CN113103216A - 一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人的技术领域，具体涉及一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人。包括依次连接的底部旋转机构、连杆、第一伸缩臂、第二伸缩臂和腕部机构；连杆的下端通过第一回转关节设置在底部旋转机构上，实现连杆多自由度旋转，连杆的上端通过第二回转关节和第一伸缩臂一端连接，实现第一伸缩臂的转动，第一伸缩臂另一端通过第三回转关节和第二伸缩臂一端连接，实现第二伸缩臂的转动；三个回转关节和一个底部旋转机构实现4个转动，第一和第二伸缩臂实现2个平动，从而使得机器人末端执行器能灵活定位，腕部机构包括指转、手摆和腕转3个自由度，使末端喷枪能在狭窄腔体内表面灵活移动，满足喷涂需求。

Description

一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人

技术领域

本发明属于机器人的技术领域，具体涉及一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人。

背景技术

相对于传统的人工喷涂而言，喷涂机器人可以提高喷涂质量和喷涂效率，同时也使工人远离恶劣的一线喷涂环境，具有相应的人道意义。当前的喷涂机器人大多面向工件的外表面涂装进行喷涂操作，而狭窄腔体的内表面涂装还无法实现可靠的机器人智能喷涂，例如风力发电的大叶片内表面的涂装、船舶长管道内表面的涂装等。经检索，申请号为201911088957.5的专利，公开了一种船舶用涂装机器人可伸缩机械臂，该专利可以实现7个自由度的运动，但该专利只是对机械臂做了详细设计，喷涂机器人最关键的手部关节的设计目前还没有比较好的设计。本发明设计的喷涂机器人涉及9个关节冗余自由度，针对手部关节做了详细的设计，同时对于伸缩关节也做出了很好的优化，能够灵活有效解决狭窄腔体内表面涂装存在的问题。

发明内容

为了迎合面向狭窄腔体内表面涂装需求，本发明设计一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，实现9关节冗余自由度的串联，本发明具体如下：

一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，

包括依次连接的底部旋转机构1、连杆2、第一伸缩臂3、第二伸缩臂4和腕部机构5；

所述连杆2的下端通过第一回转关节61设置在底部旋转机构1上，实现连杆2多自由度旋转，连杆2的上端通过第二回转关节62和第一伸缩臂3一端连接，实现第一伸缩臂3的转动，第一伸缩臂3另一端通过第三回转关节63和第二伸缩臂4一端连接，实现第二伸缩臂4的转动；

所述腕部机构5包括壳箱和固定布置在壳箱内的指转机构55、手摆机构53和腕转机构54；所述壳箱包括腕部壳箱51和手部壳箱；

所述手摆机构53包括手摆电机531、第一手摆轴532、第二手摆轴533和手摆阶梯轴534，手摆电机531的输出轴依次通过行星齿轮箱535和手摆联轴器连接着第一手摆轴532，第一手摆轴532和第二手摆轴533通过第三锥齿轮组536相交传动，第二手摆轴533和手摆阶梯轴534通过第二同步链轮537平行传动，手摆阶梯轴534的输出端连接有第一谐波减速器538，且第一谐波减速器538的输出端通过手摆转盘539和所述手部壳箱连接，实现手部壳箱的转动；

所述腕转机构54包括腕转电机541、第一腕转轴542和腕转阶梯轴543，腕转电机541的输出轴通过腕转联轴器连接着第一腕转轴542，第一腕转轴542和腕转阶梯轴543通过直系齿轮组平行传动，腕转阶梯轴543的输出端连接有第二谐波减速器544，且第二谐波减速器544和腕部壳箱51对应固定，第二谐波减速器544的输出端连接着第二伸缩臂4的另一端，实现腕部壳箱51多自由度旋转；

所述指转机构55包括指转电机551、第一指转轴552、第二指转轴553、第三指转轴554和指转阶梯轴555，指转电机551通过指转联轴器连接着第一指转轴552，且第一指转轴552和第二指转轴553通过第一锥齿轮组556相交传动，第二指转轴553和第三指转轴554通过第一同步链轮557平行传动，第三指转轴554和指转阶梯轴555通过第二锥齿轮组558相交传动，指转阶梯轴555的输出端连接有第三谐波减速器559，且第三谐波减速器559和手部壳箱固定，第三谐波减速器559的输出端可连接喷枪，实现喷枪多自由度旋转。

