CN113618703B - 遥操作机械手及遥操作设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种遥操作机械手及遥操作设备,该遥操作机械手包括:至少三个关节,每个关节至少具有一个旋转自由度;若干电机,每个关节均连接有一电机;若干减速组件,每个关节和与其连接的电机之间均设有一减速组件;以及,转动参数检测单元,设置于每个电机和/或每个关节。本发明的遥操作机械手,与常见的四轴、六轴等类型的机械手,结构差异较小,因此与从机械手的坐标转换简单,使从机械手能够更好地模拟主机械手的实际位姿,适用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,特别涉及一种遥操作机械手及遥操作设备。
背景技术
遥操作机器人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。遥操作机器人是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,其主要应用于医疗、救援等领域。
遥操作机器人包括主机械手和从机械手,操纵者可通过手动操控主机械手,以使从机械手运动进行任务操作。目前,市面上的遥操作主机械手主要是用于临床医疗远程操作,其所用于控制的从机械手一般为医疗器械,针对性较强,故而结构特殊,与其他领域常用的一些机械手,比如四轴或六轴机械臂、协作机器人等类型的结构差异较大。常见的四轴或六轴等类型的机械臂,具有至少三个关节,每个关节依次串联,并具有一个旋转自由度,每个关节由独立的电机驱动,末端关节上连接执行器,执行器随各关节的运动实现移动。
比如申请号为CN201510033110.2的中国专利所公开的一种可切换式的七自由度力反馈遥操作手(参照说明书附图中图1),它包括三角形基座、设置在基座上的并联机构、作为末端关节和执行器的夹持机构、连接夹持机构与并联机构的串联机构;其中,并联机构具有并联设置的三组连杆,每组连杆由一组钢丝轮驱动机构驱动。这种结构的机械手主要作为微创手术机器人的通用主操作手,可以实施各种复杂操作,但不适用于工业等其他领域的常用机械手类型。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种遥操作机械手,旨在解决目前遥操作主机械手不适用于常见类型机械手的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出一种遥操作机械手,该遥操作机械手包括:
至少三个关节,每个关节至少具有一个旋转自由度;
若干电机,每个关节均连接有一电机;
若干减速组件,每个关节和与其连接的电机之间均设有一减速组件;以及,
转动参数检测单元,设置于每个电机和/或每个关节。
其中,遥操作机械手还包括固定座;
至少三个关节包括转台关节,转台关节包括转台转轴和转动盘,转动盘设置于固定座的上方,转台转轴竖直设置于固定座与转动盘之间,转动盘可通过转台转轴与固定座转动连接。
其中,若干电机包括转台电机,转台电机水平设置于固定座,
若干减速组件包括转台减速组件,转台电机的输出轴通过转台减速组件连接转台转轴。
其中,转台减速组件包括转台第一传动轮和转台第二传动轮,转台第一传动轮同轴设置在转台电机的输出轴上,转台第二传动轮水平设置于固定座并与固定座转动连接。
其中,转台第一传动轮与转台第二传动轮组合为锥齿轮副。
其中,转台减速组件还包括转台第三传动轮和转台第四传动轮,转台第三传动轮与转台第二传动轮同轴固定,转台第四传动轮与转台转轴同轴固定。
其中,转台第三传动轮与转台第四传动轮之间通过第一刚性绳进行传动。
其中,转台第一传动轮与转台第二传动轮的减速比为1.5:1 ~ 3:1;
转台第三传动轮与转台第四传动轮的减速比为5:1 ~ 10:1。
其中,转台转轴包括相对固定座固定的固定轴和同轴套设于固定轴上的转动轴,转动轴与转动盘固定连接,转台第四传动轮与转动轴固定连接。
其中,转动轴呈中空设置,
转动参数检测单元包括:
第一编码器,设于转动轴内;
和/或,
转动参数检测单元包括:
第二编码器,与转台电机连接。
其中,固定座包括底盘和设于底盘上方的固定架,转台电机、转台减速组件和转台转轴设于固定架上;
固定架与底盘之间形成可容纳电路板的容纳腔。
其中,至少三个关节包括大臂关节,大臂关节与转动盘转动连接;
若干电机包括大臂电机,大臂电机设置在转动盘的下方;
若干减速组件还包括大臂减速组件,大臂电机的输出轴通过大臂减速组件连接大臂关节;
遥操作机械手还包括大臂臂杆,大臂臂杆与大臂关节连接。
其中,大臂减速组件包括大臂第一传动轮和大臂第二传动轮,大臂第一传动轮同轴设置在大臂电机的输出轴上,大臂第二传动轮与大臂第一传动轮传动连接。
其中,大臂第一传动轮和大臂第二传动轮组合为齿轮副。
其中,大臂减速组件还包括大臂第三传动轮和大臂第四传动轮,大臂第三传动轮与大臂第二传动轮同轴设置,大臂第四传动轮与大臂第三传动轮传动连接。
其中,大臂第三传动轮与大臂第四传动轮之间通过第二刚性绳进行传动。
其中,转动参数检测单元包括:
第三编码器,与大臂电机连接;和/或,
第四编码器,与大臂第四传动轮连接并位于其外侧。
其中,至少三个关节还包括小臂关节,小臂关节设于大臂臂杆远离大臂关节的一端;
若干电机还包括小臂电机,小臂电机设置在转动盘的下方,
若干减速组件还包括小臂减速组件,小臂电机的输出轴通过小臂减速组件连接小臂关节;
遥操作机械手还包括小臂臂杆,小臂臂杆设于小臂关节远离大臂臂杆的一端。
其中,小臂减速组件包括小臂第一传动轮和小臂第二传动轮,小臂第一传动轮同轴设置在小臂电机的输出轴上,小臂第二传动轮与小臂第一传动轮传动连接。
其中,小臂第一传动轮和小臂第二传动轮组合为齿轮副。
其中,小臂减速组件还包括小臂第三传动轮和小臂第四传动轮,小臂第三传动轮与小臂第二传动轮同轴设置,小臂第四传动轮与小臂第三传动轮传动连接。
其中,小臂第三传动轮与小臂第四传动轮之间通过第三刚性绳进行传动。
其中,小臂减速组件还包括小臂第一转轴和小臂第二转轴;
小臂第一转轴与小臂第四传动轮同轴连接;
小臂第二转轴设置于小臂关节;
小臂第一转轴与小臂第二转轴传动连接。
其中,转动参数检测单元包括:
第五编码器,与小臂电机连接;和/或,
第六编码器,与小臂第四传动轮连接并位于其外侧。
其中,大臂电机和小臂电机分别水平设置在转动盘的相对两侧。
其中,大臂电机的输出轴与小臂电机的输出轴的朝向相反。
其中,大臂减速组件与小臂减速组件设置在转动盘的相对两侧。
其中,转动盘上构造有位于其相对两侧的第一通孔和第二通孔;
大臂第二传动轮穿设于第一通孔,大臂第二传动轮的至少一部分位于第一通孔的下方;
小臂第二传动轮穿设于第二通孔,小臂第二传动轮的至少一部分位于第二通孔的下方。
其中,大臂臂杆构造有中空的腔体;
小臂第一转轴穿设在大臂关节中,小臂第一转轴与大臂臂杆垂直;
小臂第二转轴穿设在小臂关节中,小臂第二转轴与小臂第一转轴平行;
其中,小臂第一转轴与小臂第二转轴之间通过位于腔体内的第四刚性绳进行传动。
其中,小臂第一转轴上设有小臂第五传动轮,小臂第二转轴上设有小臂第六传动轮;
其中,小臂第五传动轮与小臂第六传动轮之间通过第四刚性绳进行传动。
其中,小臂关节中还穿设有张紧轴,张紧轴与小臂第二转轴平行设置,张紧轴上套设有张紧轮。
其中,小臂关节的两相对侧壁上设有调节孔,张紧轴的两端分别穿设于两调节孔内,调节孔在垂直于小臂第二转轴和大臂臂杆的方向上具有空间供张紧轴移动。
其中,至少三个关节还包括末端第一关节,末端第一关节设于小臂臂杆远离小臂关节的一端;
末端第一关节包括安装架,安装架具有两相对设置的侧臂和连接两侧臂底端的底端连接臂;
若干电机包括末端第一电机,末端第一电机的输出轴与底端连接臂连接。
其中,至少三个关节还包括末端第二关节,末端第二关节与两侧臂转动连接;
若干电机包括末端第二电机,末端第二电机设于一侧臂上,末端第二电机的输出轴与末端第二关节传动连接。
其中,末端第二关节包括安装管和传动轴,安装管设于两个侧臂之间,传动轴位于安装管内并穿设于两个侧臂;
末端第二电机与传动轴垂直;
若干减速组件包括末端减速组件,末端减速组件包括传动配合的末端第一传动轮和末端第二传动轮,末端第一传动轮与末端第二电机的输出轴连接,末端第二传动轮同轴固定在传动轴的一端。
其中,末端第一传动轮与末端第二传动轮组合为锥齿轮副。
其中,至少三个关节还包括末端第三关节,末端第三关节设于安装管内;
若干电机包括末端第三电机,末端第三电机位于安装管内,末端第三电机的外壳与安装管连接,末端第三电机的输出轴连接末端第三关节。
其中,安装管包括交叉的第一管段和第二管段,末端第三电机同轴安装于第一管段内,传动轴位于第二管段内且与第二管段同轴;
第二管段的一端与一侧臂转动连接,第二管段的另一端与另一侧臂转动连接。
其中,第一管段内设有第一电机安装座,第一电机安装座与第一管段固定连接,末端第三电机的外壳与第一电机安装座连接。
其中,末端第三关节包括第一转接座和第一转接轴;
末端第三电机的输出轴朝向第一管段远离底端连接臂的一端,第一转接轴与末端第三电机的输出轴连接,第一转接座与第一转接轴连接。
其中,第一管段内还设有第一轴承座和第一轴承,第一轴承座套设于第一转接轴上,并与第一管段固定连接,第一轴承设于第一轴承座与第一转接轴之间。
其中,末端第一电机外套设有第三管段,第三管段远离底端连接臂的一端与小臂臂杆连接;
第三管段内设有第二电机安装座,第二电机安装座与第三管段固定连接,末端第一电机的外壳与第二电机安装座连接。
其中,末端第一关节还包括第二转接座和第二转接轴;
第二转接轴与末端第一电机的输出轴连接,第二转接座的两端分别与第二转接轴和底端连接臂连接。
其中,第三管段内还设有第二轴承座和第二轴承,第二轴承座套设于第二转接轴上,并与第三管段固定连接,第二轴承设于第二轴承座与第二转接轴之间。
