CN113618702B - 遥操作机械手及其摇臂结构、遥操作设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种遥操作机械手及其摇臂结构、遥操作设备，该摇臂结构包括：大臂关节，包括大臂关节转轴；小臂第一转轴，穿设于大臂关节转轴内，小臂第一转轴与大臂关节转轴同轴设置并转动连接；以及第一轴承，套设于小臂第一转轴的一端，第一轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第一轴承的外圈与大臂关节转轴连接。本发明的小臂第一转轴穿设于大臂关节转轴中，与其同轴设置并转动连接。由于小臂第一转轴穿设在大臂关节转轴中，并且二者以转动连接的方式保持相互连接和支撑，因而能够在各自的转动过程中始终保持同轴，也就是说，经过遥操作机械手长时间的运动后，大臂关节与小臂关节能够始终保持在预设的相对角度，从而保证了大小臂的传动精度。

Description

遥操作机械手及其摇臂结构、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摇臂结构、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，以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。

请参见图1，申请号为CN201510024433.5的专利文献公开了“一种具有机械臂的力觉操作器”，包括角度测量轴和小臂传动轴，角度测量轴作为大臂关节的驱动轴，小臂传动轴则配合连杆机构作为小臂关节的驱动轴。其中，角度测量轴与小臂传动轴分别通过两个独立的支架，即左支架和右支架进行支撑并同轴线地进行转动，但经过长时间的运动，两轴容易偏离其共同的轴线方向，导致轴线相互错开，影响遥操作主机械手的传动精度。

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摇臂结构，旨在解决现有的遥操作机械手的大小臂驱动轴容易出现偏离其共同的轴线方向的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种遥操作机械手的摇臂结构，该遥操作机械手的摇臂结构包括：

大臂关节，包括大臂关节转轴；

小臂第一转轴，穿设于大臂关节转轴内，与大臂关节转轴同轴设置并转动连接；以及

第一轴承，套设于小臂第一转轴的一端，第一轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第一轴承的外圈与大臂关节转轴连接。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

大臂传动轮，连接于大臂关节转轴的一侧。

其中，小臂第一转轴的外壁上构造有第一台阶，大臂关节转轴的内壁构造有第二台阶，第一台阶与第二台阶相对设置；

大臂传动轮朝向大臂关节转轴的一侧构造有第一凸台，第一凸台穿入大臂关节转轴内，并与第二台阶相向地抵住第一轴承的外圈两侧；第一台阶与第二台阶位于第一轴承同侧并与第一轴承的内圈抵接。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第一安装架；

第二安装架，与第一安装架间隔设置；

大臂关节的两端分别与第一安装架和第二安装架转动连接。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第二轴承，设于大臂关节的一端和第一安装架之间，第二轴承的内圈与大臂关节转轴连接，第二轴承的外圈与第一安装架连接；

第三轴承，设于大臂关节的另一端和第二安装架之间，第三轴承的内圈与大臂关节连接，第三轴承的外圈与第二安装架连接。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第四轴承，套设于小臂第一转轴的另一端，第四轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第四轴承的外圈与大臂关节连接。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

轴承压块，设于大臂关节的一侧并与其连接；

小臂第一转轴的外壁上还构造有第三台阶；

第三台阶和轴承压块相向地、从第四轴承的两侧分别抵住第四轴承的内圈和外圈。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第五轴承，套设于小臂第一转轴上，与第四轴承间隔设置，第五轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第五轴承的外圈与大臂关节连接；

第一套筒，位于第四轴承与第五轴承之间；

第二套筒，套设于第一套筒上；

第一套筒的两端分别与第四轴承和第五轴承的内圈抵接，第二套筒的两端分别与第四轴承和第五轴承的外圈抵接，第五轴承位于第四轴承与轴承压块之间，且轴承压块与第五轴承的外圈抵接。

其中，第一套筒与第二套筒具有轴向长度差。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

小臂传动轮，连接于小臂第一转轴远离大臂关节转轴的一侧。

其中，大臂关节的内侧构造有第四台阶，第四台阶与第三台阶沿垂直小臂第一转轴的方向上下设置；小臂传动轮朝向小臂第一转轴的一侧构造有第二凸台；第三台阶与第四台阶抵接于第四轴承的一端，第二凸台和轴承压块抵接于第五轴承的一端。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第一编码器，连接于大臂传动轮；和/或，

