连接。

可选的，所述手臂本体包括：抬大臂执行器、侧大臂执行器、第一连接架、转手肘执行器、手肘执行器、第二连接架和转手腕执行器；所述侧大臂执行器的壳体连接于所述抬大臂执行器的输出端，所述第一连接架的一端与所述侧大臂执行器的输出端连接，所述转手肘执行器的壳体连接于所述第一连接架的另一端，所述手肘执行器的壳体连接于所述转手肘执行器的输出端，所述第二连接架的一端与所述手肘执行器的输出端连接，所述转手腕执行器的壳体连接于所述第二连接架的另一端，所述手腕执行器的壳体连接于所述转手腕执行器的输出端。

可选的，所述第一连接架包括第一连接立板和第二连接立板，所述第一连接立板的一端与所述侧大臂执行器的输出端连接，所述第二连接立板的一端与所述侧大臂执行器的壳体转动连接，所述第一连接立板和所述第二连接立板的另一端均与所述转手肘执行器的壳体连接，其中，所述第一连接立板和所述第二连接立板并排设置。

可选的，所述第一连接架还包括连接轴承，所述第二连接立板的一端通过所述连接轴承与所述侧大臂执行器的壳体相连。

可选的，所述第一连接架还包括固定板，所述固定板连接于所述转手肘执行器，所述第一连接立板和所述第二连接立板的另一端均与所述固定板连接。

可选的，所述第二连接架包括第三连接立板和第四连接立板，所述第三连接立板的一端与所述手肘执行器的输出端连接，所述第三连接立板的另一端与所述转手腕执行器的壳体连接,所述第四连接立板的一端与所述手肘执行器的壳体转动连接，所述第四连接立板的另一端与所述转手腕执行器的壳体连接。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种机器人，包括上面所述的机械手。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在本发明实施例中，手腕执行器通过多自由度连接装置和抓手相连，多自由度连接装置通过手腕执行器输出的动力驱动抓手在多个不同的方向转动，从而达到一个手腕执行器控制机械手的抓手在多个不同方向上转动的效果，有利于实现机械手在自由度不变的情况下减少执行器数量，从而使机械手的结构更紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一种机械手实施例的示意图；

图2是本发明一种机械手实施例的爆炸图；

图3是本发明一种机械手实施例中手臂本体的爆炸图；

图4是本发明一种机械手实施例中抬大臂执行器的示意图；

图5是本发明一种机械手实施例中第一连接架的示意图；

图6是本发明一种机械手实施例中部分元件的示意图；

图7是本发明一种机械手实施例的中第一传动装置和第二传动装置的爆炸图；

图8是本发明一种机械手实施例的中第一传动装置和第二传动装置的另一爆炸图；

图9是本发明一种机械手实施例中多自由度连接装置和手腕执行器的示意图；

图10是本发明一种机械手实施例的中锥齿驱动装置的爆炸图；

图11是本发明一种机械手实施例的中锥齿驱动装置的剖视图；

图12是本发明一种机械手的另一实施例中多自由度连接装置的结构示意图；

图13是本发明一种机械手实施例的另一爆炸图。

具体实施方式的附图标号如下：

手臂本体21	连接轴承2133	第三皮带轮2342
			抬大臂执行器211	固定板2134	锥齿驱动装置231
凹槽2111	转手肘执行器214	第一主动锥齿轮2312
			侧大臂执行器212	手肘执行器215	第二主动锥齿轮2313
凸台2121	第二连接架216	第一行星齿轮2314
			第一连接架213	转手腕执行器217	第二行星齿轮2310
第一连接立板2131	手腕执行器22	U形连接架241
			第二连接立板2132	第一输出轴221	抓手24
第四皮带轮2343	第三连接立板2161	支撑件2315
			第一内轴承2316	第二内轴承2317	第二传动装置234
第一外轴承2319	第二外轴承23110	第三外轴承23111
			第四外轴承23112	第一沉槽2311a	第二沉槽2311b
第三沉槽2311c	第四沉槽2311d