进一步，所述第一伸缩臂3和第二伸缩臂4的结构相同，均包括外筒杆31和内筒杆32，外筒杆31和内筒杆32之间通过导轨副套装在一起，导轨副为双导轨滑块的直线滑动导轨副，双导轨之间设有滚珠丝杆螺母副；

所述滚珠丝杆螺母副中的螺母33通过滑块法兰331和内筒杆32端部固定连接；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆34的一端部通过第一轴承座341固定安装，丝杆34的另一端部通过第二轴承座35固定安装，且第二轴承座35通过锁紧螺母351固定连接有外杆法兰盘36，外杆法兰盘36和外筒杆31一端固定，外筒杆31另一端部的内侧均匀布设有3组滚针排；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆34对应第二轴承座35的一端依次通过联轴器、减速器连接有电机37，实现第一伸缩臂3和第二伸缩臂4的伸缩。

进一步，所述底部旋转机构1包括带有内圆柱腔的底座11、底部电机12和交叉滚子轴承13，且底座11的内圆柱面为阶梯面，阶梯面的台阶上水平布设有支撑法兰14；

所述底座电机12置于底座11内腔中，且底座电机12输出轴连接有底座减速器15，底座减速器15固定在支撑法兰14上端，且底座减速器15的输出端固定安装有底座转盘16，且底座转盘16通过交叉滚子轴承13水平安装在支撑法兰14上，实现底座转盘16的多自由度旋转。

进一步，所述腕部壳箱51为扁平的凸形状，凸形宽部一端开设有豁口，凸形窄部一端贯通连接有短圆柱筒511，第二谐波减速器544对应位于短圆柱筒511内；

所述手部壳箱为相互垂直贯通的第一圆柱筒521和第二圆柱筒522组成的凸形状，第一圆柱筒521为凸形宽部，第二圆柱筒522为凸形窄部，且第一圆柱筒521配合布设于腕部壳箱51的豁口处；

所述第一手摆轴532、第二手摆轴533、第二同步链轮537传动轴和手摆阶梯轴534沿着腕部壳箱51的凸形一侧内壁依次布置，且第一谐波减速器538对应布置于腕部壳箱51的凸形宽部一端，

所述第一指转轴552、第二指转轴553、第一同步链轮557传动轴和第三指转轴554沿着腕部壳箱51的凸形另一侧内壁依次布置，且指转阶梯轴555和第三谐波减速器559对应布置于手部壳箱51内，第三谐波减速器559外壳和手部壳箱51的第二圆柱筒522固定；

所述第一圆柱筒521的一端通过所述手摆转盘539和第一谐波减速器538的输出端连接，第一圆柱筒521的另一端通过轴承支撑架和腕部壳箱51对应固定。

进一步，所述直系齿轮组包括第一直齿轮545、第二直齿轮546、第三直齿轮547和第四直齿轮548；

所述第一腕转轴542和第一直齿轮545同轴插装，第二直齿轮546和第三直齿轮547同轴安装在轴承座的两侧，第四直齿轮548和腕转阶梯轴543同轴插装，且第一直齿轮545和第二直齿轮546啮合传动，第三直齿轮547和第四直齿548轮啮合传动。