其中,末端第一电机为减速电机;和/或,
末端第二电机为减速电机;和/或,
末端第三电机为减速电机。
其中,转动参数检测单元包括:
第七编码器和第八编码器,第七编码器设于末端第一电机的电机端,第八编码器设于末端第一电机的减速输出端;和/或,
转动参数检测单元包括:
第九编码器和第十编码器,第九编码器设于末端第二电机的电机端,第十编码器位于安装架的任一侧臂上,并用于检测传动轴的转动参数;和/或
转动参数检测单元包括:
第十一编码器和第十二编码器,第十一编码器设于末端第三电机的电机端,第十二编码器设于末端第三电机的减速输出端。
其中,第十编码器设于安装架的另一侧臂,另一侧臂上还设有线缆转接板。
其中,遥操作机械手还包括手柄;
手柄包括手持部和连接部,手持部与连接部相连并呈夹角设置,连接部用于与末端第三关节连接,手持部于夹角的内角侧设有第一控制键。
其中,手持部于夹角的外角侧设有若干第二控制键。
其中,夹角为钝角。
其中,手柄整体呈手枪式外形,第一控制键呈扳机状。
本发明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记载的遥操作机械手,遥操作机械手与从机械手通信连接。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果在于:
本发明的遥操作机械手至少具有三个分别具有旋转自由度的关节,每个关节分别连接电机和减速组件作为其驱动机构,每个电机和/或关节上还设有转动参数检测单元。若干关节中,至少存在一个末端关节用以安装遥操作机械手的手柄,用户通过操控手柄移动,带动每个关节旋转或摆动,转动参数检测单元检测每个关节的转动参数并传输至从机械手,以实现对从机械手的遥控操作。本发明的遥操作机械手,与常见的四轴、六轴等类型的机械手,结构差异较小,因此与从机械手的坐标转换简单,使从机械手能够更好地模拟主机械手的实际位姿,适用性更强。
附图说明
图1为现有技术中一遥操作主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结构示意图;
图3为本发明一实施例中固定座、转台关节、转台电机以及转台减速组件的结构示意图;
图4为本发明一实施例中固定座、转台转轴、转台电机以及转台减速组件的结构示意图;
图5为本发明一实施例中转台转轴的结构示意图;
图6为本发明一实施例中固定座的结构示意图;
图7为本发明一实施例中转动盘、大臂关节、大臂臂杆、大臂电机、大臂减速组件、小臂电机以及小臂减速组件的结构示意图;
图8为本发明一实施例中转动盘、大臂电机、大臂减速组件、小臂电机以及小臂减速组件的结构示意图;
图9为本发明一实施例中大臂电机以及大臂减速组件的结构示意图;
图10为本发明一实施例中小臂电机以及小臂减速组件的结构示意图;
图11为本发明一实施例中大臂关节、大臂臂杆、小臂关节以及小臂臂杆的结构示意图;
图12为本发明一实施例中大臂关节、大臂臂杆以及小臂关节的结构示意图;
图13为本发明一实施例中小臂关节的结构示意图;
图14为本发明一实施例中小臂关节的分解示意图;
图15为本发明一实施例中末端第一关节、末端第二关节、末端第三关节以及手柄的结构示意图;
图16为本发明一实施例中末端第一关节以及末端第二关节内部结构、手柄的结构示意图;
图17为本发明一实施例中末端第一关节以及末端第二关节内部结构的结构示意图;
图18为本发明一实施例中末端第一关节部分结构以及末端第二关节的纵截面示意图;
图19为本发明一实施例中末端第二关节的分解示意图;
图20为本发明一实施例中末端第一关节的纵截面示意图;
图21为本发明一实施例中末端第一关节以及末端第二关节内部结构的结构示意图;
图22为本发明一实施例中手柄的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述,显然,所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
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。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,图2为本发明一实施例中遥操作机械手的结构示意图:
在本实施例中,本发明提出一种遥操作机械手,该遥操作机械手包括:
至少三个关节1,每个关节1至少具有一个旋转自由度;
若干电机2,每个关节1均连接有一电机2;
若干减速组件3,每个关节1和与其连接的电机2之间均设有一减速组件3;以及,
转动参数检测单元4,设置于每个电机2和/或每个关节1。
本实施例中,遥操作机械手至少具有三个分别具有旋转自由度的关节1,每个关节1分别连接电机2和减速组件3作为其驱动机构,每个电机2和/或关节1上还设有转动参数检测单元4。若干关节1中,至少存在一个末端关节用以安装遥操作机械手的手柄,用户通过操控手柄移动,带动每个关节1旋转或摆动,转动参数检测单元4检测每个关节1的转动参数并传输至从机械手,以实现对从机械手的遥控操作。本发明的遥操作机械手,与常见的四轴、六轴等类型的机械手,结构差异较小,适用性强。
常见类型的机械手包括三轴机械臂,四轴机械臂,五轴机械臂,六轴机械臂,七轴机械臂,或者更高自由度的机械臂,或者一些常见类型如scara机械臂、协作机械臂、轻量级或桌面型机械臂等等。
本实施例中,遥操作机械手的至少三个关节1的旋转平面可以相互平行或者呈一定角度的交叉,比如scara机械臂,它的三个关节均在水平面上旋转,比如六轴机械臂,它的第一关节一般为水平转动,第二关节的转动平面则为竖直平面,第三关节的转动平面与第二关节的转动平面平行或垂直。本发明的遥操作机械手的至少三个关节1,可以理解为至少具有三个旋转自由度,比如至少能够与三轴机械臂适配;或者至少包括机械手的第一关节、第二关节和第三关节。
作为一种实施方式,以常见的协作机械臂为例,协作机械臂包括第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节,遥操作机械手在总体形态上与协作机械臂采用大致相同的结构,遥操作机械手包括六个关节1,六个关节1通过一基座依次串联设置,且六个关节1所对应的六个旋转自由度与协作机械臂的类似,六个关节1具体包括相对该基座在第一平面上转动的第一个关节(相当于协作机械臂的第一关节)、第二个关节(相当于协作机械臂的第二关节,其可相对第一个关节在第二平面上转动)、第三个关节(相当于协作机械臂的第三关节,其可相对第二个关节在第三平面上转动)、第四个关节(相当于协作机械臂的第四关节,其可相对第三个关节在第四平面上转动)、第五个关节(相当于协作机械臂的第五关节,其可相对第四个关节在第五平面上转动)和第六关节(相当于协作机械臂的第六关节,其可相对第五个关节在第六平面上转动)。其中,对于第一个关节至第六个关节,每一关节1分别设置有电机2和减速组件3,减速组件3在电机2和关节1之间传递运动和动力,电机2的输出轴的转动可驱动对应关节1转动,关节1的转动也可相应带动对应电机2的输出轴转动。每个电机1和/或每个关节1设置有转动参数检测单元4,在用户操控遥操作机械手的关节1作出转动动作时,通过转动参数检测单元4采集电机2的输出轴和/或关节1的转动参数,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,将遥操作机械手的关节末端的位姿转换为协作机械臂的关节末端的位姿以使协作机械臂的关节末端执行相应动作。
本发明的遥操作机械手,与常见的四轴、六轴等类型的机械手,结构差异较小,因此与从机械手的坐标转换简单,使从机械手能够更好地模拟主机械手的实际位姿,适用性更强。
参照图3,图3为本发明一实施例中固定座、转台关节、转台电机以及转台减速组件的结构示意图:
在一些实施例中,遥操作机械手还包括固定座5;
至少三个关节1包括转台关节11,转台关节11包括转台转轴111和转动盘112,转动盘112设置于固定座5的上方,转台转轴111竖直设置于固定座5与转动盘112之间,转动盘112可通过转台转轴111与固定座5转动连接。
本实施例中,固定座5作为遥操作机械手的安装基座,转台转轴111和转动盘112构成转台关节11,转台上的结构部件安装设置在转动盘112上,转台转轴111在固定座5上竖直设置,可带动转动盘112相对于固定座5水平转动;反之,转动盘112的转动,可相应带动转台转轴111转动。作为优设,转台转轴111大致位于固定座5的中心,可使固定座5的整体受力分布更加均衡,转动盘112相对固定座5转动时更加稳定,保证遥操作机械手操作的稳定性。
参照图3和图4,图4为本发明一实施例中固定座、转台转轴、转台电机以及转台减速组件的结构示意图:
在一些实施例中,若干电机2包括转台电机21,转台电机21水平设置于固定座5,若干减速组件3包括转台减速组件31,转台电机21的输出轴通过转台减速组件31连接转台转轴111。本实施例中,转台减速组,件31传递转台电机21的输出轴与转台转轴111之间的运动和动力,实现转台电机21的输出轴与转台转轴111之间的相互传动。并且,转台减速组件31还可实现减速作用,将转台电机21的输出轴的转动向转台转轴111减速传递,或将转台转轴111的转动向转台电机21的输出轴减速传递,使转台电机21的输出轴与转台转轴111之间运动传递的稳定性更好。
转台电机21在固定座5上水平设置,可共用转台转轴111所占用的竖向尺寸空间,转台电机21不增加底座的竖向尺寸,可使底座的高度大幅降低,底座重心更低,稳定性更好,提升了遥操作机械手的操作稳定性。
