CN113618698A - 遥操作机械手及其主轴、遥操作设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种遥操作机械手及其主轴、遥操作设备，该遥操作机械手包括固定座和转动盘，遥操作机械手的主轴包括：固定轴，用于与固定座连接；转动轴，转动轴的一端用于与转动盘连接，另一端套设于固定轴的上部并与其转动连接，转动轴沿其轴线构造有中空的第一腔体，第一腔体内设有编码器，编码器的码盘与固定轴的顶端相对固定，编码器的读头与转动轴相对固定。本发明中，主轴中的所有部件只需要自上而下进行安装或者说只需要从单一一个方向进行拆装，拆装难度较低。

Description

遥操作机械手及其主轴、遥操作设备

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种遥操作机械手及其主轴、遥操作设备。

背景技术

遥操作机械手作为机器人的一个重要分支，一直受到许多研究机构和研究人员的关注和重视。遥操作机械手一般指在人的操纵下能在人难以接近的环境中完成复杂操作的一种远距离操作机器人，其主要应用于航空、医疗、救援、工业等众多领域。

遥操作设备包括主机械手和从机械手，操纵者通过手动操控主机械手，使从机械手跟随主机械手的动作运动以进行任务操作，同时从机械手的工作状态可实时反馈至主机械手上以让操纵者感知，方便操纵者做出正确决策。

现有的遥操作机械手，如专利CN104669299B，公开的一种具有机械臂的力觉操作器，它包括底座和转台，转台通过驱动机构实现相对于底座的转动，底座和转台之间由主轴连接，主轴包括两部分：固定部分，固定在底座上；转动部分，固定在转台上。其中，固定部分位于下方并套设在转动部分的外端，二者之间设有轴承，固定部分内部设置角度传感器，角度传感器与转动部分的下端连接。在安装时，需要先自下而上地将轴承套设在转动部分上，再将角度传感器与转动部分的下端连接，再将转动部分及轴承、角度传感器一起自上而下地插入固定部分中，最后再自上而下地将固定部分与底座连接固定，以及将角度传感器与底座或固定部分连接。底座和转台之间的空间有限，分别从上下两个方向分别进行拆装，存在很大的拆装难度。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种遥操作机械手的主轴，旨在解决现有的遥操作机械手拆装不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种遥操作机械手的主轴，遥操作机械手包括固定座和转动盘，遥操作机械手的主轴包括：