第二编码器，连接于小臂传动轮。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第一连接轴，一端连接大臂传动轮，另一端连接第一编码器；和/或，

第二连接轴，一端连接小臂传动轮，另一端连接第二编码器。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第一安装座，第一编码器的码盘与第一连接轴连接，第一编码器的读头与第一安装座连接；和/或，

第二安装座，第二编码器的码盘与第二连接轴连接，第二编码器的读头与第二安装座连接。

其中，大臂关节还包括中空设置的关节壳体，大臂关节转轴设于关节壳体的一侧，小臂第一转轴位于关节壳体内。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

第一传动轮，设于小臂第一转轴上，且位于关节壳体的内腔。

其中，遥操作机械手的摇臂结构还包括：

大臂臂杆，一端与关节壳体连接；

小臂关节，与大臂臂杆的另一端连接；

小臂臂杆，设于所述小臂关节远离所述大臂臂杆的一侧并与其连接。

本发明还提出一种遥操作机械手，包括前述所记载的摇臂结构，该摇臂结构包括：

大臂关节，包括大臂关节转轴；

小臂第一转轴，穿设于大臂关节转轴内，与大臂关节转轴同轴设置并转动连接；以及

第一轴承，套设于小臂第一转轴的一端，第一轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第一轴承的外圈与大臂关节转轴连接。

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通讯连接，该遥操作机械手包括前述所记载的摇臂结构，该摇臂结构包括：

大臂关节，包括大臂关节转轴；

小臂第一转轴，穿设于大臂关节转轴内，与大臂关节转轴同轴设置并转动连接；以及

第一轴承，套设于小臂第一转轴的一端，第一轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第一轴承的外圈与大臂关节转轴连接。

与现有技术相比，本发明实施例的有益技术效果在于：

本发明的小臂第一转轴穿设于大臂关节转轴中，与其同轴设置并转动连接。由于小臂第一转轴穿设在大臂关节转轴中，并且二者以转动连接的方式保持相互连接和支撑，因而能够在各自的转动过程中始终保持同轴，也就是说，经过遥操作机械手长时间的运动后，大臂关节与小臂关节能够始终保持在预设的相对角度，从而保证了大小臂的传动精度。

附图说明

图1为现有的遥操作机械手的结构示意图；

图2为本发明一实施例中遥操作机械手的摇臂结构的示意图；

图3为图2实施例中摇臂结构的一剖面示意图；

图4为图2实施例中摇臂结构的另一剖面示意图；

图5为图2实施例中摇臂结构的爆炸结构示意图；

图6为本发明一实施例中遥操作机械手的摇臂结构的示意图；

图7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，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，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。

需要说明的是，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、七个关节等形态；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，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如何实现交互：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，用户操控手柄动作，反应到主机械手的各关节数据，传输至从机械手，从机械手通过比例映射法、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笛卡尔空间位姿转换为从机械手的末端执行器的笛卡尔空间位姿以执行相应动作。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，因此本发明也可能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2-5，图2为本发明一实施例中遥操作机械手的摇臂结构的示意图，图3为图2实施例中摇臂结构的一剖面示意图，图4为图2实施例中摇臂结构的另一剖面示意图，图5为图2实施例中摇臂结构的爆炸结构示意图。

本发明提出一种遥操作机械手的摇臂结构，该遥操作机械手的摇臂结构包括：

大臂关节1，包括大臂关节转轴11；

小臂第一转轴2，穿设于大臂关节转轴11内，与大臂关节转轴11同轴设置并转动连接；以及

第一轴承3，该第一轴承3套设于小臂第一转轴2的一端，第一轴承3的内圈与小臂第一转轴2连接，第一轴承3的外圈与大臂关节转轴11连接。

本实施例中，大臂关节1的内部形成有腔体，该腔体用于安装小臂第一转轴2。小臂第一转轴2穿设于该腔体内，并与大臂关节转轴11同轴转动连接，小臂第一转轴2与大臂关节转轴11之间形成支撑。

本实施例中，大臂关节1作为机械手的第二关节，其能够以大臂关节转轴11为轴相对于遥操作机械手的转台摆动或转动，小臂第一转轴2作为连接小臂关节与小臂驱动机构的动力传输部件，其与大臂关节转轴11之间保持同轴能够令大臂关节1与小臂关节的轴线始终保持在预设的相对角度（或相对位置），比如保持大臂关节1的轴线与小臂关节的轴线平行或垂直交叉。