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1和图2，机械手20包括：手臂本体21、手腕执行器22、多自由度连接装置23和抓手24。多自由度连接装置23分别与手腕执行器22和抓手24连接，手臂本体21与手腕执行器22连接。

对于上述手臂本体21，如图3所示，手臂本体21包括抬大臂执行器211、侧大臂执行器212、第一连接架213、转手肘执行器214、手肘执行器215、第二连接架216和转手腕执行器217。

对于上述抬大臂执行器211，如图3和图4所示，抬大臂执行器211的输出端设置有凹槽2111。抬大臂执行器211的输出端用于输出动力为。在一些实施例中，抬大臂执行器211可以是外转子执行器，抬大臂执行器211的输出端是法兰盘，从而使抬大臂执行器211的输出扭矩更大。

对于上述侧大臂执行器212，继续参阅图3，侧大臂执行器212的壳体设有凸台2121，凸台2121卡入凹槽2111内，并且凸台2121与凹槽2111过盈配合，实现侧大臂执行器212固定于抬大臂执行器211的输出端。当抬大臂执行器211的输出端转动时，侧大臂执行器212也会绕抬大臂执行器211的输出端的轴线转动。

可以理解的是：在另一些实施例中，侧大臂执行器212连接于抬大臂执行器211的输出端的连接方式不限于上述描述的方式，例如：侧大臂执行器212直接螺接固定于抬大臂执行器211的输出端上。

对于上述第一连接架213，如图3、图5和图6所示，第一连接架213包括第一连接立板2131、第二连接立板2132、连接轴承2133和固定板2134。第一连接立板2131的一端和侧大臂执行器212的输出端螺接，第一连接立板2131的另一端与固定板2134螺接，实现第一连接立板2131的两端分别与侧大臂执行器212的输出端和固定板2134固定，这种固定方式牢固可靠，利于传递扭矩，同时也使拆卸方便，利于维修和更换部件。连接轴承2133的内圈固定于侧大臂执行器212的壳体背离其输出端的一侧，而连接轴承2133的外圈与第二连接立板2132的一端固定，实现第二连接立板2132和侧大臂执行器212的壳体转动连接。第二连接立板2132的另一端与固定板2134螺接，并且第二连接立板2132与第一连接立板2131对齐，实现第一连接立板2131和第二连接立板2132并排设置。其中，第一连接立板2131和第二连接立板2132之间预留走线空间，以方便走线，从而使得安装更方便。

可以理解的是：第二连接立板2132和侧大臂执行器212的壳体转动连接也可以是其它具有相同连接效果的连接方式，例如：间隙配合等。

由于第一连接立板2131的一端与侧大臂执行器212的输出端固定，第二连接立板2132和侧大臂执行器212的壳体转动连接，当侧大臂执行器212的输出端驱动第一连接立板2131转动时，第二连接立板2132作为从动件，跟着转动，同时固定板2134由于与第一连接立板2131和第二连接立板2132固定，也会跟着转动。

对于上述转手肘执行器214，继续参阅图3，转手肘执行器214与固定板2134相连，从而实现转手肘执行器214与第一连接架213连接，进而使转手肘执行器214和侧大臂执行器212通过第一连接架213连接。当侧大臂执行器212的输出端转动时，转手肘执行器214也会绕侧大臂执行器212的输出端的轴线转动。

可以理解的是：第一连接立板2131和第二连接立板2132的另一端也可以直接与转手肘执行器214螺接或卡合固定。此外，第一连接架213也可以是其它具有相同连接效果的装置，此处不再一一赘述。

对于上述手肘执行器215，继续参阅图3，手肘执行器215的壳体与转手肘执行器214的输出端固定，当转手肘执行器214的输出端转动时，手肘执行器215也会绕转手肘执行器214的输出端的轴线转动。

对于上述第二连接架216和转手腕执行器217，继续参阅图3，第二连接架216包括第三连接立板2161和第四连接立板2162，第三连接立板2161的一端与手肘执行器215的输出端固定，第三连接立板2161的另一端与转手腕执行器217的壳体固定，第四连接立板2162的一端与手肘执行器215的壳体转动连接，第四连接立板2162的另一端与转手腕执行器217的壳体固定，从而实现转手腕执行器217与手肘执行器215通过第二连接架216连接。当手肘执行器215的输出端转动时，转手腕执行器217也会绕转手肘执行器215的输出端的轴线转动。