进一步，所述第一直齿轮545和第二直齿轮546的传动比为1:2.417，第三直齿轮547和第四直齿轮548传动比为2：2.077。

进一步，所述第三锥齿轮组536的传动比为锥1：1.05，第一锥齿轮组556的传动比为1：2.75，第二锥齿轮组558的传动比为2：2。

本发明的有益技术效果如下：

1、本发明的冗余自由度机器人共有9个自由度，三个回转关节和一个底部旋转机构实现4个转动，第一和第二伸缩臂实现2个平动，从而使得机器人末端执行器能灵活定位，腕部机构包括指转、手摆和腕转3个自由度，使末端喷枪能在狭窄腔体内表面灵活移动，满足喷涂需求。 2、本发明的腕部机构设计，提出一种锥齿轮-同步链的传动方案，实现了传动方向的改变，并以锥齿轮、减速器相结合的方式，改变力和力矩的方向，实现驱动电机的减速及增扭要求，采用多对锥齿轮组和直齿轮组的设计，实现多级减速，使力的传动更加平稳，其中指转机构中指转电机传递至指转阶梯轴的转速降低了82%，手摆机构中手摆电机传递至手转阶梯轴的转速降低了75%，腕转机构中腕转电机传递至腕转阶梯轴的转速降低了80%；同时手摆机构、指转机构和腕转机构在壳箱内合理均匀分布，完成了指转、腕摆和手摆三个自由度的运动。 3、本发明第一伸缩臂和第二伸缩臂的设计使用滚珠丝杆-螺母副，将电机的回转运动转换为沿着滚珠丝杆的轴向的直线平移运动，同时外筒杆一端部的内侧均匀布设有3组滚针排，不仅可将外筒杆和内筒杆之间的滑动摩擦转变为滚针的滚动摩擦，同时外筒杆和内筒杆之间结构更紧密，有效提高系统整体刚度。

附图说明

图1为本发明冗余自由度机器人的结构示意图。

图2为本发明壳箱的结构示意图。

图3为本发明腕部机构的结构示意图。

图4为本发明指转机构的结构示意图。

图5为本发明手摆机构的结构示意图。

图6为本发明腕转机构的结构示意图。

图7为本发明第一伸缩臂或第二伸缩臂的结构示意图。

图8为本发明第一伸缩臂或第二伸缩臂内部的结构示意图。

图9为本发明底部旋转机构的结构示意图。

图10为图9的爆炸图。

其中：1底部旋转机构、11底座、12底部电机、13交叉滚子轴承、14支撑法兰、15底座减速器、16底座转盘、2连杆、3第一伸缩臂、31外筒杆、32内筒杆、33螺母、331滑块法兰、34丝杆、341第一轴承座、35第二轴承座、351锁紧螺母、36外杆法兰盘、37电机、4第二伸缩臂、5腕部机构、51腕部壳箱、511短圆柱筒、521第一圆柱筒、522第二圆柱筒、53手摆机构、531手摆电机、532第一手摆轴、533第二手摆轴、534手摆阶梯轴、535行星齿轮箱、536第三锥齿轮组、537第二同步链轮、538第一谐波减速器、539手摆转盘、54腕转机构、541腕转电机、542第一腕转轴、543腕转阶梯轴、544第二谐波减速器、545第一直齿轮、546第二直齿轮、547第三直齿轮、548第四直齿轮、55指转电机、551指转电机、552第一指转轴、553第二指转轴、554第三指转轴、555指转阶梯轴、556第一锥齿轮组、557第一同步链轮、558第二锥齿轮组、559第三谐波减速器、61第一回转关节、62第二回转关节、63第三回转关节。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

见图1，一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，

包括依次连接的底部旋转机构1、连杆2、第一伸缩臂3、第二伸缩臂4和腕部机构5；

所述连杆2的下端通过第一回转关节61设置在底部旋转机构1上，实现连杆2多自由度旋转，连杆2的上端通过第二回转关节62和第一伸缩臂3一端连接，实现第一伸缩臂3的转动，第一伸缩臂3另一端通过第三回转关节63和第二伸缩臂4一端连接，实现第二伸缩臂4的转动；

见图3，所述腕部机构5包括壳箱和固定布置在壳箱内的指转机构55、手摆机构53和腕转机构54；

见图2，所述壳箱包括腕部壳箱51和手部壳箱；

见图5，所述手摆机构53包括手摆电机531、第一手摆轴532、第二手摆轴533和手摆阶梯轴534，手摆电机531的输出轴依次通过行星齿轮箱535和手摆联轴器连接着第一手摆轴532，第一手摆轴532和第二手摆轴533通过第三锥齿轮组536相交传动，第二手摆轴533和手摆阶梯轴534通过第二同步链轮537平行传动，手摆阶梯轴534的输出端连接有第一谐波减速器538，且第一谐波减速器538的输出端通过手摆转盘539和所述手部壳箱连接，实现手部壳箱的转动；