固定轴，用于与固定座连接；

转动轴，转动轴的一端用于与转动盘连接，另一端套设于固定轴的上部并与其转动连接；

转动轴沿其轴线构造有中空的第一腔体，第一腔体内设有编码器；

编码器的码盘与固定轴的顶端相对固定，编码器的读头与转动轴相对固定。

其中，编码器为绝对值编码器。

其中，遥操作机械手的主轴还包括：

第一轴承，设于固定轴的上部与转动轴之间，第一轴承的内圈与固定轴连接，第一轴承的外圈与转动轴连接。

其中，遥操作机械手的主轴还包括：

轴承压盖，位于第一轴承的上方，轴承压盖的下端面与第一轴承的外圈抵接。

其中，转动轴的内壁沿径向向内构造有第一台阶；

轴承压盖包括抵接部和连接部，抵接部凸设于连接部的下端面并与第一轴承的外圈抵接；

连接部的外周面突出于抵接部的外周面，连接部通过连接件固定于第一台阶的上端面。

其中，编码器具有弹性安装片，连接件依次穿过弹性安装片与连接部后与第一台阶连接。

其中，转动轴沿周向间隔设有若干第一缺口，

第一台阶的上端面与第一缺口的底面平齐，

连接部包括若干向外延伸的突耳部，突耳部可插入第一缺口中并通过连接件连接至第一缺口的底面。

其中，固定轴的上部沿周向设有若干可供螺钉穿入的螺纹孔，螺钉的头部与第一轴承的内圈抵接，且螺钉的头部与抵接部位于第一轴承的同一侧；

转动轴的内壁沿径向向内设有第二台阶，第二台阶位于第一轴承的下方，并且与第一轴承的外圈抵接。

其中，遥操作机械手的主轴还包括：

第二轴承和轴承座；

轴承座套设于固定轴的外侧，且上端与转动轴的下端连接，

第二轴承设置于固定轴的下部与轴承座之间。

其中，固定轴沿轴线构造有中空的第二腔体；

固定轴沿径向开设有通孔；

转动轴和/或轴承座沿径向开设有第二缺口；

第二腔体、通孔和第二缺口依次连通构成走线通道。

其中，转动轴的下端设有用于安装传动轮的第一安装位。

其中，第二缺口外的轴承座和/或转动轴上设有用于安装托线盘的第二安装位。

本发明还提出一种遥操作机械手，包括前述所记载的主轴，该主轴包括：

固定轴，用于与固定座连接；

转动轴，转动轴的一端用于与转动盘连接，另一端套设于固定轴的上部并与其转动连接；

转动轴沿其轴线构造有中空的第一腔体，第一腔体内设有编码器；

编码器的码盘与固定轴的顶端相对固定，编码器的读头与转动轴相对固定。

其中，遥操作机械手还包括：

电机；

第一传动轮，与电机的输出轴传动连接；

第二传动轮，与第一传动轮通过刚性绳连接，第二传动轮与转动轴同轴固定。

其中，电机水平设置于固定座上，固定轴竖直设置于固定座上，转动盘位于转动轴上方并与转动轴连接。

其中，遥操作机械手还包括：

锥齿轮副，锥齿轮副分别与电机的输出轴和第一传动轮连接。

本发明进一步提出一种遥操作设备，包括从机械手和前述所记载的遥操作机械手，遥操作机械手与从机械手之间通讯连接，该遥操作机械手包括前述所记载的主轴，该主轴包括：

固定轴，用于与固定座连接；

转动轴，转动轴的一端用于与转动盘连接，另一端套设于固定轴的上部并与其转动连接；

转动轴沿其轴线构造有中空的第一腔体，第一腔体内设有编码器；

编码器的码盘与固定轴的顶端相对固定，编码器的读头与转动轴相对固定。

与现有技术相比，本发明实施例的有益技术效果在于：

本发明中，固定轴连接于固定座，转动轴与转动盘连接，并且套设在固定轴上，编码器位于转动轴内，其码盘与固定轴连接，读头与转动轴连接。在安装时，首先将固定轴安装于固定座，然后自上而下地将固定轴与转动轴之间的其他部件，如轴承、转接座、轴承座等结构一一进行安装，再将编码器放置于固定轴的顶端，并通过连接件从编码器上方穿入以将其码盘与固定轴的顶端固定连接，最后将转动轴自上而下地套设到固定轴及编码器以及其他部件上。这种整体只需要自上而下进行安装或者说只需要从单一一个方向进行拆装的结构，能够降低拆装难度。

附图说明

图1为本发明一实施例中的遥操作机械手的主轴、固定座和转动盘的结构示意图；

图2为图1实施例中的遥操作机械手的主轴和固定座的结构示意图；

图3为图1实施例中的遥操作机械手的主轴的结构示意图；

图4为本发明另一实施例中遥操作机械手的主轴的结构示意图；

图5为本发明又一实施例中遥操作机械手的主轴的结构示意图；

图6为图5实施例中的遥操作机械手的主轴的爆炸结构示意图；

图7为图5实施例中的遥操作机械手的主轴的剖面图；

图8为图6实施例中的遥操作机械手的轴承压盖在一视角下的结构示意图；

图9为图6实施例中的遥操作机械手的轴承压盖在另一视角下的结构示意图；

图10为图6实施例中的遥操作机械手的转动轴的结构示意图；

图11为本发明一实施例中遥操作机械手的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”或“固定在”或“设置在”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

遥操作系统，也可以叫做遥操作设备、力反馈系统，或力反馈设备，它是一种至少由主机械手和从机械手组成的远程操控设备。其中，主机械手供用户手动操作，可以设置在任何不妨碍其运动的环境中，主机械手至少具有3个自由度以实现末端关节的移动。从机械手与主机械手分体，是具有独立作业能力的机械手设备，与主机械手配合后主要作为随主机械手的操控指令而作业的角色，从机械手一般设置于工作现场。