在一些实施例中，参照图3及图5，大臂关节1可构造为中空结构，其包括中空的关节壳体12，大臂关节转轴11可构造于关节壳体12的侧面或内部，小臂第一转轴2位于关节壳体12内。

小臂第一转轴2穿设于大臂关节转轴11中，与其同轴设置并转动连接。由于小臂第一转轴2穿设在大臂关节转轴11中，并且二者以转动连接的方式保持相互连接和支撑，因而能够在各自的转动过程中始终保持同轴，也就是说，经过遥操作机械手长时间的运动后，大臂关节1与小臂关节能够始终保持在预设的相对角度，从而保证了大小臂的传动精度。

本实施例中，小臂第一转轴2与大臂关节转轴11之间通过第一轴承3转动连接，第一轴承3不仅能够实现小臂第一转轴2与大臂关节转轴11之间的转动连接，还能够保证小臂第一转轴2与大臂关节转轴11之间的同轴度。

参照图3-5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括大臂传动轮4，该大臂传动轮4连接于大臂关节转轴11的一侧。本实施例中，大臂传动轮4与大臂关节转轴11连接，大臂传动轮4可通过同步带或钢丝绳等将动力传递给大臂电机，包括但不限于此。

参照图3及图4，在一些实施例中，小臂第一转轴2的外壁上构造有第一台阶5，大臂关节转轴11的内壁构造有第二台阶6，第一台阶5与第二台阶6相对设置；大臂传动轮4朝向大臂关节转轴11的一侧构造有第一凸台7，第一凸台7穿入大臂关节转轴11内，并与第二台阶6相向地抵住第一轴承3的外圈两侧；第一台阶5与第二台阶6位于第一轴承3同侧并与第一轴承3的内圈抵接。

本实施例中，第一轴承3的外圈两侧分别通过第一凸台7和第二台阶6抵接，第一轴承3的内圈通过第一台阶5抵接，其中，第一台阶5与第二台阶6在沿垂直小臂第一转轴2的方向上下相对设置。第一轴承3通过第一台阶5、第二台阶6和第一凸台7进行固定，同时，通过第一台阶5、第二台阶6和第一凸台7可消减第一轴承3的游隙，使得第一轴承3的游隙接近于零，从而保证第一轴承3的内外圈的平稳转动，进而保证大臂关节转轴11与小臂第一转轴2的平稳转动。第一台阶5和第二台阶6为环形台阶，此仅为示例性的，而非限制性的。

参照图2，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第一安装架8和第二安装架9，第二安装架9与第一安装架8间隔设置，大臂关节1的两端分别与第一安装架8和第二安装架9转动连接。

参照图3及图4，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第二轴承10和第三轴承20，第二轴承10设于大臂关节1的一端和第一安装架8之间，第二轴承10的内圈与大臂关节转轴11连接，第二轴承10的外圈与第一安装架8连接；第三轴承20设于大臂关节1的另一端和第二安装架9之间，第三轴承20的内圈与大臂关节1连接，第三轴承20的外圈与第二安装架9连接。

本实施例中，大臂关节转轴11和第一安装架8之间通过第二轴承10转动连接，大臂关节1和第二安装架9之间通过第三轴承20转动连接，第二轴承10和第三轴承20分别位于大臂关节1的两端，大臂关节1的两端分别通过第二轴承10和第三轴承20与第一安装架8及第二安装架9转动连接，摇臂结构通过第一安装架8及第二安装架9安装到遥操作机械手的转台上。

参照图3及图5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第四轴承30，第四轴承30套设于小臂第一转轴2的另一端，第四轴承30的内圈与小臂第一转轴2连接，所述第四轴承30的外圈与大臂关节1连接。

本实施例中，小臂第一转轴2的一端通过第一轴承3与大臂关节转轴11转动连接，另一端通过第四轴承30与大臂关节1转动连接，如此，大臂关节1和小臂第一转轴2之间可相对转动。

参照图3-5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括轴承压块40，轴承压块40设于大臂关节1的一侧并与其连接，小臂第一转轴2的外壁上还构造有第三台阶50，第三台阶50和轴承压块40相向地、从第四轴承30的两侧分别抵住第四轴承30的内圈和外圈。