在一些实施例中,转台减速组件31包括转台第一传动轮311和转台第二传动轮312,转台第一传动轮311同轴设置在转台电机21的输出轴上,转台第二传动轮312水平设置于固定座5并与固定座5转动连接。本实施例中,转台第一传动轮311与转台电机21的输出轴同轴,即转台第一传动轮311的轴线水平,转台第二传动轮312水平设置,即转台第二传动轮312的轴线竖直,经转台第一传动轮311与转台第二传动轮312的传动配合,实现绕水平轴线的转动与绕竖直轴线的转动之间的运动传递。
在一些实施例中,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312组合为锥齿轮副。本实施例中,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312为两个相互啮合的锥齿轮,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312通过采用锥齿轮传动,传动稳定且工作可靠。当然,在其它的实施例中,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312还可采用其它实现相同传动功能的传动轮部件。
在一些实施例中,转台减速组件31还包括转台第三传动轮313和转台第四传动轮314,转台第三传动轮313与转台第二传动轮312同轴固定,转台第四传动轮314与转台转轴111同轴固定。本实施例中,转台第三传动轮313与转台第二传动轮312为同步转动,转台第四传动轮314与转台转轴111为同步转动,通过转台第三传动轮313与转台第四传动轮314的传动配合,以及转台第一传动轮311与转台第二传动轮312的传动配合,实现转台电机21的输出轴与转台转轴111之间的运动传递。
在一些实施例中,转台第三传动轮313与转台第四传动轮314之间通过第一刚性绳进行传动。本实施例中,转台第三传动轮313和转台第四传动轮314为两个刚性绳轮,转台第三传动轮313和转台第四传动轮314通过采用刚性绳传动,结构更简单、加工方便,且传动无噪音、无振动和冲击,传动更加平稳。
转台第三传动轮313和转台第四传动轮314的刚性绳传动方案的刚性绳设置方案为:第一刚性绳设置有两根,每根第一刚性绳的首末两段分别绕设于转台第三传动轮313与转台第四传动轮314,且首末两端分别固定于转台第三传动轮313与转台第四传动轮314;两根第一刚性绳的绕行方向相反。
本实施例以转台第四传动轮314带动转台第三传动轮313转动为例,描述刚性绳传动原理,原理如下:转台第四传动轮314朝第一方向(例如,顺时针)转动时,其中一根(称为第一根)第一刚性绳绕设到转台第四传动轮314上的长度逐渐增加,第一根第一刚性绳绕设到转台第三传动轮313上的长度逐渐减少,另一根(称为第二根)第一刚性绳绕设到转台第四传动轮314上的长度逐渐减少,第二根第一刚性绳绕设到转台第三传动轮313上的长度逐渐增加,通过第一根第一刚性绳牵引着转台第三传动轮313转动;当转台第四传动轮314朝第二方向(例如,逆时针)转动时,第二根第一刚性绳绕设到转台第四传动轮314上的长度逐渐增加,第二根第一刚性绳绕设到转台第三传动轮313上的长度逐渐减少,第一根第一刚性绳绕设到转台第四传动轮314上的长度逐渐减少,第一根第一刚性绳绕设到转台第三传动轮313上的长度逐渐增加,转台第四传动轮314通过第二根第一刚性绳牵引着转台第三传动轮313转动。同理,转台第三传动轮313带动转台第四传动轮314转动的原理与上述原理一致,只需在上述原理描述基础上将转台第三传动轮313与转台第四传动轮314调换位置即可,在此不在赘述。
本实施例通过采用上述的刚性绳设置方案,转台第三传动轮313与转台第四传动轮314之间的顺、逆时针方向的传动分别通过第一根、第二根第一刚性绳牵引,传动的精度更高,稳定性更好。
在一些实施例中,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312的减速比为1.5:1 ~3:1;
转台第三传动轮313与转台第四传动轮314的减速比为5:1 ~ 10:1。
本实施例中,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312的减速比为1.5:1 时,转台第一传动轮311转动1.5圈,转台第二传动轮312则转动1圈;转台第一传动轮311与转台第二传动轮312的减速比为3:1时,转台第一传动轮311转动3圈,转台第二传动轮312则转动1圈。作为优设,转台第一传动轮311与转台第二传动轮312的减速比采用2:1。
转台第三传动轮313与转台第四传动轮314的减速比为5:1时,转台第三传动轮313转动5圈,转台第四传动轮314则转动1圈;转台第三传动轮313与转台第四传动轮314的减速比为10:1时,转台第三传动轮313转动10圈,转台第四传动轮314则转动1圈。作为优设,转台第三传动轮313与转台第四传动轮314的减速比采用8.7:1。
转台减速组件31的转台第一传动轮311和转台第二传动轮312构成一级减速,转台减速组件31的转台第三传动轮313与转台第四传动轮314构成二级减速,转台减速组件31的减速比=一级减速的减速比×二级减速的减速比。其中,一级减速的减速比为1.5:1 ~ 3:1,二级减速的减速比为5:1 ~ 10:1,转台减速组件31的减速比为7.5:1~30:1。作为优设,转台减速组件31的减速比采用17.4:1。
参照图5,图5为本发明一实施例中转台转轴、转台第四传动轮的结构示意图:
在一些实施例中,转台转轴111包括相对固定座5固定的固定轴1111和同轴套设于固定轴1111上的转动轴1112,转动轴1112与转动盘112固定连接,转台第四传动轮314与转动轴1112固定连接。本实施例中,通过固定轴1111固定在固定座5上,转动轴1112套设在固定轴1111上并与固定轴1111转动连接,转动盘112与转动轴1112连接,实现转动盘112绕转台转轴111相对固定座5转动。通过转台第四传动轮314同轴固定在转动轴1112上,实现转动盘112与转台电机21的输出轴之间的传动。
在一些实施例中,参照图4,转动轴1112呈中空设置,转动参数检测单元4包括:
第一编码器41,设于转动轴1112内;和/或,
转动参数检测单元4包括:
第二编码器42,与转台电机21连接。
本实施例中,转动轴1112呈中空设置,其内部形成有安装腔,该安装腔沿转动轴1112的轴线方向延伸。第一编码器41安装于安装腔内,可节省安装空间,提高空间利用率,使得整体结构更加紧凑。其中,第一编码器41用于检测转台电机21的输出轴的转动参数,第二编码器42用于检测转动轴1112的转动参数。第一编码器41和第二编码器42可以是增量式编码器,也可以是绝对值编码器,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况进行设置。
参照图4和图6,图6为本发明一实施例中固定座的结构示意图:
在一些实施例中,固定座5包括底盘51和设于底盘51上方的固定架52,转台电机21、转台减速组件31和转台转轴111设于固定架52上;
固定架52与底盘51之间形成可容纳电路板的容纳腔V。
本实施例中,转台电机21、转台转轴111和转台减速组件31设置在固定架52上,在固定架52的下方形成容纳腔V,以容纳遥操作机械手的电路板,将电路板布置在固定架52的下方,使底座的整体重心更低,底座的稳定性更好。另外,底盘51还用于安装底座的外罩,底座的外罩安装到底盘51上后,与底盘51构成底座的外壳。
参照图7和图8,图7为本发明一实施例中转动盘、大臂关节、大臂臂杆、大臂电机、大臂减速组件、小臂电机以及小臂减速组件的结构示意图,图8为本发明一实施例中转动盘、大臂电机、大臂减速组件、小臂电机以及小臂减速组件的结构示意图:
在一些实施例中,至少三个关节1包括大臂关节12,大臂关节12与转动盘112转动连接;
若干电机2包括大臂电机22,大臂电机22设置在转动盘112的下方,
若干减速组件3还包括大臂减速组件32,大臂电机22的输出轴通过大臂减速组件32连接大臂关节12;
遥操作机械手还包括大臂臂杆6,大臂臂杆6与大臂关节12连接。
本实施例中,通过该大臂关节12,大臂臂杆6可以实现相对转动盘112转动,其转动所在平面可为转动盘112所在平面的垂直面。大臂减速组件32传递大臂电机22的输出轴与大臂关节12之间的运动和动力,实现大臂电机22的输出轴与大臂关节12之间的相互传动。并且,大臂减速组件32还可实现减速作用,将大臂电机22的输出轴的转动向大臂关节12减速传递,或将大臂关节12的转动向大臂电机22的输出轴减速传递,使大臂电机22的输出轴与大臂关节12之间运动传递的稳定性更好。大臂减速组件32可以为一级减速,也可以为多级减速,以用于对动力进行减速和转向,使得动力能够按照预设比例和方向进行传动。其中,大臂减速组件32可采用同步带轮传动,也可采用齿轮传动,还可采用钢丝绳轮传动,或者采用同步带轮、齿轮、钢丝绳轮进行组合传动。其中,大臂电机22可以是伺服电机,也可以是步进电机,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
参照图8,大臂电机22设置在转动盘112的下方,该下方可以直接为转动盘112的下表面,也可以是转动盘112下方能与转动盘112随动的其他结构上。通过将大臂电机22此具有一定重量的部件安装在转动盘112的下表面,大臂减速组件32与大臂电机22连接,其至少部分与大臂电机22直连的结构也同样设置于转动盘112的下表面,这样,就使得整个转台的重心得以降低,而低重心能够提高转动运行的稳定性,因而提高遥操作机械手的操作精度。
参照图7,本实施例所涉及的上下方向以遥操作机械手的使用状态为参考,使用状态下,遥操作机械手放置于桌面上。
参照图9,图9为本发明一实施例中大臂电机以及大臂减速组件的结构示意图;