主机械手与从机械手，在总体形态上，可以采用大致相同的结构。比如在一种情况下，主机械手具有底座、若干关节和手柄；每两个关节之间通过关节臂连接，其中，若干关节可以包括相对底座可水平转动的转台、第一关节（相对底座在某一平面上下摆动）、第二关节（相对第一关节在另一平面上摆动或转动），或者包括六个关节、七关节等形态；手柄作为供用户操控（可采用比如握持的接触方式）的一端，设置于若干关节中的末端关节，并能够在用户的操控动作下运动。从机械手也同样具有底座、若干关节，以及设置于末端关节的末端执行器，其中底座、若干关节可采用与主机械手一致的构造，比如关节构型、相对运动方式、自由度都完全一致，只有末端执行器的构型与手柄不同。以上所说的主机械手与从机械手的形态大致相同，主要指机械臂这部分结构一致。

主机械手与从机械手，在总体形态上，也可以采用异构的形式。比如在一种情况下，从机械手采用常见的六轴协作机器人。而主机械手则具有底座、设置于底座上的串联的六个关节和手柄；每两个关节之间通过关节臂连接。其中，第一关节可水平转动（也可称为转台）、第二关节的关节臂可相对第一关节在竖直平面内摆动或转动，第三关节的关节臂可相对第二关节在竖直平面内摆动或转动，第四关节可绕第三关节的关节臂转动，第五关节的转轴与第四关节的转轴垂直，第六关节可绕第五关节的关节臂转动。在这种情况下，主机械手与从机械手在机械臂这部分的结构不同，以致于主机械手的末端关节上连接的手柄呈现方便握持动作的姿态，而从机械手的末端执行器则呈便于作业的姿态。

主机械手与从机械手之间可通过线缆连接通信，或者采用远程无线通信方式，用户操控主机械手末端的手柄动作，反应到主机械手的各关节数据，再通过比例映射法、位置-速度映射法、工作空间分块映射法等空间映射方法，将主机械手的手柄的位姿转换为从机械手的末端执行器的位姿，并通过从机械手的运动学逆方程确定从机械手各关节的运动，从而实现对从机械手的运动控制，使从机械手的末端执行器执行相应动作。从机械手在执行动作过程中，力感知或触觉等感觉传感器所感应的数据信息，同样反馈到主机械手，主机械手通过各关节电机驱动手柄动作使用户获得力感知。

本发明主要针对其中主机械手的结构进行改造优化，本文本中所提及的机械手均主要指代主机械手，但是不可排除的是，存在部分情况下，从机械手与主机械手采用相同构造，因此本发明也同样适用于采用同类构造的其他机械手，其中包括从机械手。

参照图1-4，图1为本发明一实施例中的遥操作机械手的主轴、固定座和转动盘的结构示意图，图2为图1实施例中的遥操作机械手的主轴和固定座的结构示意图，图3为图1实施例中的遥操作机械手的主轴的一结构示意图，图4为图1实施例中的遥操作机械手的主轴的另一结构示意图。

本发明提出一种遥操作机械手的主轴，该遥操作机械手包括固定座100和转动盘200，遥操作机械手的主轴包括：

固定轴1，用于与固定座100连接；

转动轴2，转动轴2的一端用于与转动盘200连接，另一端套设于固定轴1的上部并与其转动连接；

转动轴2沿其轴线构造有中空的第一腔体3，第一腔体3内设有编码器4；

编码器4的码盘与固定轴1的顶端相对固定，编码器4的读头与转动轴2相对固定。

本实施例中，固定轴1连接于固定座100，转动轴2与转动盘200连接，并且套设在固定轴1上，编码器4位于转动轴2内，其码盘与固定轴1连接，读头与转动轴2连接。在安装时，首先将固定轴1安装于固定座100，然后自上而下地将固定轴1与转动轴2之间的其他部件，如轴承、转接座、轴承座等结构一一进行安装，再将编码器4放置于固定轴1的顶端，并通过连接件从编码器4上方穿入以将其码盘与固定轴1的顶端固定连接，最后将转动轴2自上而下地套设到固定轴1及编码器4以及其他部件上。这种整体只需要自上而下进行安装或者说只需要从单一一个方向进行拆装的结构，能够降低组装难度。