本实施例中，小臂第一转轴2上构造有第三台阶50，第三台阶50用于与第四轴承30的内圈抵接，大臂关节1一侧的轴承压块40用于与第四轴承30的外圈抵接，通过第三台阶50和轴承压块40从第四轴承30的两侧分别抵住第四轴承30的内圈和外圈，从而实现对于第四轴承30的固定，同时，还可消减第四轴承30的游隙，使得第四轴承30的内外圈能够更加平稳的转动，从而保证小臂第一转轴2与大臂关节1之间能够平稳转动。

本实施例中，第三台阶50为沿小臂第一转轴的外壁向外突出的环形台阶，此仅为示例性的，而非限制性的，包括但不限于此。

在一些实施例中，第三台阶50和轴承压块40是从第四轴承30的两侧分别抵住第四轴承30的内圈和外圈的，第四轴承30的内圈与小臂第一转轴2连接，第四轴承30的外圈与大臂关节1连接，因此，通过第三台阶50和轴承压块40还可限制小臂第一转轴2与大臂关节1在轴向上的移动，避免小臂第一转轴2和大臂关节1在转动时发生轴向移动。

参照图3及图5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第五轴承60、第一套筒70和第二套筒80，第五轴承60套设于小臂第一转轴2上，与第四轴承30间隔设置，第五轴承60的内圈与小臂第一转轴2连接，第五轴承60的外圈与大臂关节1连接；第一套筒70位于第四轴承30与第五轴承60之间，第二套筒80套设于第一套筒70上。

本实施例中，小臂第一转轴2与大臂关节1之间通过两个轴承转动连接，稳定性更高，其分别为第四轴承30和第五轴承60，第四轴承30与第五轴承60间隔设置，并且位于大臂关节1和小臂第一转轴2之间。第四轴承30和第五轴承60之间设置有第一套筒70和第二套筒80，第二套筒80位于第一套筒70的外侧，第四轴承30和第五轴承60的内圈分别通过第一套筒70的两端抵接，而第四轴承30和第五轴承60的外圈分别通过第二套筒80的两端抵接，第四轴承30和第五轴承60转动时，第一套筒70和第二套筒80会跟随转动。第四轴承30和第五轴承60通过第三台阶50、第一套筒70、第二套筒80和轴承压块40固定，同时，通过选择不同尺寸的第一套筒70和第二套筒80，可调节第四轴承30以及第五轴承60的游隙大小。也即，第一套筒70与第二套筒80之间具有轴向上的长度差，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，以将第四轴承30与第五轴承60间的游隙控制在预设范围内。

参照图3-5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括小臂传动轮90，小臂传动轮90连接于小臂第一转轴2远离大臂关节转轴11的一侧。

本实施例中，小臂传动轮90与小臂第一转轴2连接，小臂传动轮90可通过同步带或钢丝绳等将动力传递给小臂电机，包括但不限于此。

参照图3-5，在一些实施例中，大臂关节1的内侧构造有第四台阶100，第四台阶100与第三台阶50沿垂直小臂第一转轴2的方向上下设置；小臂传动轮90朝向小臂第一转轴2的一侧构造有第二凸台200；第三台阶50与第四台阶100抵接于第四轴承30的一端，第二凸台200和轴承压块40抵接于第五轴承60的一端。

本实施例中，在大臂关节1的内侧构造有第四台阶100，第四台阶100与第三台阶50沿垂直小臂第一转轴2的方向上下设置，其中，第三台阶50用于与第四轴承30一侧的内圈抵接，第四台阶100用于与第四轴承30一侧的外圈抵接。小臂传动轮90朝向小臂第一转轴2的一侧构造有第二凸台200，第二凸台200与轴承压块40抵接于第五轴承60的一端，其中，第二凸台200与第五轴承60的内圈抵接，轴承压块40与第五轴承60的外圈抵接。第四台阶100为环形台阶，此仅为示例性的，而非限制性的。

参照图3及图5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第一编码器300和/或第二编码器400，第一编码器300连接于大臂传动轮4上，第二编码器400连接于小臂传动轮90上。

本实施例中，第一编码器300连接于大臂传动轮4上，大臂传动轮4与大臂关节转轴11连接，大臂关节转轴11与大臂传动轮4同步转动，两者的转动数据相同，因此，通过连接于大臂传动轮4上的第一编码器300可检测到大臂关节转轴11的转动数据。而第二编码器400连接于小臂传动轮90上，小臂传动轮90与小臂第一转轴2连接，小臂第一转轴2与小臂传动轮90同步转动，两者的转动数据相同，因此，通过连接于小臂传动轮90上的第二编码器400可检测到小臂第一转轴2的转动数据。