在一些实施例中，第四连接立板2162的一端与手肘执行器215的壳体转动连接的连接方式可选为：间隙配合或轴承连接等等。

可以理解的是：第三连接立板2161和第四连接立板2162与转手腕执行器217的连接方式不限于上面描述的方式，也可以是第三连接立板2161的另一端和第四连接立板2162的另一端通过一连接板与转手腕执行器217的壳体固定。而第二连接架216也可以是其它具有相同连接效果的装置，此处不再一一赘述。

通过将手臂本体21划分为不同的执行器和连接架，执行器之间直接连接或者通过连接板连接，实现了机械手20的模块化设计，有利于机械手20的安装、维修和更换零部件。当然，对于不同类型或不同设计要求的机械手20，其自由度的要求也不同，相应地，手臂本体21包括的执行器和连接架的数量也不相同。

对于上述手腕执行器22，如图7和图8所示，手腕执行器22包括第一电机(未标示)和第二电机(未标示)，第一电机通过第一输出轴221输出，第二电机通过第二输出轴222输出。第一输出轴221和第二输出轴222分别可以以相同或不同的速度绕相同或不同的方向转动。手腕执行器22的壳体固定于转手腕执行器217的输出端，实现手腕执行器22与手臂本体21的连接，如图6所示。当转手腕执行器217的输出端转动时，手腕执行器22也会绕转手腕执行器217的输出端的轴线转动。

对于上述多自由度连接装置23，如图7至图9所示，多自由度连接装置23包括锥齿驱动装置231、连接件232、第一传动装置233、第二传动装置234。

对于上述锥齿驱动装置231，如图10和图11所示，锥齿驱动装置231包括支架2311、第一主动锥齿轮2312、第二主动锥齿轮2313、第一行星齿轮2314、支撑件2315、第一内轴承2316、第二内轴承2317、第三内轴承2318、第一外轴承2319、第二外轴承23110、第三外轴承23111和第四外轴承23112。支架2311设置有第一沉槽2311a、第二沉槽2311b、第三沉槽2311c和第四沉槽2311d，第一沉槽2311a和第二沉槽2311b相对设置，第三沉槽2311c和第四沉槽2311d相对设置，并且第三沉槽2311c分别与第一沉槽2311a和第二沉槽2311b连通，第四沉槽2311d分别与第一沉槽2311a和第二沉槽2311b连通。第一内轴承2316固定于第一沉槽2311a内，第一主动锥齿轮2312的一轴端套设于第一内轴承2316内，从而实现第一主动锥齿轮2312与支架2311转动连接。第一外轴承2319套设于第一主动锥齿轮2312的另一轴端外。第二内轴承2317固定于第二沉槽2311b内，第二主动锥齿轮2313的一轴端套设于第二内轴承2317内，从而实现第二主动锥齿轮2313与支架2311转动连接。第二外轴承23110套设于第二主动锥齿轮2313的另一轴端外。第三内轴承2318和第三外轴承23111均固定于第三沉槽2311c内，第一行星齿轮2314的两轴端分别套设于第三内轴承2318和第三外轴承23111内，从而实现第一行星齿轮2314与支架2311转动连接。

在第一主动锥齿轮2312、第二主动锥齿轮2313和第一行星齿轮2314均与支架2311转动连接时，第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313呈相对设置，第一行星齿轮2314位于第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313之间，并且第一行星齿轮2314分别与第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313啮合，从而使得第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313可以带动第一行星齿轮2314转动。第四外轴承23112固定于第四沉槽2311d内，支撑件2315套设于第四外轴承23112内，从而实现支撑件2315与支架2311转动连接。支撑件2315和第一行星齿轮2314均与抓手固定，在第一行星齿轮2314转动时，第一行星齿轮2314驱动抓手转动，支撑件2315作为从动件，跟随转动。