本发明中，转动轴2沿其轴线构造有中空的第一腔体3，第一腔体3内设有编码器4。转动轴2呈中空设置，其内部形成有第一腔体3，该第一腔体3沿转动轴2的轴线方向延伸。编码器4安装于第一腔体3内，可节省安装空间，提高空间利用率，使得整体结构更加紧凑。

在一些实施例中，编码器4为绝对值编码器。绝对值编码器具有断电保持功能，其能够在上电时获取上一次的转动角度，因此，在断电后重新上电时无需进行调零操作，从而提高遥操作机械手的使用便利性。

参照图5-7，图5为图1实施例中的遥操作机械手的主轴的又一结构示意图，图6为图5实施例中的遥操作机械手的主轴的爆炸结构示意图，图7为图5实施例中的遥操作机械手的主轴的剖面图。

在一些实施例中，遥操作机械手的主轴还包括第一轴承5，该第一轴承5设于固定轴1的上部与转动轴2之间，第一轴承5的内圈与固定轴1连接，第一轴承5的外圈与转动轴2连接。转动轴2与固定轴1之间通过第一轴承5转动连接，第一轴承5不仅可起到转动连接的作用，还可起到保证转动轴2与固定轴1同轴度的作用。第一轴承5可以是深沟球轴承，也可以是角接触球轴承，还可以是交叉滚子轴承，包括但不限于此。

由于转动轴2与固定轴1之间是通过第一轴承5连接的，遥操作机械手的大部分的轴向负荷经由第一轴承5进行承载，使得固定轴1所承受的轴向负荷大大减小，从而能够在一定程度上延长固定轴的使用寿命。

参照图6，在一些实施例中，遥操作机械手的主轴还包括轴承压盖6，该轴承压盖6位于第一轴承5的上方，轴承压盖6的下端面与第一轴承5的外圈抵接。轴承压盖6用于与第一轴承5抵接，以减小第一轴承5的游隙，使得第一轴承5的内外圈转动更加稳定，从而使得转动轴2的转动更加稳定。轴承压盖6位于第一轴承5的上方，其下端面与第一轴承5的外圈抵接。

参照图6-9，图8为图6实施例中的遥操作机械手的轴承压盖6在一视角下的结构示意图，图9为图6实施例中的遥操作机械手的轴承压盖6的在另一视角下的结构示意图。

在一些实施例中，转动轴2的内壁沿径向向内构造有第一台阶7；轴承压盖6包括抵接部61和连接部62，抵接部61凸设于连接部62的下端面并与第一轴承5的外圈抵接；连接部62的外周面突出于抵接部61的外周面，连接部62通过连接件固定于第一台阶7的上端面。轴承压盖6包括抵接部61和连接部62，抵接部61用于与第一轴承5的外圈抵接，连接部62用于与转动轴2内壁上构造的第一台阶7连接。轴承压盖6位于第一轴承5的上方，连接部62通过连接件固定于第一台阶7的上端面，连接部62固定后，抵接部61将与第一轴承5的外圈抵接固定。连接件为螺钉，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

参照图5及图6，在一些实施例中，编码器4具有弹性安装片41，连接件8依次穿过弹性安装片41和连接部62后与第一台阶7连接。编码器4的读头与弹性安装片41连接，弹性安装片41为金属薄片状，能够承受一定的弯曲和扭转应力，其具有供连接件8穿过的通孔，用于将编码器4的读头固定于第一台阶7上，连接件8依次穿过弹性安装片41和连接部62后与第一台阶7连接。弹性安装片41具有一定的弹性，可方便安装。