在一些实施例中，第一编码器300和第二编码器400为单圈绝对值编码器，此仅为示例性的，而非限制性的。需要说明的是，无论是大臂关节转轴11，还是小臂第一转轴2，其转动角度不会超过360°，故仅需记录大臂关节转轴11和小臂第一转轴2的单圈转动角度值，而无需记录转动圈数，同时，为保证遥操作机械手在上电后能够马上获取当前的位置，而无需对其进行调零，因此，本实施例选择单圈绝对值编码器。

参照图3及图5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第一连接轴500和/或第二连接轴600，第一连接轴500的一端连接大臂传动轮4，另一端连接第一编码器300；第二连接轴600的一端连接小臂传动轮90，另一端连接第二编码器400。

本实施例中，大臂传动轮4上设置有第一连接轴500，小臂传动轮90上设置有第二连接轴600，第一编码器300与第一连接轴500连接，第二编码器400与第二连接轴600连接，第一编码器300用于检测第一连接轴500的转动数据，第二编码器400用于检测第二连接轴600的转动数据。

参照图3及图5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第一安装座700和/或第二安装座800，第一编码器300的码盘与第一连接轴500连接，第一编码器300的读头与第一安装座700连接，第二编码器400的码盘与第二连接轴600连接，第二编码器400的读头与第二安装座800连接。

本实施例中，第一编码器300的码盘与第一连接轴500连接，可跟随第一连接轴500转动，第一编码器300的读头与第一安装座700连接，通过第一安装座700固定，第一连接轴500转动时，第一编码器300的读头可读取到第一编码器300的码盘上的数据。第二编码器400的码盘与第二连接轴600连接，可跟随第二连接轴600转动，第二编码器400的读头与第二安装座800连接，通过第二安装座800固定，第二连接轴600转动时，第二编码器400的读头可读取到第二编码器400的码盘上的数据。

照图3-5，在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括第一传动轮900，第一传动轮900设于小臂第一转轴2上，且位于关节壳体12的内腔。

本实施例中，在小臂第一转轴2上设置有第一传动轮900，该第一传动轮900位于小臂第一转轴2的中部，其可通过传动带或传动绳传递动力，比如钢丝绳，此仅为示例性的，而非限制性的，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

参照图6，图6为本发明一实施例中遥操作机械手的摇臂结构的示意图。

在一些实施例中，遥操作机械手的摇臂结构还包括大臂臂杆1000、小臂关节2000和小臂臂杆3000，大臂臂杆1000的一端与关节壳体12连接，另一端与小臂关节2000连接，小臂臂杆3000设于小臂关节2000远离大臂臂杆1000的一侧并与其连接。本实施例中，大臂臂杆1000两端分别与关节壳体12和小臂关节2000连接，小臂关节2000还与小臂臂杆3000连接，小臂臂杆3000与大臂臂杆1000通过小臂关节2000转动连接。

参照图7，图7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摇臂结构，该摇臂结构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1A、转台2A、大臂3A、小臂4A、末端5A、手柄6A，转台2A设置在底座1A上，大臂3A的一端与转台2A连接，大臂3A的另一端与小臂4A的一端连接，小臂4A的另一端与末端5A连接，手柄6A设置在末端5A上，用于控制转台2A、大臂3A、小臂4A以及末端5A运动。

本发明进一步还提出一种遥操作设备，该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或机械臂之间通讯连接。该遥操作机械手包括前述各实施例所记载的摇臂结构，该摇臂结构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。

以上所述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 (19)

1.一种遥操作机械手的摇臂结构，其特征在于，包括：

大臂关节，包括大臂关节转轴；

小臂第一转轴，穿设于所述大臂关节转轴内，与所述大臂关节转轴同轴设置并转动连接；以及

第一轴承，套设于所述小臂第一转轴的一端，所述第一轴承的内圈与所述小臂第一转轴连接，所述第一轴承的外圈与所述大臂关节转轴连接；

第四轴承，套设于所述小臂第一转轴的另一端；

第五轴承，套设于所述小臂第一转轴上，与所述第四轴承间隔设置；

第一套筒，位于所述第四轴承与所述第五轴承之间，所述第一套筒的两端分别与所述第四轴承和所述第五轴承的内圈抵接；

第二套筒，套设于所述第一套筒上，所述第二套筒的两端分别与所述第四轴承和所述第五轴承的外圈抵接。

2.根据权利要求1所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

大臂传动轮，连接于所述大臂关节转轴的一侧。

3.根据权利要求2所述的摇臂结构，其特征在于，

所述小臂第一转轴的外壁上构造有第一台阶，所述大臂关节转轴的内壁构造有第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶相对设置；