见图6，所述腕转机构54包括腕转电机541、第一腕转轴542和腕转阶梯轴543，腕转电机541的输出轴通过腕转联轴器连接着第一腕转轴542，第一腕转轴542和腕转阶梯轴543通过直系齿轮组平行传动，腕转阶梯轴543的输出端连接有第二谐波减速器544，且第二谐波减速器544和腕部壳箱51对应固定，第二谐波减速器544的输出端连接着第二伸缩臂4的另一端，实现腕部壳箱51多自由度旋转；

见图4，所述指转机构55包括指转电机551、第一指转轴552、第二指转轴553、第三指转轴554和指转阶梯轴555，指转电机551通过指转联轴器连接着第一指转轴552，且第一指转轴552和第二指转轴553通过第一锥齿轮组556相交传动，第二指转轴553和第三指转轴554通过第一同步链轮557平行传动，第三指转轴554和指转阶梯轴555通过第二锥齿轮组558相交传动，指转阶梯轴555的输出端连接有第三谐波减速器559，且第三谐波减速器559和手部壳箱固定，第三谐波减速器559的输出端可连接喷枪，实现喷枪多自由度旋转。

所述腕部机构5实现锥齿轮-同步链的传动方案，改变力和力矩的方向，实现电机的减速及增扭要求，采用多对锥齿轮组和直齿轮组的设计，实现多级减速，使力的传动更加平稳，其中指转机构55中指转电机551传递至指转阶梯轴555的转速降低了82%，手摆机构53中手摆电机531传递至手转阶梯轴534的转速降低了75%，腕转机构54中腕转电机541传递至腕转阶梯轴543的转速降低了80%；同时手摆机构53、指转机构55和腕转机构54在壳箱内合理均匀分布，完成了指转、腕摆和手摆三个自由度的运动。

见图7和8，所述第一伸缩臂3和第二伸缩臂4的结构相同，均包括外筒杆31和内筒杆32，外筒杆31和内筒杆32之间通过导轨副套装在一起，导轨副为双导轨滑块的直线滑动导轨副，双导轨之间设有滚珠丝杆螺母副；

所述滚珠丝杆螺母副中的螺母33通过滑块法兰331和内筒杆32端部固定连接；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆34的一端部通过第一轴承座341固定安装，丝杆34的另一端部通过第二轴承座35固定安装，且第二轴承座35通过锁紧螺母351固定连接有外杆法兰盘36，外杆法兰盘36和外筒杆31一端固定，外筒杆31另一端部的内侧均匀布设有3组滚针排；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆34对应第二轴承座35的一端依次通过联轴器、减速器连接有电机37，实现第一伸缩臂3和第二伸缩臂4的伸缩。

见图9和图10，所述底部旋转机构1包括带有内圆柱腔的底座11、底部电机12和交叉滚子轴承13，且底座11的内圆柱面为阶梯面，阶梯面的台阶上水平布设有支撑法兰14；

所述底座电机12置于底座11内腔中，且底座电机12输出轴连接有底座减速器15，底座减速器15固定在支撑法兰14上端，且底座减速器15的输出端固定安装有底座转盘16，且底座转盘16通过交叉滚子轴承13水平安装在支撑法兰14上，实现底座转盘16的多自由度旋转。

所述腕部壳箱51为扁平的凸形状，凸形宽部一端开设有豁口，凸形窄部一端贯通连接有短圆柱筒511，第二谐波减速器544对应位于短圆柱筒511内；

所述手部壳箱为相互垂直贯通的第一圆柱筒521和第二圆柱筒522组成的凸形状，第一圆柱筒521为凸形宽部，第二圆柱筒522为凸形窄部，且第一圆柱筒521配合布设于腕部壳箱51的豁口处；

所述第一手摆轴532、第二手摆轴533、第二同步链轮537传动轴和手摆阶梯轴534沿着腕部壳箱51的凸形一侧内壁依次布置，且第一谐波减速器538对应布置于腕部壳箱51的凸形宽部一端，

所述第一指转轴552、第二指转轴553、第一同步链轮557传动轴和第三指转轴554沿着腕部壳箱51的凸形另一侧内壁依次布置，且指转阶梯轴555和第三谐波减速器559对应布置于手部壳箱51内，第三谐波减速器559外壳和手部壳箱51的第二圆柱筒522固定；