参照图5-9，在一些实施例中，转动轴2沿周向间隔设有若干第一缺口9，第一台阶7的上端面与第一缺口9的底面平齐，连接部62包括若干向外延伸的突耳部621，突耳部621可插入第一缺口9中并通过连接件8连接至第一缺口9的底面。转动轴2的周向侧壁上开设有若干个第一缺口9，若干个第一缺口9间隔设置，各第一缺口9的底面与第一台阶7的上端面平齐。第一缺口9用于供突耳部621和弹性安装片41插入，以通过连接件8将编码器4固定于第一缺口9的底面上。突耳部621和弹性安装片41在第一缺口9的槽底由下至上依次设置，而后再通过连接件8依次穿过突耳部621和弹性安装片41固定。其中，第一缺口9沿转动轴2的轴线延伸，其从转动轴2的顶端朝向其底部延伸至第一台阶7处，编码器4的线缆从转动轴2的内腔中经由第一缺口9穿出于转动轴2的外部。

参照图6及图10，图10为图6实施例中的遥操作机械手的转动轴2的结构示意图。

在一些实施例中，固定轴1的上部沿周向设有若干可供螺钉穿入的螺纹孔，螺钉10的头部与第一轴承5的内圈抵接，且螺钉10的头部与抵接部61位于第一轴承5的同一侧；转动轴2的内壁沿径向向内设有第二台阶20，第二台阶20位于第一轴承5的另一相对侧，并且与第一轴承5的外圈抵接。

固定轴1的上部沿周向设置有若干螺纹孔，该螺纹孔用于供螺钉10穿入，螺钉10穿入于螺纹孔后，螺钉10的螺头部分将抵接于第一轴承5的内圈。此外，还可在螺钉10上增设环形垫片，以利用该环形垫片抵接第一轴承5的内圈。在转动轴2的内壁上设置有第二台阶20，第二台阶20用于抵接第一轴承5另一侧的外圈，以通过第二台阶20、螺钉10和抵接部61实现对于第一轴承5的安装固定，同时还可减小第一轴承5的游隙，从而保证转动轴2的转动稳定性。

参照图6，在一些实施例中，遥操作机械手的主轴还包括第二轴承30和轴承座40；轴承座40套设于固定轴1的外侧，且上端与转动轴2的下端连接，第二轴承30设置于固定轴1的下部与轴承座40之间。

第二轴承30位于轴承座40与固定轴1的下部之间，第二轴承30的内圈与固定轴1的下部连接并抵接于固定座上的台阶，第二轴承30的外圈与轴承座40连接。轴承座40的上端与转动轴2的下端固定连接，如此，转动轴2转动时将带动轴承座40转动。其中，第二轴承30可采用能够承受较大轴向力的角接触轴承，也可采用交叉滚子轴承等其他轴承，包括但不限于此。轴承座40与转动轴2分体设计，两者之间通过连接凸台可拆卸连接，方便拆装。

参照图4-6，在一些实施例中，固定轴1沿轴线构造有中空的第二腔体50；固定轴1沿径向开设有通孔60；转动轴2和/或轴承座40沿径向开设有第二缺口70；第二腔体50、通孔60和第二缺口70依次连通构成走线通道。

固定轴1呈中空设置，其内部形成有中空的第二腔体50，固定轴1的侧壁上设置有通孔60，该通孔60与第二腔体50相贯通。转动轴2和/或轴承座40沿径向开设有第二缺口70，该第二缺口70与第二腔体50和通孔60相贯通，以构成走线通道，用于主轴内部进行走线，线束沿轴线穿过，能够避免转动轴2与固定轴1相对转动时线束的扭转缠绕；同时也避免线束杂乱，影响底座内其他部件的运动。

参照图5，在一些实施例中，转动轴2的下端设有用于安装传动轮的第一安装位。转动轴2的下端设置有第一安装位，该第一安装位用于安装传动轮，传动轮可通过顶丝固定于转动轴2的下端，包括但不限于此。