可以理解的是：在另一些实施例中，锥齿驱动装置231可以不包括支撑件2315和第四外轴承23112，抓手直接与第一行星齿轮2314固定。另外，第一主动锥齿轮2312、第二主动锥齿轮2313、第一行星齿轮2314和支撑件2315与支架2311转动连接的方式也不限于上述所描述的方式，还可以为其它方式，此处不再一一赘述。而支架2311的结构也可以是其它具有相同承载和连接效果的结构，此处不再赘述。

对于上述连接件232，如图7所示，连接件232包括第一连接板2321和第二连接板2322，第一连接板2321的一端与手腕执行器22的壳体固定，并且另一端固定于第一外轴承2319的外圈，第二连接板2322的一端与手腕执行器的壳体固定，并且另一端固定于第二外轴承23110的外圈，从而实现连接件232的一端与手腕执行器的壳体固定，并且另一端与锥齿驱动装置231转动连接。

可以理解的是：连接件232与锥齿驱动装置231转动连接的连接方式不限于上述所描述的方式，也可以为其它方式，例如：锥齿驱动装置231不包括第一外轴承2319和第二外轴承23110，在支架2311上设置第一轴孔(图未示)和第二轴孔(图未示)，第一连接板2321的一端与手腕执行器22固定，并且另一端设置有第一凸部(图未示)，第一凸部(图未示)插入第一轴孔(图未示)内，并且第一凸部(图未示)可相对于第一轴孔(图未示)转动，第二连接板2322的一端与手腕执行器22固定，并且另一端设置有第二凸部(图未示)，第二凸部(图未示)插入第二轴孔(图未示)内，并且第二凸部(图未示)可相对于第二轴孔(图未示)转动。而连接件232也可以是其它具有相同连接效果的装置，此处不再赘述。

对于上述第一传动装置233，如图7和图8所示，第一传动装置233包括第一皮带2331、第一皮带轮2332和第二皮带轮2333。第一皮带轮2332与手腕执行器的第一输出轴221连接，第二皮带轮2333与第一主动锥齿轮2312连接，第一皮带2331套设于第一皮带轮2332和所述第二皮带轮2333，在手腕执行器22的第一输出轴221转动时，第一输出轴221带动第一皮带轮2332转动，第一皮带轮2332通过第一皮带2331带动第二皮带轮2333转动，第二皮带轮2333带动第一主动锥齿轮2312转动，从而实现第一传动装置233分别与手腕执行器22的第一输出轴221和第一主动锥齿轮2312连接，手腕执行器22的第一输出轴221用于驱动第一主动锥齿轮2312转动。

对于上述第二传动装置234，继续参阅图7和图8，第二传动装置234包括第二皮带2341、第三皮带轮2342和第四皮带轮2343。第三皮带轮2342与手腕执行器22的第二输出轴222连接，第四皮带轮2343与第二主动锥齿轮2313连接，第二皮带2341套设于第三皮带轮2342和所述第四皮带轮2343，在手腕执行器22的第二输出轴222转动时，第二输出轴222带动第三皮带轮2342转动，第三皮带轮2342通过第二皮带带动第四皮带轮2343转动，第四皮带轮2343带动第二主动锥齿轮2313转动，从而实现第二传动装置234分别与手腕执行器22的第二输出轴222和第二主动锥齿轮2313连接，手腕执行器22的第二输出轴222用于驱动所述第二主动锥齿轮2313转动。

可以理解是的：在其它实施例中，第一传动装置233和第二传动装置234也可以是其它起到相同传动效果的传动装置，例如齿轮传动等。

为了方便读者更容易理解多自由度连接装置23是如何驱动抓手24在两个方向转动，如下对多自由度连接装置23驱动抓手24转动的原理进行详细说明：

(1)当第一输出轴221和第二输出轴222的转速和转向相同时，第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313的转速和转向也相同，而由于第一行星齿轮2314与第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313啮合，第一行星齿轮2314两侧齿面的受力的大小方向都会相同。所以第一行星齿轮2314无法自转，第一行星齿轮2314和支架2311均以第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313的轴线为中心线转动，从而带动抓手在第一个方向上转动。