所述第一圆柱筒521的一端通过所述手摆转盘539和第一谐波减速器538的输出端连接，第一圆柱筒521的另一端通过轴承支撑架和腕部壳箱对应固定。

所述直系齿轮组包括第一直齿轮545、第二直齿轮546、第三直齿轮547和第四直齿轮548；

所述第一腕转轴542和第一直齿轮545同轴插装，第二直齿轮546和第三直齿轮547同轴安装在轴承座的两侧，第四直齿轮548和腕转阶梯轴543同轴插装，且第一直齿轮545和第二直齿轮546啮合传动，第三直齿轮547和第四直齿548轮啮合传动。

所述第一直齿轮545和第二直齿轮546的传动比为1:2.417，第三直齿轮547和第四直齿轮548传动比为2：2.077。

所述第三锥齿轮组536的传动比为锥1：1.05，第一锥齿轮组556的传动比为1：2.75，第二锥齿轮组558的传动比为2：2。

因此本发明的冗余自由度机器人共有9个自由度，第一回转关节61、第二回转关节62和第二回转关节63，和一个底部旋转机构1实现4个转动，第一伸缩臂3和第二伸缩臂4实现2个平动，从而使得机器人末端执行器能灵活定位，腕部机构包括腕部机构5包括壳箱和固定布置在壳箱内的指转机构55、手摆机构53和腕转机构54，实现了指转、手摆和腕转3个自由度，使末端喷枪能在狭窄腔体内表面灵活移动，满足喷涂需求。

第一手摆轴532、第二手摆轴533、第二同步链轮537传动轴和手摆阶梯轴534沿着腕部壳箱51的凸形一侧内壁依次布置；所述第一指转轴552、第二指转轴553、第一同步链轮557传动轴和第三指转轴554沿着腕部壳箱51的凸形另一侧内壁依次布置，结构布置紧凑、重量分布均匀且合理。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：

包括依次连接的底部旋转机构（1）、连杆（2）、第一伸缩臂（3）、第二伸缩臂（4）和腕部机构（5）；

所述连杆（2）的下端通过第一回转关节（61）设置在底部旋转机构（1）上，实现连杆（2）多自由度旋转，连杆（2）的上端通过第二回转关节（62）和第一伸缩臂（3）一端连接，实现第一伸缩臂（3）的转动，第一伸缩臂（3）另一端通过第三回转关节（63）和第二伸缩臂（4）一端连接，实现第二伸缩臂（4）的转动；

所述腕部机构（5）包括壳箱和固定布置在壳箱内的指转机构（55）、手摆机构（53）和腕转机构（54）；所述壳箱包括腕部壳箱（51）和手部壳箱；

所述手摆机构（53）包括手摆电机（531）、第一手摆轴（532）、第二手摆轴（533）和手摆阶梯轴（534），手摆电机（531）的输出轴依次通过行星齿轮箱（535）和手摆联轴器连接着第一手摆轴（532），第一手摆轴（532）和第二手摆轴（533）通过第三锥齿轮组（536）相交传动，第二手摆轴（533）和手摆阶梯轴（534）通过第二同步链轮（537）平行传动，手摆阶梯轴（534）的输出端连接有第一谐波减速器（538），且第一谐波减速器（538）的输出端通过手摆转盘（539）和所述手部壳箱连接，实现手部壳箱的转动；

所述腕转机构（54）包括腕转电机（541）、第一腕转轴（542）和腕转阶梯轴（543），腕转电机（541）的输出轴通过腕转联轴器连接着第一腕转轴（542），第一腕转轴（542）和腕转阶梯轴（543）通过直系齿轮组平行传动，腕转阶梯轴（543）的输出端连接有第二谐波减速器（544），且第二谐波减速器（544）和腕部壳箱（51）对应固定，第二谐波减速器（544）的输出端连接着第二伸缩臂（4）的另一端，实现腕部壳箱（51）多自由度旋转；

所述指转机构（55）包括指转电机（551）、第一指转轴（552）、第二指转轴（553）、第三指转轴（554）和指转阶梯轴（555），指转电机（551）通过指转联轴器连接着第一指转轴（552），且第一指转轴（552）和第二指转轴（553）通过第一锥齿轮组（556）相交传动，第二指转轴（553）和第三指转轴（554）通过第一同步链轮（557）平行传动，第三指转轴（554）和指转阶梯轴（555）通过第二锥齿轮组（558）相交传动，指转阶梯轴（555）的输出端连接有第三谐波减速器（559），且第三谐波减速器（559）和手部壳箱固定，第三谐波减速器（559）的输出端可连接喷枪执行器，实现喷枪执行器多自由度旋转。