在一些实施例中,大臂减速组件32包括大臂第一传动轮321和大臂第二传动轮322,大臂第一传动轮321同轴设置在大臂电机22的输出轴上,大臂第二传动轮322与大臂第一传动轮321传动连接。
本实施例中,大臂第一传动轮321和大臂第二传动轮322在大臂电机22的输出轴与大臂关节12之间传递动力,大臂第一传动轮321与大臂第二传动轮322之间可通过齿轮啮合的方式传动连接,也可通过同步带的方式传动连接,还可通过钢丝绳的方式传动连接,包括但不限于此。
在一些实施例中,大臂第一传动轮321和大臂第二传动轮322组合为齿轮副。本实施例中,大臂第一传动轮321和大臂第二传动轮322为两个齿轮,大臂第一传动轮321与大臂第二传动轮322通过采用齿轮传动,传动稳定且工作可靠。
在一些实施例中,大臂减速组件32还包括大臂第三传动轮323和大臂第四传动轮324,大臂第三传动轮323与大臂第二传动轮322同轴设置,大臂第四传动轮324与大臂第三传动轮323传动连接。
本实施例中,大臂第三传动轮323和大臂第四传动轮324在大臂电机22的输出轴与大臂关节12之间传递动力,大臂第三传动轮323与大臂第四传动轮324之间可通过齿轮啮合的方式传动连接,也可通过同步带的方式传动连接,还可通过钢丝绳的方式传动连接,包括但不限于此。
其中,大臂第三传动轮323与大臂第二传动轮322同轴设置,大臂第三传动轮323与大臂第二传动轮322之间可为一体式结构,也可为分体式结构,本领域技术人员可根据实际情况进行设计。
在一些实施例中,大臂第三传动轮323和大臂第四传动轮322之间通过第二刚性绳进行传动。本实施例中,大臂第三传动轮323和大臂第四传动轮324为两个刚性绳轮,大臂第三传动轮323和大臂第四传动轮324通过采用刚性绳传动,结构更简单、加工方便,且传动无噪音、无振动和冲击,传动更加平稳。其中,第二刚性绳于大臂第三传动轮323与大臂第四传动轮324之间的设置,可参照前述的第一刚性绳于转台第三传动轮313与转台第四传动轮314之间的设置,并且可获得与其相同的功能作用,在此不作细述。
在大臂减速组件32中,大臂第一传动轮321与大臂第二传动轮322构成大臂一级减速单元,大臂第三传动轮323与大臂第四传动轮324构成大臂二级减速单元。
在一些实施例中,参照图7和图9,转动参数检测单元4包括:
第三编码器43,与大臂电机22连接;和/或,
第四编码器44,与大臂第四传动轮324连接并位于其外侧。
本实施例中,第三编码器43用于检测大臂电机22的转动参数,第四编码器44用于检测大臂第四传动轮324的转动参数。第三编码器43和第四编码器44可以是增量式编码器,也可以是绝对值编码器,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况进行设置。
参照图7、图8、图10和图11,图10为本发明一实施例中小臂电机以及小臂减速组件的结构示意图,图11为本发明一实施例中大臂关节、大臂臂杆、小臂关节以及小臂臂杆的结构示意图:
在一些实施例中,至少三个关节1还包括小臂关节13,小臂关节13设于大臂臂杆6远离大臂关节12的一端;
若干电机2还包括小臂电机23,小臂电机23设置在转动盘112的下方,
若干减速组件3还包括小臂减速组件33,小臂电机23的输出轴通过小臂减速组件33连接小臂关节13;
遥操作机械手还包括小臂臂杆7,小臂臂杆7设于小臂关节13远离大臂臂杆6的一端。
本实施例中,通过该小臂关节13,大臂臂杆6可以实现相对小臂臂杆7转动,其转动所在平面可为小臂臂杆7转动所在平面。小臂减速组件33传递小臂电机23的输出轴与小臂关节13之间的运动和动力,实现小臂电机23的输出轴与小臂关节13之间的相互传动。并且,小臂减速组件33还可实现减速作用,将小臂电机23的输出轴的转动向小臂关节13减速传递,或将小臂关节13的转动向小臂电机23的输出轴减速传递,使小臂电机23的输出轴与小臂关节13之间运动传递的稳定性更好。小臂减速组件33可以为一级减速,也可以为多级减速,以用于对动力进行减速和转向,使得动力能够按照预设比例和方向进行传动。其中,小臂减速组件33可采用同步带轮传动,也可采用齿轮传动,还可采用钢丝绳轮传动,或者采用同步带轮、齿轮、钢丝绳轮进行组合传动。其中,小臂电机23可以是伺服电机,也可以是步进电机,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
参照图8,小臂电机23设置在转动盘112的下方,该下方可以直接为转动盘112的下表面,也可以是转动盘112下方能与转动盘112随动的其他结构上。通过将小臂电机23此具有一定重量的部件安装在转动盘112的下表面,小臂减速组件33与小臂电机23连接,其至少部分与小臂电机23直连的结构也同样设置于转动盘112的下表面,这样,就使得整个转台的重心得以降低,而低重心能够提高转动运行的稳定性,因而提高遥操作机械手的操作精度。
参照图7,本实施例所涉及的上下方向以遥操作机械手的使用状态为参考,使用状态下,遥操作机械手放置于桌面上。
在一些实施例中,参照图10,小臂减速组件33包括小臂第一传动轮331和小臂第二传动轮332,小臂第一传动轮331同轴设置在小臂电机23的输出轴上,小臂第二传动轮332与小臂第一传动轮331传动连接。
本实施例中,小臂第一传动轮331和小臂第二传动轮332在小臂电机23的输出轴与小臂关节13之间传递动力,小臂第一传动轮331与小臂第二传动轮332之间可通过齿轮啮合的方式传动连接,也可通过同步带的方式传动连接,还可通过钢丝绳的方式传动连接,包括但不限于此。
在一些实施例中,小臂第一传动轮331和小臂第二传动轮332组合为齿轮副。本实施例中,小臂第一传动轮331和小臂第二传动轮332为两个齿轮,小臂第一传动轮331与小臂第二传动轮332通过采用齿轮传动,传动稳定且工作可靠。
在一些实施例中,参照图10,小臂减速组件33还包括小臂第三传动轮333和小臂第四传动轮334,小臂第三传动轮333与小臂第二传动轮332同轴设置,小臂第四传动轮334与小臂第三传动轮333传动连接。
本实施例中,小臂第三传动轮333和小臂第四传动轮334在小臂电机23的输出轴与小臂关节13之间传递动力,小臂第三传动轮333与小臂第四传动轮334之间可通过齿轮啮合的方式传动连接,也可通过同步带的方式传动连接,还可通过钢丝绳的方式传动连接,包括但不限于此。
在小臂减速组件33中,小臂第一传动轮331与小臂第二传动轮332构成小臂一级减速单元,小臂第三传动轮333与小臂第四传动轮334构成小臂二级减速单元。
其中,小臂第三传动轮333与小臂第二传动轮332同轴设置,小臂第三传动轮333与小臂第二传动轮332之间可为一体式结构,也可为分体式结构,本领域技术人员可根据实际情况进行设计。
在一些实施例中,小臂第三传动轮333与小臂第四传动轮334之间通过第三刚性绳进行传动。本实施例中,小臂第三传动轮333和小臂第四传动轮334为两个刚性绳轮,臂第三传动轮333和小臂第四传动轮334通过采用刚性绳传动,结构更简单、加工方便,且传动无噪音、无振动和冲击,传动更加平稳。
其中,第三刚性绳于小臂第三传动轮333与小臂第四传动轮334之间的设置,可参照前述的第一刚性绳于转台第三传动轮313与转台第四传动轮314之间的设置,并且可获得与其相同的功能作用,在此不作细述。
参照图11和图12,图12为本发明一实施例中大臂关节、大臂臂杆以及小臂关节的结构示意图:
在一些实施例中,小臂减速组件33还包括小臂第一转轴121和小臂第二转轴131;
小臂第一转轴121与小臂第四传动轮334同轴连接;
小臂第二转轴131设置于小臂关节13;
小臂第一转轴121与小臂第二转轴131传动连接。
本实施例中,当小臂第四传动轮334转动时,将带动小臂第一转轴121转动,小臂第一转轴121对设置于小臂关节13的小臂第二转轴131进行传动,小臂第二转轴131转动,进而能够使得小臂关节13转动;反之,当小臂关节13转动时,将带动设置于小臂关节13的小臂第二转轴131转动,小臂第二转轴131对小臂第一转轴121进行传动,小臂第一转轴121转动,进而能够使得小臂第四传动轮334转动。其中,小臂第一转轴121与小臂第二转轴131之间可以是同速传动,比如采用同步带轮、钢丝绳轮的传动形式,也可以是减速传动,根据实际情况设置。
在一些实施例中,参照图7和图10,转动参数检测单元4包括:
第五编码器45,与小臂电机23连接;和/或,
第六编码器46,与小臂第四传动轮334连接并位于其外侧。
本实施例中,第五编码器用于检测小臂电机23的转动参数,第六编码器用于检测小臂第四传动轮334的转动参数。第五编码器和第六编码器可以是增量式编码器,也可以是绝对值编码器,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况进行设置。
参照图8,在一些实施例中,大臂电机22和小臂电机23分别水平设置在转动盘112的相对两侧。本实施例中,大臂电机22和小臂电机23分别水平设置在转动盘112的相对两侧,如此可使得转台的质量分布相对均匀,以保证转台的重心位于其中部区域,从而进一步提高遥操作机械手的稳定性。
在一些实施例中,大臂电机22的输出轴与小臂电机23的输出轴的朝向相反。
本实施例中,大臂电机22的输出轴朝向转动盘112的一侧,小臂电机23的输出轴朝向转动盘112的另一相对侧,由于大臂电机22和小臂电机23的输出轴朝向相反,因此,大臂减速组件32和小臂减速组件33的至少一部分将位于转动盘112的相对两侧。通过大臂减速组件32进行减速传动时,需在大臂电机22上设置传动轮,而通过小臂减速组件33进行减速传动时,也需在小臂电机23上设置传动轮。因此,在大臂电机22与小臂电机23的输出轴朝向相反设置时,可至少使得大臂电机22与小臂电机23的输出轴上的传动轮分别位于转动盘112的相对两侧,从而进一步保证转台质量的均匀分布,进而提高遥操作机械手的稳定性。