(2)当第一输出轴221和第二输出轴222的转速相同而转向相反时，第一行星齿轮2314两侧的齿面的受力的大小相同，而方向相反，即第一行星齿轮2314的径向方向受到切力的合力为零，但第一行星齿轮2314两侧的齿面有力差。所以第一行星齿轮2314无法以第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313的轴线为中心线转动，第一行星齿轮2314可以自转，从而带动抓手在第二个方向上转动。其中，第一个方向和第二个方向是不相同的。

(3)当第一输出轴221和第二输出轴222的转速不同而转向相同时，第一行星齿轮2314两侧的齿面的受力的方向相同，即第一行星齿轮2314的径向方向受到切力的合力不为零，同时第一行星齿轮2314两侧的齿面有力差。所以第一行星齿轮2314和支架2311均以第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313的轴线为中心线转动，同时第一行星齿轮2314也会自转，从而带动抓手同时在第一个方向和第二个方向上转动。为了实现第一输出轴221和第二输出轴222的转速不同而转向相同，在另一些实施例中，第一输出轴221和第二输出轴222也可以由同一电机驱动。多自由度连接装置23可以包括一减速装置，第一输出轴221或第二输出轴222的一端可以与减速装置相连，同样可以使第一输出轴221或第二输出轴222的转速不同，实现手抓24同时在两个不同方向上转动。

在另一些实施例中，也可以将锥齿驱动装置231中支撑件2315替换为第二行星齿轮2310，如图12所示，第二行星齿轮2310的一轴端套设于第四外轴承23112内，从而实现第二行星齿轮2310与支架2311转动连接。第二行星齿轮2310还分别与第一主动锥齿轮2312和第二主动锥齿轮2313啮合。抓手分别与第一行星齿轮2314和第二行星齿轮2310连接。其中，第二行星齿轮2310的转动方式与第一行星齿轮2314的转动方式相同，此处不再一一赘述。

可以理解的是：在其它实施例中，手腕执行器22的电机的数量也可以为3个或4个等，相应地，手腕执行器22可以通过多自由度连接装置23驱动抓手24在3个或4个等不同的方向转动，此处不再赘述。

对于上述抓手24，如图13所示，抓手24包括U形连接架241，U形连接架241的一脚架与第一行星齿轮2314的一轴端面螺接，U形连接架241的另一脚架与第二行星齿轮2310的一轴端面或支撑件2315螺接。当第一行星齿轮2314和第二行星齿轮2310或仅第一行星齿轮2314转动，抓手24也会跟着转动。

可以理解的是：U形连接架241也可以是其它具有相同连接效果的装置，此处不再一一赘述。

当然，在另一些实施例中，机械手20也可以包括多个多自由度连接装置23，进一步降低机械手20关节的数量，减少机械手20的重量，使其集成化程度更高。同时，在机械手20的运动控制中，机械手20的末端位姿是由其前面的关节共同决定的，末端前面的关节越多，机械手20运动轨迹规划以及控制的算法越复杂，但关节少，机械手20的自由度也少，会减低其灵活度。本发明可以在实现保证其灵活的的同时，减少关节，降低对机械手20运动轨迹规划及控制的难度。

本发明实施例将多自由度连接装置23分别与手腕执行器22和抓手24相连，多自由度连接装置23将手腕执行器22的动力传递给抓手24，并使其在手腕执行器22的驱动下可以在多个不同的方向上转动，达到一个手腕执行器22控制机械手20的抓手24在多个不同方向上转动的效果，使机械手20在自由度不变的情况下可以减少执行器数量，从而使机械手20的结构更紧凑，集成化程度更高。此外，本发明实施例通过将手臂本体21划分为不同的执行器和连接架，提升了机械手20的模块化程度，利于机械手20的安装、维修和更换零部件。

本发明还提供了一种机器人，包括一种机械手。所述机械手与上述实施例中的机械手的结构和功能相一致，对于机械手的结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种机械手，其特征在于，包括：