2.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述第一伸缩臂（3）和第二伸缩臂（4）的结构相同，均包括外筒杆（31）和内筒杆（32），外筒杆（31）和内筒杆（32）之间通过导轨副套装在一起，导轨副为双导轨滑块的直线滑动导轨副，双导轨之间设有滚珠丝杆螺母副；

所述滚珠丝杆螺母副中的螺母（33）通过滑块法兰（331）和内筒杆（32）端部固定连接；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆（34）的一端部通过第一轴承座（341）固定安装，丝杆（34）的另一端部通过第二轴承座（35）固定安装，且第二轴承座（35）通过锁紧螺母（351）固定连接有外杆法兰盘（36），外杆法兰盘（36）和外筒杆（31）一端固定，外筒杆（31）另一端部的内侧均匀布设有3组滚针排；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆（34）对应第二轴承座（35）的一端依次通过联轴器、减速器连接有电机（37），实现第一伸缩臂（3）和第二伸缩臂（4）的伸缩。

3.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述底部旋转机构（1）包括带有内圆柱腔的底座（11）、底部电机（12）和交叉滚子轴承（13），且底座（11）的内圆柱面为阶梯面，阶梯面的台阶上水平布设有支撑法兰（14）；

所述底座电机（12）置于底座（11）内腔中，且底座电机（12）输出轴连接有底座减速器（15），底座减速器（15）固定在支撑法兰（14）上端，且底座减速器（15）的输出端固定安装有底座转盘（16），且底座转盘（16）通过交叉滚子轴承（13）水平安装在支撑法兰（14）上，实现底座转盘（16）的多自由度旋转。

4.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述腕部壳箱（51）为扁平的凸形状，凸形宽部一端开设有豁口，凸形窄部一端贯通连接有短圆柱筒（511），第二谐波减速器（544）对应位于短圆柱筒（511）内；

所述手部壳箱为相互垂直贯通的第一圆柱筒（521）和第二圆柱筒（522）组成的凸形状，第一圆柱筒（521）为凸形宽部，第二圆柱筒（522）为凸形窄部，且第一圆柱筒（521）配合布设于腕部壳箱（51）的豁口处；

所述第一手摆轴（532）、第二手摆轴（533）、第二同步链轮（537）传动轴和手摆阶梯轴（534）沿着腕部壳箱（51）的凸形一侧内壁依次布置，且第一谐波减速器（538）对应布置于腕部壳箱（51）的凸形宽部一端，

所述第一指转轴（552）、第二指转轴（553）、第一同步链轮（557）传动轴和第三指转轴（554）沿着腕部壳箱（51）的凸形另一侧内壁依次布置，且指转阶梯轴（555）和第三谐波减速器（559）对应布置于手部壳箱（51）内，第三谐波减速器（559）外壳和手部壳箱（51）的第二圆柱筒（522）固定；

所述第一圆柱筒（521）的一端通过所述手摆转盘（539）和第一谐波减速器（538）的输出端连接，第一圆柱筒（521）的另一端通过轴承支撑架和腕部壳箱（51）对应固定。

5.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述直系齿轮组包括第一直齿轮（545）、第二直齿轮（546）、第三直齿轮（547）和第四直齿轮（548）；

所述第一腕转轴（542）和第一直齿轮（545）同轴插装，第二直齿轮（546）和第三直齿轮（547）同轴安装在轴承座的两侧，第四直齿轮（548）和腕转阶梯轴（543）同轴插装，且第一直齿轮（545）和第二直齿轮（546）啮合传动，第三直齿轮（547）和第四直齿（548）轮啮合传动。

6.根据权利要求5所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述第一直齿轮（545）和第二直齿轮（546）的传动比为1:2.417，第三直齿轮（547）和第四直齿轮（548）传动比为2：2.077。

7.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述第三锥齿轮组（536）的传动比为锥1：1.05，第一锥齿轮组（556）的传动比为1：2.75，第二锥齿轮组（558）的传动比为2：2。

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