参照图5，在一些实施例中，第二缺口70外的轴承座40和/或转动轴2上设有用于安装托线盘80的第二安装位。为避免线缆磨损，可在第二缺口70外的轴承座40和/或转动轴2上设置托线盘80，以通过托线盘80承托线缆，防止与其他部件产生摩擦。为安装托线盘80，在第二缺口70外的轴承座40和/或转动轴2上设置有第二安装位，托线盘80设置在该第二安装位上。托线盘80与轴承座40连接，此仅为示例性的，而非限制性的，包括但不限于此。

参照图11，图11为本发明一实施例中遥操作机械手的结构示意图。本发明进一步提出一种遥操作机械手，该遥操作机械手包括前述各实施例所记载的主轴，该主轴的具体结构参照上述实施例，由于本遥操作机械手采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

其中，遥操作机械手还包括底座1000、转台2000、大臂3000、小臂4000、末端5000和手柄6000，转台2000设置在底座1000上，大臂3000的一端与转台2000连接，大臂3000的另一端与小臂4000的一端连接，小臂4000的另一端与末端5000连接，手柄6000设置在末端5000上，用于控制转台2000、大臂3000、小臂4000以及末端5000运动。需要说明的是，固定座100属于底座1000的一部分。

参照图1及图2，在一些实施例中，遥操作机械手还包括电机300、第一传动轮400和第二传动轮500，第一传动轮400与电机300的输出轴传动连接，第二传动轮500与第一传动轮400通过刚性绳连接，第二传动轮500与转动轴2同轴固定。

第一传动轮400与第二传动轮500之间通过刚性绳连接，并且第二传动轮500与转动轴2同轴设置，转动轴2转动将带动第二传动轮500转动，而第二传动轮500将通过刚性绳带动第一传动轮400转动，第一传动轮400转动将带动电机300转动，电机300转动时，遥操作设备将通过编码器4获取该电机300的转动数据，并将其发送给从机械手，以供从机械手根据该转动数据同步机械手的运动。

其中，刚性绳设置为两根，两根刚性绳分别缠绕在第一传动轮400与第二传动轮500上，刚性绳的首末两端分别固定在第一传动轮400与第二传动轮500上，在进行传动时，两根刚性绳分别执行收放动作，以实现动力的传递。

由于刚性绳设置为两根，其依靠两根绳之间的牵拉力进行传动，因此，刚性绳不会与传动轮之间产生摩擦，导致传两个传动轮之间出现传动异常，从而可提高遥操作机械手的控制精度。此外，由于传动轮之间采用刚性绳进行传动，而刚性绳为刚性的，因此，其不容易产生形变，可进一步提高遥操作机械手的控制精度。

在一些实施例中，电机300水平设置于固定座100上，固定轴1竖直设置于固定座100上，转动盘200位于转动轴2上方。

采用固定座100上水平设置电机300和竖直设置固定轴1和转动轴2，并通过第一传动轮400和第二传动轮500将电机300的输出轴与转动轴2相连，以传递电机300的输出轴与转动轴2之间的运动和动力，实现两者间的相互传动。本实施例中，电机300水平设置，能够降低底座1000重心，同时，尽量缩短电机300在竖向上占用的空间，为底座1000上方的转动盘200以及基于转动盘200布置的其他传动机构留余足够的布置空间，使整体结构更为紧凑，稳定。

需要说明的是，底座包括固定座100和设于固定座100内的电机300、第一传动轮400和第二传动轮500等结构，包括但不限于此。相较于现有技术而言，本实施例底座上的电机300和转动轴2占用的竖向尺寸大幅减小，底座的高度大幅降低，底座稳定性更好，提升了机械手的操作稳定性。

在一些实施例中，遥操作机械手还包括锥齿轮副，该锥齿轮副分别与电机300的输出轴和第一传动轮400连接。锥齿轮副包括第三传动轮600和第四传动轮700，第三传动轮600设置在电机300的输出轴上，第四传动轮700竖直设置并与第一传动轮400同轴。

本发明进一步提出一种遥操作设备，该遥操作设备包括从机械手和前述各实施例所记载的遥操作机械手，遥操作机械手与从机械手或机械臂之间通讯连接。该遥操作机械手的具体结构参照上述实施例，由于本遥操作设备采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (17)