手臂本体；

手腕执行器，连接于所述手臂本体；

多自由度连接装置，与所述手腕执行器转动连接；

抓手，与所述多自由度连接装置连接，所述多自由度连接装置用于接收所述手腕执行器输出的动力，并且驱动所述抓手转动。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述多自由度连接装置包括连接件、第一传动装置、第二传动装置和锥齿驱动装置，所述锥齿驱动装置包括支架、第一主动锥齿轮、第二主动锥齿轮和第一行星齿轮；

所述连接件的一端与所述手腕执行器连接，并且另一端与所述支架转动连接，所述第一主动锥齿轮、第二主动锥齿轮和所述第一行星齿轮均与所述支架转动连接，所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮相对设置，所述第一行星齿轮位于第一主动锥齿轮和第二主动锥齿轮之间，并且所述第一行星齿轮分别与所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮啮合；

所述第一传动装置分别与手腕执行器的第一输出轴和第一主动锥齿轮连接，所述手腕执行器的第一输出轴用于驱动所述第一主动锥齿轮转动，所述第二传动装置分别与手腕执行器的第二输出轴和第二主动锥齿轮连接，所述手腕执行器的第二输出轴用于驱动所述第二主动锥齿轮转动，所述抓手与所述第一行星齿轮连接。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，

所述第一传动装置包括第一皮带、第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一皮带轮与所述手腕执行器的第一输出轴连接，所述第二皮带轮与所述第一主动锥齿轮连接，所述第一皮带套设于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮。

4.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，

所述第二传动装置包括第二皮带、第三皮带轮和第四皮带轮，所述第三皮带轮与所述手腕执行器的第二输出轴连接，所述第四皮带轮与所述第二主动锥齿轮连接，所述第二皮带套设于所述第三皮带轮和所述第四皮带轮。

5.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述多自由度连接装置还包括第二行星齿轮；

所述第二行星齿轮与所述支架转动连接，所述第二行星齿轮位于所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮之间，并且所述第二行星齿轮分别与所述第一主动锥齿轮和所述第二主动锥齿轮啮合；

所述抓手还与所述第二行星齿轮连接。

6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述抓手包括抓手本体和U形连接架，所述抓手本体的一端与所述U形连接架连接，所述U形连接架的两脚架分别与第一行星齿轮和第二行星齿轮连接。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述手臂本体包括：抬大臂执行器、侧大臂执行器、第一连接架、转手肘执行器、手肘执行器、第二连接架和转手腕执行器；

所述侧大臂执行器的壳体连接于所述抬大臂执行器的输出端，所述第一连接架的一端与所述侧大臂执行器的输出端连接，所述转手肘执行器的壳体连接于所述第一连接架的另一端，所述手肘执行器的壳体连接于所述转手肘执行器的输出端，所述第二连接架的一端与所述手肘执行器的输出端连接，所述转手腕执行器的壳体连接于所述第二连接架的另一端，所述手腕执行器的壳体连接于所述转手腕执行器的输出端。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述第一连接架包括第一连接立板和第二连接立板，所述第一连接立板的一端与所述侧大臂执行器的输出端连接，所述第二连接立板的一端与所述侧大臂执行器的壳体转动连接，所述第一连接立板和所述第二连接立板的另一端均与所述转手肘执行器的壳体连接，其中，所述第一连接立板和所述第二连接立板并排设置。

9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述第一连接架还包括连接轴承，所述第二连接立板的一端通过所述连接轴承与所述侧大臂执行器的壳体相连。

10.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述第一连接架还包括固定板，所述固定板连接于所述转手肘执行器，所述第一连接立板和所述第二连接立板的另一端均与所述固定板连接。

11.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述第二连接架包括第三连接立板和第四连接立板，所述第三连接立板的一端与所述手肘执行器的输出端连接，所述第三连接立板的另一端与所述转手腕执行器的壳体连接,所述第四连接立板的一端与所述手肘执行器的壳体转动连接，所述第四连接立板的另一端与所述转手腕执行器的壳体连接。

12.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-11中任意一项所述的机械手。