本实施例所涉及的大臂电机22和小臂电机23的输出轴的朝向与上述实施例所涉及的大臂电机22和小臂电机23的设置方位之间相互垂直,大臂电机22和小臂电机23分别设置在转动盘112的下表面的相对两侧(以下称之为第一相对侧),大臂电机22和小臂电机23的输出轴分别朝向转动盘112的另外两相对侧(以下称之为第二相对侧),第二相对侧与第一相对侧之间相互垂直。大臂电机22和小臂电机23设置在转动盘112的前后两侧,而大臂电机22和小臂电机23的输出轴分别朝向转动盘112的左右两侧,此处所提及的前后左右以遥操作机械手的使用状态为参考。
在一些实施例中,大臂减速组件32与小臂减速组件33设置在转动盘112的相对两侧。本实施例中,大臂减速组件32位于转动盘112的一侧,小臂减速组件33位于转动盘112的另一相对侧,由于大臂减速组件32与小臂减速组件33整体在转动盘112上呈左右对称分布,因此,可再进一步的保证转台质量的均匀分布,使得转台的重心位于其中部区域,进而提高遥操作机械手的稳定性。
本实施例所涉及的大臂减速组件32的设置方位与大臂电机22的输出轴的朝向一致,小臂减速组件33的设置方位与小臂电机23的输出轴的朝向一致,分别位于转动盘112的左右两侧。
在一些实施例中,转动盘112上构造有位于其相对两侧的第一通孔和第二通孔;
大臂第二传动轮322穿设于第一通孔,大臂第二传动轮322的至少一部分位于第一通孔的下方;
小臂第二传动轮332穿设于第二通孔,小臂第二传动轮332的至少一部分位于第二通孔的下方。
本实施例中,在转动盘112的相对两侧分别开设有第一通孔和第二通孔,大臂第二传动轮322穿设于第一通孔内,大臂第二传动轮322的一部分位于转动盘112的上表面,另一部分位于转动盘112的下表面;小臂第二传动轮332穿设于第二通孔内,小臂第二传动轮332的一部分位于转动盘112的上表面,另一部分位于转动盘112的下表面。
本实施例所涉及的大臂第二传动轮322和小臂第二传动轮332的至少一部分均位于转动盘112的下方空间,如此,可降低转动盘112结构的整体重心,提高遥操作机械手的稳定性。此外,由于本实施例所涉及的大臂第二传动轮322和小臂第二传动轮332是利用转动盘112的下方空间进行安装,并且大臂第二传动轮322和小臂第二传动轮332分别位于转动盘112的相对两侧,其对应于大臂电机22和小臂电机23的结构布置,能够使得整体结构更加紧凑。
本实施例所涉及的第一通孔和第二通孔的位置分别对应于大臂电机22和小臂电机23的输出轴的朝向,也即第一通孔和第二通孔分别位于转动盘112的左右两侧。
在一些实施例中,参照图11和图12,大臂臂杆6构造有中空的腔体I;
小臂第一转轴121穿设在大臂关节12中,小臂第一转轴121与大臂臂杆6垂直;
小臂第二转轴131穿设在小臂关节13中,小臂第二转轴131与小臂第一转轴121平行;
其中,小臂第一转轴121与小臂第二转轴131之间通过位于腔体I内的第四刚性绳进行传动。
本实施例中,大臂臂杆6的内部呈中空设置,其一端连接有大臂关节12,另一端连接有小臂关节13。小臂第一转轴121穿设安装于大臂关节12中,小臂第一转轴121与大臂臂杆6垂直,小臂第二转轴131穿设安装于小臂关节13中,小臂第一转轴121与小臂第二转轴131相互平行,小臂第一转轴121与小臂第二转轴131通过第四刚性绳传动,即小臂第四传动轮334带动小臂第一转轴121转动,小臂第一转轴121通过第四钢丝绳带动小臂第二转轴131转动,进而能够使得小臂关节13转动。其中,由于第四刚性绳位于大臂臂杆6的腔体I内,其充分利用了大臂臂杆6的内部空间,因此,将使得大小臂结构整体更加紧凑且外观更加整洁。
本实施例中,刚性绳指的是满足一定刚性要求、不容易产生弹性形变的细绳,其既能够承受一定强度的拉力,也能够进行缠绕等动作。第四刚性绳可以为钢丝绳,或其他主要由金属材质制成的绳子。从体积上来看,第四刚性绳相比同步带、齿轮传动等传动结构,占用空间小,尤其如本申请这种通过臂杆内部有限空间设置传动机构的情况下尤为适用,能够最大限度地利用空间;从传动效果的角度来看,第四刚性绳通过缠绕的方式,利用牵拉力实现两个转轴之间的传动,不管是正转还是反转,第四刚性绳都始终处于紧绷的状态,因此可有效避免类似齿轮传动或同步带传动时的回程间隙等问题,保证小臂第一转轴121与小臂第二转轴131的传动精度。
在一些实施例中,小臂第一转轴121上设有小臂第五传动轮335,小臂第二转轴131上设有小臂第六传动轮336;
其中,小臂第五传动轮335与小臂第六传动轮336之间通过第四刚性绳进行传动。
本实施例中,小臂第五传动轮335固定套设于小臂第一转轴121上,小臂第六传动轮336固定套设于小臂第二转轴131上。在受到外力操作时,小臂第二转轴131将发生转动,而由于小臂第六传动轮336固定于小臂第二转轴131上,因此,小臂第六传动轮336将跟随小臂第二转轴131转动。当小臂第六传动轮336转动时,通过第四刚性绳的牵引使得小臂第五传动轮335同步转动,而由于小臂第五传动轮335固定于小臂第一转轴121上,因此,小臂第一转轴121将跟随小臂第五传动轮335转动。
其中,第四刚性绳设置有两根;每根第四刚性绳的首末两段分别绕设于小臂第五传动轮335与小臂第六传动轮336,且首末两端分别固定于小臂第五传动轮335与小臂第六传动轮336;两根第四刚性绳的绕行方向相反。作为优设,第四刚性绳可采用钢丝绳,此仅为示例性的,而非限制性的。
参照图11、图13和图14,图13为本发明一实施例中小臂关节的结构示意图,图14为本发明一实施例中小臂关节的分解示意图:
在一些实施例中,小臂关节13中还穿设有张紧轴132,张紧轴132与小臂第二转轴131平行设置,张紧轴132上套设有张紧轮337。
本实施例中,在小臂关节13中设置有张紧轴132和张紧轮337,以通过张紧轮337张紧第四刚性绳,加强第四刚性绳的张紧程度。张紧轴132穿设于小臂关节13内,其两端分别与小臂关节13的两侧壁固定连接,而张紧轮337可通过轴承实现与张紧轴132的转动连接。张紧轴132与小臂第二转轴131平行设置,并且张紧轴132与小臂第二转轴131上下错位,两者之间具有一定的间距,第四刚性绳位于张紧轴132与小臂第二转轴131之间。
在一些实施例中,小臂关节13的两相对侧壁上设有调节孔133,张紧轴132的两端分别穿设于两调节孔133内,调节孔133在垂直于小臂第二转轴131和大臂臂杆6的方向上具有空间供张紧轴132移动。
本实施例中,为使得第四刚性绳的松紧度可调,在小臂关节13的两相对侧壁上设置有调节孔133,该调节孔133为腰形孔,张紧轴132可在调节孔133内移动,以通过调节张紧轴132的安装位置,实现对于第四刚性绳的松紧度调节。当第四刚性绳松弛时,可将张紧轴132朝靠近小臂第二转轴131的方向推动,直至第四刚性绳被张紧轮337张紧至较为合适的松紧度;而当第四刚性绳过于紧绷时,可将张紧轴132朝远离小臂第二转轴131的方向推动,直至第四刚性绳被张紧轮337张紧至较为合适的松紧度。
作为优设,小臂关节13的两相对侧壁上还设有螺纹孔,螺纹孔的轴线垂直于小臂第二转轴131和大臂臂杆6,并与调节孔贯通;螺纹孔内穿设有紧固件,紧固件与小臂第二转轴131抵接。其中,张紧轴132通过螺纹孔和紧固件固定,螺纹孔设置在小臂关节13的两相对侧壁上,并且螺纹孔的轴线垂直小臂第二转轴131,该螺纹孔与调节孔贯通。在调节第四刚性绳的松紧度时,将紧固件拧入于螺纹孔中,紧固件朝内的一端将与张紧轴132抵接,从而将张紧轴132固定于调节孔内。
参照图15和图16,图15为本发明一实施例中末端第一关节、末端第二关节以及手柄的结构示意图,图16为本发明一实施例中末端第一关节以及末端第二关节内部结构、手柄的结构示意图:
在一些实施例中,至少三个关节1还包括末端第一关节14,末端第一关节14设于小臂臂杆7远离小臂关节13的一端;
末端第一关节14包括安装架141,安装架141具有两相对设置的侧臂1411和连接两侧臂1411底端的底端连接臂1412;
若干电机2包括末端第一电机24,末端第一电机24的输出轴与底端连接臂1412连接。
本实施例中,小臂臂杆7远离小臂关节13的一端还设有末端第一关节14,末端第一关节14可相对小臂臂杆7转动。末端第一关节14的安装架141由两侧臂1411和底端连接臂1412构成,两侧臂1411相对设置并通过底端连接臂1412连接,呈“U”字型结构;其中,安装架141可为一体成型结构或由多个部件可拆卸连接组成,根据实际情况设置。末端第一电机24与底端连接臂1412连接,即末端第一电机24的输出轴转动,可带动安装架141转动,也即带动末端第一关节14转动;反之,安装架141的转动,也可带动末端第一电机24的输出轴转动。其中,该末端第一电机24可安装于小臂关节13上,并相对小臂关节13固定。
在一些实施例中,至少三个关节1还包括末端第二关节15,末端第二关节15与两侧臂1411转动连接;
若干电机2包括末端第二电机25,末端第二电机25设于一侧臂1411上,末端第二电机25的输出轴与末端第二关节15传动连接。
本实施例中,基于前述的末端第一关节14,还设有末端第二关节15,末端第二关节15与两侧臂1411转动连接,末端第二关节15可相对安装架141转动;其中,末端第二关节15可处于两侧臂1411之间,并连接两侧臂1411的相对内侧面;或末端第二关节15呈“U”字型结构,不处于两侧臂1411之间,连接两侧臂1411互相背离的外侧面;以上仅为示例性的,末端第二关节15的结构可根据实际需求设置。末端第二电机25的输出轴与末端第二关节15传动连接,即末端第二电机25的输出轴转动,可带动末端第二关节15转动;反之,末端第二关节15的转动,也可带动末端第二电机25的输出轴转动。其中, 该末端第二电机25安装于安装架141的两侧臂1411其中之一上,可根据实际情况设置。