所述大臂传动轮朝向所述大臂关节转轴的一侧构造有第一凸台，所述第一凸台穿入所述大臂关节转轴内，并与所述第二台阶相向地抵住所述第一轴承的外圈两侧；所述第一台阶与所述第二台阶位于所述第一轴承同侧并与所述第一轴承的内圈抵接。

4.根据权利要求3所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

第一安装架；

第二安装架，与所述第一安装架间隔设置；

其中，所述大臂关节的两端分别与所述第一安装架和所述第二安装架转动连接。

5.根据权利要求4所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

第二轴承，设于所述大臂关节的一端和所述第一安装架之间，所述第二轴承的内圈与所述大臂关节转轴连接，所述第二轴承的外圈与所述第一安装架连接；

第三轴承，设于所述大臂关节的另一端和所述第二安装架之间，所述第三轴承的内圈与所述大臂关节连接，所述第三轴承的外圈与所述第二安装架连接。

6.根据权利要求2所述的摇臂结构，其特征在于，

所述第四轴承的内圈与所述小臂第一转轴连接，所述第四轴承的外圈与所述大臂关节连接。

7.根据权利要求6所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

轴承压块，设于所述大臂关节的一侧并与其连接；

所述小臂第一转轴的外壁上还构造有第三台阶；

所述第三台阶和所述轴承压块相向地、从所述第四轴承的两侧分别抵住所述第四轴承的内圈和外圈。

8.根据权利要求7所述的摇臂结构，其特征在于，

所述第五轴承的内圈与所述小臂第一转轴连接，所述第五轴承的外圈与所述大臂关节连接；所述第五轴承位于所述第四轴承与所述轴承压块之间，且所述轴承压块与所述第五轴承的外圈抵接。

9.根据权利要求8所述的摇臂结构，其特征在于，

所述第一套筒与所述第二套筒具有轴向长度差。

10.根据权利要求8所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

小臂传动轮，连接于所述小臂第一转轴远离所述大臂关节转轴的一侧。

11.根据权利要求10所述的摇臂结构，其特征在于，

所述大臂关节的内侧构造有第四台阶，所述第四台阶与所述第三台阶沿垂直所述小臂第一转轴的方向上下设置；

所述小臂传动轮朝向所述小臂第一转轴的一侧构造有第二凸台；

其中，所述第三台阶与所述第四台阶抵接于所述第四轴承的一端，所述第二凸台和所述轴承压块抵接于所述第五轴承的一端。

12.根据权利要求11所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

第一编码器，连接于所述大臂传动轮；和/或，

第二编码器，连接于所述小臂传动轮。

13.根据权利要求12所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

第一连接轴，一端连接所述大臂传动轮，另一端连接所述第一编码器；和/或，

第二连接轴，一端连接所述小臂传动轮，另一端连接所述第二编码器。

14.根据权利要求13所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

第一安装座，所述第一编码器的码盘与所述第一连接轴连接，所述第一编码器的读头与所述第一安装座连接；和/或，

第二安装座，所述第二编码器的码盘与所述第二连接轴连接，所述第二编码器的读头与所述第二安装座连接。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的摇臂结构，其特征在于，

所述大臂关节还包括中空设置的关节壳体，所述大臂关节转轴设于所述关节壳体的一侧，所述小臂第一转轴位于所述关节壳体内。

16.根据权利要求15所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

第一传动轮，设于所述小臂第一转轴上，且位于所述关节壳体的内腔。

17.根据权利要求16所述的摇臂结构，其特征在于，还包括：

大臂臂杆，一端与所述关节壳体连接；

小臂关节，与所述大臂臂杆的另一端连接；

小臂臂杆，设于所述小臂关节远离所述大臂臂杆的一侧并与其连接。

18.一种遥操作机械手，其特征在于，包括权利要求1-17任一项所述的摇臂结构。

19.一种遥操作设备，其特征在于，包括从机械手和权利要求18所述的遥操作机械手，所述遥操作机械手与所述从机械手通讯连接。

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