1.一种遥操作机械手的主轴，所述遥操作机械手包括固定座和转动盘，其特征在于，所述遥操作机械手的主轴包括：

固定轴，用于与所述固定座连接；

转动轴，所述转动轴的一端用于与所述转动盘连接，另一端套设于所述固定轴的上部并与其转动连接；

所述转动轴沿其轴线构造有中空的第一腔体，所述第一腔体内设有编码器；

所述编码器的码盘与所述固定轴的顶端相对固定，所述编码器的读头与所述转动轴相对固定。

2.根据权利要求1所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述编码器为绝对值编码器。

3.根据权利要求1所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，还包括：

第一轴承，设于所述固定轴的上部与所述转动轴之间，所述第一轴承的内圈与所述固定轴连接，所述第一轴承的外圈与所述转动轴连接。

4.根据权利要求3所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，还包括：

轴承压盖，位于所述第一轴承的上方，所述轴承压盖的下端面与所述第一轴承的外圈抵接。

5.根据权利要求4所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述转动轴的内壁沿径向向内构造有第一台阶；

所述轴承压盖包括抵接部和连接部，所述抵接部凸设于所述连接部的下端面并与所述第一轴承的外圈抵接；

所述连接部的外周面突出于所述抵接部的外周面，所述连接部通过连接件固定于所述第一台阶的上端面。

6.根据权利要求5所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述编码器具有弹性安装片，所述连接件依次穿过所述弹性安装片和所述连接部后与所述第一台阶连接。

7.根据权利要求6所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述转动轴沿周向间隔设有若干第一缺口，

所述第一台阶的上端面与所述第一缺口的底面平齐，

所述连接部包括若干向外延伸的突耳部，所述突耳部可插入所述第一缺口中并通过所述连接件连接至所述第一缺口的底面。

8.根据权利要求5所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述固定轴的上部沿周向设有若干可供螺钉穿入的螺纹孔，所述螺钉的头部与所述第一轴承的内圈抵接，且所述螺钉的头部与所述抵接部位于所述第一轴承的同一侧；

所述转动轴的内壁沿径向向内设有第二台阶，所述第二台阶位于所述第一轴承的下方，并且与所述第一轴承的外圈抵接。

9.根据权利要求1所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，还包括：

第二轴承和轴承座；

所述轴承座套设于所述固定轴的外侧，且上端与所述转动轴的下端连接，

所述第二轴承设置于所述固定轴的下部与所述轴承座之间。

10.根据权利要求9所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述固定轴沿轴线构造有中空的第二腔体；

所述固定轴沿径向开设有通孔；

所述转动轴和/或所述轴承座沿径向开设有第二缺口；

所述第二腔体、所述通孔和所述第二缺口依次连通构成走线通道。

11.根据权利要求10所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述转动轴的下端设有用于安装传动轮的第一安装位。

12.根据权利要求11所述的遥操作机械手的主轴，其特征在于，

所述第二缺口外的所述轴承座和/或所述转动轴上设有用于安装托线盘的第二安装位。

13.一种遥操作机械手，其特征在于，包括权利要求1-12中任意一项所述的主轴。

14.根据权利要求13所述的遥操作机械手，其特征在于，还包括：

电机；

第一传动轮，与所述电机的输出轴传动连接；

第二传动轮，与所述第一传动轮通过刚性绳连接，所述第二传动轮与所述转动轴同轴固定。

15.根据权利要求14所述的遥操作机械手，其特征在于，

所述电机水平设置于所述固定座上，所述固定轴竖直设置于所述固定座上，所述转动盘位于所述转动轴上方并与所述转动轴连接。

16.根据权利要求15所述的遥操作机械手，其特征在于，还包括：

锥齿轮副，所述锥齿轮副分别与所述电机的输出轴和所述第一传动轮连接。

17.一种遥操作设备，其特征在于，包括从机械手和权利要求13-16任一项所述的遥操作机械手，所述遥操作机械手和所述从机械手通讯连接。

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