参照图16、图17、图18和图19,图17为本发明一实施例中末端第一关节以及末端第二关节内部结构的结构示意图,图18为本发明一实施例中末端第一关节部分结构以及末端第二关节的纵截面示意图,图19为本发明一实施例中末端第二关节的爆炸图:
在一些实施例中,末端第二关节15包括安装管151和传动轴152,安装管151设于两个侧臂1411之间,传动轴152位于安装管151内并穿设于两个侧臂1411;
末端第二电机25与传动轴152垂直;
若干减速组件3包括末端减速组件34,末端减速组件34包括传动配合的末端第一传动轮341和末端第二传动轮342,末端第一传动轮341与末端第二电机25的输出轴连接,末端第二传动轮342同轴固定在传动轴152的一端。
本实施例中,末端第二关节15通过传动轴152与两侧臂1411进行转动连接,以可相对安装架141转动。具体地,传动轴152位于安装管151内,安装管151的两端分别与两个侧臂1411对接,传动轴152的两端分别对应穿入两个侧臂1411,并可采用轴承与侧臂1411连接。末端第二电机25的输出轴通过末端减速组件34与传动轴152传递运动和动力,末端减速组件34由末端第一传动轮341和末端第二传动轮342组成,末端第一传动轮341与末端第二传动轮342之间可通过齿轮啮合的方式传动配合,包括但不限于此。其中,末端第二电机25垂直传动轴152设置,使末端第二电机25更贴近安装架141的侧臂1411设置,使末端第二电机25与侧臂1411共用更多的尺寸,相较于末端第二电机25立在侧臂1411上安装而言,进一步合理的提升了结构整体的紧凑性。
在一些实施例中,末端第一传动轮341与末端第二传动轮342组合为锥齿轮副。本实施例中,末端第一传动轮341和末端第二传动轮342为两个相互啮合的锥齿轮,末端第一传动轮341与末端第二传动轮342通过采用锥齿轮传动,传动更加稳定。当然,在其它的实施例中,末端第一传动轮341与末端第二传动轮342还可采用其它实现相同传动功能的传动轮部件。
在一些实施例中,至少三个关节1还包括末端第三关节16,末端第三关节16设于安装管151内;
若干电机2包括末端第三电机26,末端第三电机26位于安装管151内,末端第三电机26的外壳与安装管151连接,末端第三电机26的输出轴连接末端第三关节16。
本实施例中,基于前述的末端第一关节14和末端第二关节15,还设有末端第三关节16。其中,末端第三电机26均位于安装管151内,末端第三电机26的外壳与安装管151连接,故末端第三电机26相对于安装管151固定。末端第三关节16设于安装管151内,末端第三电机26的输出轴连接末端第三关节16,即末端第三电机26的输出轴转动,可带动末端第三关节16转动;反之,末端第三关节16的转动,也可带动末端第三电机26的输出轴转动。
参照图18和图19,在一些实施例中,安装管151包括交叉的第一管段1511和第二管段1512,末端第三电机26同轴安装于第一管段1511内,传动轴152位于第二管段1512内且与第二管段1512同轴;
第二管段1512的一端与一侧臂1411转动连接,第二管段1512的另一端与另一侧臂1411转动连接。
本实施例中,安装管151的外形构造根据末端第三电机26与传动轴152的结构设置进行设计,整体呈十字型结构,包括交叉的第一管段1511和第二管段1512,在第一管段1511设置末端第三电机26,在第二管段1512设置传动轴152,并且通过第二管段1512的两端分别与两侧臂1411转动连接,结构紧凑、节省空间,并还可减少安装管151的制造成本。
在一些实施例中,第一管段1511内设有第一电机安装座153,第一电机安装座153与第一管段1511固定连接,末端第三电机26的外壳与第一电机安装座153连接。本实施例中,末端第三电机26通过第一电机安装座153固定安装在第一管段1511内。该第一电机安装座153可为中间开孔的圆盖形结构,末端第三电机26的输出轴穿过第一电机安装座153,第一电机安装座153固定连接在末端第三电机26的外壳靠近其输出轴的一端。其中,末端第三电机26与第一电机安装座153、第一电机安装座153与第一管段1511之间可采用螺钉连接,拆装简单且连接稳固。
在一些实施例中,末端第三关节16包括第一转接座161和第一转接轴162;
末端第三电机26的输出轴朝向第一管段1511远离底端连接臂1412的一端,第一转接轴162与末端第三电机26的输出轴连接,第一转接座161与第一转接轴162连接。
本实施例中,末端第三电机26的输出轴通过与末端第三关节16的第一转接轴162连接,而与第一转接座161连接,末端第三关节16的第一转接座161可用于连接下一个关节,以进一步增加关节结构,当然,还可连接其它部件,对此不作限制。
在一些实施例中,第一管段1511内还设有第一轴承座163和第一轴承,第一轴承座163套设于第一转接轴162上,并与第一管段1511固定连接,第一轴承设于第一轴承座163与第一转接轴162之间。
本实施例中,通过所设第一轴承座163和第一轴承,以支撑第一转接轴162的转动,使末端第三电机26与末端第三关节16之间的传动更加稳定。作为优设,第一轴承座163与第一电机安装座161固定连接,并可采用螺钉的连接方式。
参照图16和图17,在一些实施例中,末端第一电机24外套设有第三管段142,第三管段142远离底端连接臂1412的一端与小臂臂杆7连接;
第三管段142内设有第二电机安装座143,第二电机安装座143与第三管段142固定连接,末端第一电机24的外壳与第二电机安装座143连接。
本实施例中,末端第一电机24通过第二电机安装座143与第三管段142连接,进而通过第三管段142与小臂臂杆7连接。作为优设,小臂臂杆7为中空结构,末端第一电机24以及第三管段142插装于小臂臂杆7内,以使结构紧凑。该第二电机安装座143可为中间开孔的圆盖形结构,末端第一电机24的输出轴穿过第二电机安装座143,第二电机安装座143固定连接在末端第一电机24的外壳靠近其输出轴的一端。其中,末端第一电机24与第二电机安装座143、第二电机安装座143与第三管段142、第三管段142与小臂臂杆7之间可采用螺钉连接,拆装简单且连接稳固。
参照图17和图20,图20为本发明一实施例中末端第一关节的纵截面示意图:
在一些实施例中,末端第一关节14还包括第二转接座144和第二转接轴145;
第二转接轴145与末端第一电机24的输出轴连接,第二转接座144的两端分别与第二转接轴145和底端连接臂1412连接。
本实施例中,末端第一电机24的输出轴通过与末端第一关节14的第二转接轴145连接,而与第二转接座144连接,末端第一关节14的第二转接座145与其安装架141的底端连接臂1412连接,进而实现末端第一电机24的输出轴与末端第一关节14的连接。
在一些实施例中,第三管段142内还设有第二轴承座146和第二轴承,第二轴承座146套设于第二转接轴145上,并与第三管段142固定连接,第二轴承设于第二轴承座146与第二转接轴145之间。
本实施例中,通过所设第二轴承座146和第二轴承,以支撑第二转接轴145的转动,使末端第一电机24与末端第一关节14之间的传动更加稳定。作为优设,第二轴承安装座146与第二电机安装座143固定连接,并可采用螺钉的连接方式。
在一些实施例中,末端第一电机24为减速电机;和/或,
末端第二电机25为减速电机;和/或,
末端第三电机26为减速电机。
本实施例中,末端第一电机24和/或末端第二电机25和/或末端第三电机26通过采用减速电机,使用简单、传动精度高,并有利于提高结构紧凑性。
参照图21,图21为本发明一实施例中末端第一关节以及末端第二关节内部结构的结构示意图:
在一些实施例中,转动参数检测单元4包括:
第七编码器47和第八编码器48,第七编码器47设于末端第一电机24的电机端,第八编码器48设于末端第一电机24的减速输出端;和/或,
转动参数检测单元4包括:
第九编码器49和第十编码器410,第九编码器49设于末端第二电机25的电机端,第十编码器410位于安装架141的任一侧臂1411上,并用于检测传动轴152的转动参数;和/或,
转动参数检测单元4包括:
第十一编码器411和第十二编码器412,第十一编码器411设于末端第三电机26的电机端,第十二编码器412设于末端第三电机26的减速输出端。
本实施例中,通过在电机的电机端和减速输出端分别设置编码器,以共同确定电机输出的转动参数,转动参数的确定更加精准。其中,所涉及的编码器可以是增量式编码器,也可以是绝对值编码器,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况进行设置。
在一些实施例中,第十编码器410设于安装架141的另一侧臂1411,另一侧臂1411上还设有线缆转接板。本实施例中,线缆转接板用于连接安装架141上的线缆,其可接入多个分线束并接出总线束,实现合并走线以减少走线数量。末端第二电机25安装在安装架141的一侧臂1411,第十编码器和第三线缆转接板安装安装架141的另一侧臂1411,使安装架141的两侧臂1411上的部件占用空间分布均衡,减少空间浪费,提升空间利用率,整体结构更紧凑。
参照图16和图22,图22为本发明一实施例中手柄的结构示意图:
在一些实施例中,遥操作机械手还包括手柄8,手柄8与末端第三关节16连接;
手柄8包括手持部81和连接部82,手持部81与连接部82相连并呈夹角设置,连接部82用于与末端第三关节16连接,手持部81于夹角的内角侧设有第一控制键83。
本实施例中,手柄8为遥操作机械手的操作部件,以作为供用户操控的一端,与末端第三关节16连接,能够在用户的操控动作下运动。手柄8由手持部81和连接部82组成,手持部81与连接部82相连并呈夹角设置。其中,手持部81和连接部82可为一体成型,或可拆卸连接等构造形式;并且连接部82和手持部81的结构外形可呈圆筒状、长方体状等,根据实际情况设置,对此不作限定。手持部81与连接部82相连所形成的夹角,其角度大小可根据实际情况设置,如90°、120°、150°不等。在本手柄8中,连接部82用于与末端第三关节16连接,该手持部81用于供操纵者持握。
其中,第一控制键83的使用功能,可根据实际需求设定。比如关节复位,通过按下第一控制键83并手动操控遥操作机械手的关节运动回到初始位置处,而遥操作从机械手仍处于原位,不跟随遥操作机械手的动作运动。当然,第一控制键83的此使用功能仅为示例性的,并非限制性的。第一控制键83的设置数量包括但不仅限于一个,可为相邻设置的两个或多个,相应的,功能也可相应增加,并且第一控制键83可为按钮或其它结构形式。第一控制键83位于手持部81于夹角的内角侧,操纵者可单手持握手持部81并进行按键操作。
本实施例的手柄8通过连接部82与遥操作机械手的末端关节连接,操纵者可持握与连接部82呈夹角设置的手持部81以带动遥操作机械手进行动作;并且,可操作手持部81于夹角的内角侧所设的第一控制键83以控制遥操作机械手,方便操纵者手持使用。
在一些实施例中,手持部81于夹角的外角侧设有若干第二控制键84。本实施例中,该第二控制键84的使用功能,可根据实际需求设定。比如关节锁定,多个第二控制键84对应用于控制遥操作机械手的多个关节,通过按下第二控制键84,与之对应的关节则被锁定而不能转动。此关节锁定功能,可避免所需运动的关节在做出动作时,其它无需运动关节也在运动而出现误动作,有助于提升控制动作的精准性,方便操纵者操控使用。当然,第二控制键84此使用功能仅为示例性的,并非限制性的。其中,第二控制键84的按键可采用按钮的结构形式。第二控制键84的数量根据实际情况设置,如图所示,第二控制键84设置5个,包括但不限于此。
在一些实施例中,夹角为钝角。本实施例中,通过将手持部81与连接部82之间的夹角设置为钝角,以使手持部81具有较佳的手持角度,符合人体工程学设计,适于操纵者持握,有助于提升操控舒适性。其中,该钝角的角度优选120°。
在一些实施例中,手柄8整体呈手枪式外形,第一控制键83呈扳机状。本实施例中,手柄8整体呈手枪式外形,连接部82相当于手枪的枪管,手持部81相当于手枪的握把座,第一控制键83相当于扳机;除可给操纵者提供舒适的持握感、具有实用性以外,作为遥操作机械手的手柄8,外形造型新颖独特,具有较强的使用辨识度,有助于提升操纵者使用体验。
作为优设,若干第二控制键84上分别设置有按键标识。本实施例中,5个第二控制键84上分别设置按键标识A、B、C、D、E,以便操纵者识别使用。当然,按键标识除字母以外,还可为其它样式,如文字或图形等。
本发明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实施例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信连接。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 (49)
1.一种遥操作机械手,其特征在于,包括:
至少三个关节,每个所述关节至少具有一个旋转自由度;
若干电机,每个所述关节均连接有一所述电机;
若干减速组件,每个所述关节和与其连接的所述电机之间均设有一所述减速组件;以及,
转动参数检测单元,设置于每个所述电机和/或每个所述关节;
还包括固定座;所述至少三个关节包括转台关节,所述转台关节包括转台转轴和转动盘,所述转动盘设置于所述固定座的上方,所述转台转轴竖直设置于所述固定座与所述转动盘之间,所述转动盘可通过所述转台转轴与所述固定座转动连接,所述转台转轴包括相对所述固定座固定的固定轴和同轴套设于所述固定轴上的转动轴,所述转动轴与所述转动盘固定连接,所述转台转轴可带动所述转动盘相对于所述固定座水平转动;
所述转动轴呈中空设置,
所述转动参数检测单元包括:第一编码器,设于所述转动轴内;
和/或,所述转动参数检测单元包括:第二编码器,与转台电机连接;
所述至少三个关节包括大臂关节,所述大臂关节与所述转动盘转动连接;所述若干电机包括大臂电机,所述大臂电机设置在所述转动盘的底部;所述遥操作机械手还包括大臂臂杆,所述大臂臂杆与所述大臂关节连接;
所述至少三个关节还包括小臂关节,所述小臂关节设于所述大臂臂杆远离所述大臂关节的一端;所述若干电机还包括小臂电机,所述小臂电机设置在所述转动盘的底部;
所述大臂电机和所述小臂电机分别水平设置在所述转动盘的相对两侧。
2.根据权利要求1所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述若干电机包括转台电机,所述转台电机水平设置于所述固定座,
所述若干减速组件包括转台减速组件,所述转台电机的输出轴通过所述转台减速组件连接所述转台转轴。
3.根据权利要求2所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转台减速组件包括转台第一传动轮和转台第二传动轮,所述转台第一传动轮同轴设置在所述转台电机的输出轴上,所述转台第二传动轮水平设置于所述固定座并与所述固定座转动连接。
4.根据权利要求3所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转台第一传动轮与所述转台第二传动轮组合为锥齿轮副。
5.根据权利要求3所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转台减速组件还包括转台第三传动轮和转台第四传动轮,所述转台第三传动轮与所述转台第二传动轮同轴固定,所述转台第四传动轮与所述转台转轴同轴固定。
6.根据权利要求5所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转台第三传动轮与所述转台第四传动轮之间通过第一刚性绳进行传动。
7.根据权利要求5所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转台第一传动轮与所述转台第二传动轮的减速比为1.5:1~3:1;
所述转台第三传动轮与所述转台第四传动轮的减速比为5:1~10:1。
8.根据权利要求5所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转台第四传动轮与所述转动轴固定连接。
9.根据权利要求2所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述固定座包括底盘和设于所述底盘上方的固定架,所述转台电机、所述转台减速组件和所述转台转轴设于所述固定架上;
所述固定架与所述底盘之间形成可容纳电路板的容纳腔。
10.根据权利要求1所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述若干减速组件还包括大臂减速组件,所述大臂电机的输出轴通过所述大臂减速组件连接所述大臂关节。
11.根据权利要求10所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂减速组件包括大臂第一传动轮和大臂第二传动轮,所述大臂第一传动轮同轴设置在所述大臂电机的输出轴上,所述大臂第二传动轮与所述大臂第一传动轮传动连接。
12.根据权利要求11所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂第一传动轮和所述大臂第二传动轮组合为齿轮副。
13.根据权利要求11所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂减速组件还包括大臂第三传动轮和大臂第四传动轮,所述大臂第三传动轮与所述大臂第二传动轮同轴设置,所述大臂第四传动轮与所述大臂第三传动轮传动连接。
14.根据权利要求13所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂第三传动轮与所述大臂第四传动轮之间通过第二刚性绳进行传动。
15.根据权利要求13所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转动参数检测单元包括:
第三编码器,与所述大臂电机连接;和/或,
第四编码器,与所述大臂第四传动轮连接并位于其外侧。
16.根据权利要求11所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述若干减速组件还包括小臂减速组件,所述小臂电机的输出轴通过所述小臂减速组件连接所述小臂关节;
所述遥操作机械手还包括小臂臂杆,所述小臂臂杆设于所述小臂关节远离所述大臂臂杆的一端。
17.根据权利要求16所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂减速组件包括小臂第一传动轮和小臂第二传动轮,所述小臂第一传动轮同轴设置在所述小臂电机的输出轴上,所述小臂第二传动轮与所述小臂第一传动轮传动连接。
18.根据权利要求17所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂第一传动轮和所述小臂第二传动轮组合为齿轮副。
19.根据权利要求17所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂减速组件还包括小臂第三传动轮和小臂第四传动轮,所述小臂第三传动轮与所述小臂第二传动轮同轴设置,所述小臂第四传动轮与所述小臂第三传动轮传动连接。
20.根据权利要求19所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂第三传动轮与所述小臂第四传动轮之间通过第三刚性绳进行传动。
21.根据权利要求19所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂减速组件还包括小臂第一转轴和小臂第二转轴;
所述小臂第一转轴与所述小臂第四传动轮同轴连接;
所述小臂第二转轴设置于所述小臂关节;
所述小臂第一转轴与所述小臂第二转轴传动连接。
22.根据权利要求19所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转动参数检测单元包括:
第五编码器,与所述小臂电机连接;和/或,
第六编码器,与所述小臂第四传动轮连接并位于其外侧。
23.根据权利要求1所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂电机的输出轴与所述小臂电机的输出轴的朝向相反。
24.根据权利要求16所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂减速组件与所述小臂减速组件设置在所述转动盘的相对两侧。
25.根据权利要求17所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转动盘上构造有位于其相对两侧的第一通孔和第二通孔;
所述大臂第二传动轮穿设于所述第一通孔,所述大臂第二传动轮的至少一部分位于所述第一通孔的下方;
所述小臂第二传动轮穿设于所述第二通孔,所述小臂第二传动轮的至少一部分位于所述第二通孔的下方。
26.根据权利要求21所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述大臂臂杆构造有中空的腔体;
所述小臂第一转轴穿设在所述大臂关节中,所述小臂第一转轴与所述大臂臂杆垂直;
所述小臂第二转轴穿设在所述小臂关节中,所述小臂第二转轴与所述小臂第一转轴平行;
其中,所述小臂第一转轴与所述小臂第二转轴之间通过位于所述腔体内的第四刚性绳进行传动。
27.根据权利要求26所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂第一转轴上设有小臂第五传动轮,所述小臂第二转轴上设有小臂第六传动轮;
其中,所述小臂第五传动轮与所述小臂第六传动轮之间通过所述第四刚性绳进行传动。
28.根据权利要求27所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂关节中还穿设有张紧轴,所述张紧轴与所述小臂第二转轴平行设置,所述张紧轴上套设有张紧轮。
29.根据权利要求28所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述小臂关节的两相对侧壁上设有调节孔,所述张紧轴的两端分别穿设于两所述调节孔内,所述调节孔在垂直于所述小臂第二转轴和所述大臂臂杆的方向上具有空间供所述张紧轴移动。
30.根据权利要求16所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述至少三个关节还包括末端第一关节,所述末端第一关节设于所述小臂臂杆远离所述小臂关节的一端;
所述末端第一关节包括安装架,所述安装架具有两相对设置的侧臂和连接两所述侧臂底端的底端连接臂;
所述若干电机包括末端第一电机,所述末端第一电机的输出轴与所述底端连接臂连接。
31.根据权利要求30所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述至少三个关节还包括末端第二关节,所述末端第二关节与两所述侧臂转动连接;
所述若干电机包括末端第二电机,所述末端第二电机设于一所述侧臂上,所述末端第二电机的输出轴与所述末端第二关节传动连接。
32.根据权利要求31所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述末端第二关节包括安装管和传动轴,所述安装管设于两个所述侧臂之间,所述传动轴位于所述安装管内并穿设于两个所述侧臂;
所述末端第二电机与所述传动轴垂直;
所述若干减速组件包括末端减速组件,所述末端减速组件包括传动配合的末端第一传动轮和末端第二传动轮,所述末端第一传动轮与所述末端第二电机的输出轴连接,所述末端第二传动轮同轴固定在所述传动轴的一端。
33.根据权利要求32所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述末端第一传动轮与所述末端第二传动轮组合为锥齿轮副。
34.根据权利要求32所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述至少三个关节还包括末端第三关节,所述末端第三关节设于所述安装管内;
所述若干电机包括末端第三电机,所述末端第三电机位于所述安装管内,所述末端第三电机的外壳与所述安装管连接,所述末端第三电机的输出轴连接所述末端第三关节。
35.根据权利要求34所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述安装管包括交叉的第一管段和第二管段,所述末端第三电机同轴安装于所述第一管段内,所述传动轴位于所述第二管段内且与所述第二管段同轴;
所述第二管段的一端与一所述侧臂转动连接,所述第二管段的另一端与另一所述侧臂转动连接。
36.根据权利要求35所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述第一管段内设有第一电机安装座,所述第一电机安装座与所述第一管段固定连接,所述末端第三电机的外壳与所述第一电机安装座连接。
37.根据权利要求36所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述末端第三关节包括第一转接座和第一转接轴;
所述末端第三电机的输出轴朝向所述第一管段远离所述底端连接臂的一端,所述第一转接轴与所述末端第三电机的输出轴连接,所述第一转接座与所述第一转接轴连接。
38.根据权利要求37所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述第一管段内还设有第一轴承座和第一轴承,所述第一轴承座套设于所述第一转接轴上,并与所述第一管段固定连接,所述第一轴承设于所述第一轴承座与所述第一转接轴之间。
39.根据权利要求30所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述末端第一电机外套设有第三管段,所述第三管段远离所述底端连接臂的一端与所述小臂臂杆连接;
所述第三管段内设有第二电机安装座,所述第二电机安装座与所述第三管段固定连接,所述末端第一电机的外壳与所述第二电机安装座连接。
40.根据权利要求39所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述末端第一关节还包括第二转接座和第二转接轴;
所述第二转接轴与所述末端第一电机的输出轴连接,所述第二转接座的两端分别与所述第二转接轴和所述底端连接臂连接。
41.根据权利要求40所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述第三管段内还设有第二轴承座和第二轴承,所述第二轴承座套设于所述第二转接轴上,并与所述第三管段固定连接,所述第二轴承设于所述第二轴承座与所述第二转接轴之间。
42.根据权利要求34至38中任一项所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述末端第一电机为减速电机;和/或,
所述末端第二电机为减速电机;和/或,
所述末端第三电机为减速电机。
43.根据权利要求42所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述转动参数检测单元包括:
第七编码器和第八编码器,所述第七编码器设于所述末端第一电机的电机端,所述第八编码器设于所述末端第一电机的减速输出端;和/或,
所述转动参数检测单元包括:
第九编码器和第十编码器,所述第九编码器设于所述末端第二电机的电机端,所述第十编码器位于所述安装架的任一所述侧臂上,并用于检测所述传动轴的转动参数;和/或,
所述转动参数检测单元包括:
第十一编码器和第十二编码器,所述第十一编码器设于所述末端第三电机的电机端,所述第十二编码器设于所述末端第三电机的减速输出端。
44.根据权利要求43所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述第十编码器设于所述安装架的另一所述侧臂,另一所述侧臂上还设有线缆转接板。
45.根据权利要求34所述的遥操作机械手,其特征在于,还包括手柄;
所述手柄包括手持部和连接部,所述手持部与所述连接部相连并呈夹角设置,所述连接部用于与所述末端第三关节连接,所述手持部于所述夹角的内角侧设有第一控制键。
46.根据权利要求45所述的遥操作机械手,其特征在于,所述手持部于所述夹角的外角侧设有若干第二控制键。
47.根据权利要求45所述的遥操作机械手,其特征在于,所述夹角为钝角。
48.根据权利要求45或46或47所述的遥操作机械手,其特征在于,
所述手柄整体呈手枪式外形,所述第一控制键呈扳机状。
49.一种遥操作系统,其特征在于,包括从机械手和如权利要求1-48任一项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信连接。
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