CN115302075A - 一种机械臂内激光自由传输的机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光传输技术领域，具体公开了一种机械臂内激光自由传输的机械臂，机械臂包括机械臂本体及设置在机械臂本体内的激光反射机构，机械臂本体上设置有激光入射孔、激光出射孔和至少一个旋转关节；激光反射机构设置在旋转关节处，用于将从激光入射孔射入的激光反射至激光出射孔外，且激光传输过程中关节发生旋转时，激光反射机构能向关节旋转方向相反的方向旋转，使激光仍能从激光入射孔经由激光反射机构射向激光出射孔。本发明能够实现机械臂作业时，激光能在机械臂内部自由传输，传输路径不受机械臂结构变化的影响。

Description

一种机械臂内激光自由传输的机械臂

技术领域

本发明属于激光传输技术领域，更具体地，涉及一种机械臂内激光自由传输的机械臂。

背景技术

由于激光有空间控制性和时间控制性很好的优点，利用激光进行加工时，加工对象的形状、尺寸、材质及加工场所几乎没有限制，非常适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术二者相结合可构成高效自动化加工设备，已经成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的生产前景。

但是目前的机械臂激光加工设备大多使用光纤对激光进行传输，光纤对不同波长和功率激光的传输有很强的局限性，限制了激光加工产业的进一步的发展，尤其是在多机械臂协同工作的场景下，光纤尾巴的存在可能会干涉协同工作机械臂的正常工作，对工业生产的效率产生负面影响。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种机械臂内激光自由传输的机械臂，来解决利用光纤传输激光时光纤会与机械臂发生干涉，影响生产效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种机械臂内激光自由传输的机械臂，所述机械臂包括机械臂本体及设置在机械臂本体内的激光反射机构，所述机械臂本体上设置有激光入射孔、激光出射孔和至少一个旋转关节；所述激光反射机构设置在所述旋转关节处，用于将从激光入射孔射入的激光反射至激光出射孔外，且激光传输过程中旋转关节发生旋转时，所述激光反射机构能向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度，使激光仍能从激光入射孔经由激光反射机构N从激光出射孔传出。

优选的，所述机械臂包括机械臂基座，以及设置在所述机械臂基座上的连杆装置：

所述激光反射机构包括激光反射机构A、激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D,所述激光反射机构A设置在所述机械臂基座的内底面上，所述激光入射孔设置在所述机械臂基座上；

所述连杆装置为中空，且其包括依次连接的连杆a、连杆b、连杆c和连杆d，且所述连杆a还与所述机械臂基座连接，各连杆两两连接处均为可旋转关节，各关节内部依次设置有所述激光反射机构B、所述激光反射机构C和所述激光反射机构D，所述连杆d上设置有激光出射孔；

所述激光反射机构A用于将从激光入射孔射入的激光传输到所述激光反射机构B上，所述激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D用于依次传输入射激光，使激光从激光出射孔射出，且当任意关节旋转时，对应关节内的激光反射机构向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度。

优选的，所述机械臂基座能相对于所述连杆a旋转，且所述激光反射机构A能向其旋转方向的反方向同时自动旋转相同角度。

优选的，所述激光反射机构A包括第一动力机构、第一电机支架和第一反射面，其中：

所述第一动力机构固定于所述机械臂基座底面上，用于带动机械臂基座旋转，其上部固定有所述第一电机支架；

优选的，所述激光反射机构B包括第三动力机构、第二反射面和第三反射面，其中：

所述第三动力机构固定在所在关节处的所述连杆a的内侧面上，且所述第三动力机构上固定有所述第二反射面；

所述第三反射面固定于所在关节处的所述连杆b的内侧面上；

所述第三动力机构用于带动所述连杆b相对于所述连杆a旋转；所述第二反射面用于将所述激光反射机构N传输的激光反射至所述第三反射面上，所述第三反射面用于将接收的激光反射至所述激光反射机构C上；

当所述连杆b相对于所述连杆a旋转时，所述第二反射面在所述连杆a上固定不动，所述第三反射面随所述连杆b旋转，所述第三反射面仍能将所述第二反射面反射出的激光反射至所述激光反射机构C上；优选的，所述第三动力机构包括同轴设置的第二电机和第二减速器。

优选的，所述激光反射机构C包括第四动力机构、第四反射面和第五反射面，其中：

所述第四动力机构固定于所在关节处的所述连杆c的内侧面上，且所述第四动力机构上设置有所述第四反射面；

所述第五反射面固定于所在关节处的所述连杆b的内侧面上；

所述第四动力机构用于带动所述连杆c相对于所述连杆b旋转；所述第五反射面用于将所述激光反射机构B反射出的激光反射至所述第四反射面，所述第四反射面用于将所述第五反射面反射出的激光传输至所述激光反射机构D；

所述连杆c相对于所述连杆b旋转时，所述第五反射面在所述连杆b上固定不动，所述第四反射面随所述连杆c旋转，所述第四反射面仍能将第五反射面反射出的激光反射至所述激光反射机构D上。

优选的，所述第四动力机构包括同轴设置的第三电机和第三减速器。

优选的，所述激光反射机构D包括第五动力机构、第六动力机构、第二电机支架和第六反射面，其中：

所述第五动力机构一端固定于所述连杆d的内底面上，另一端上设置有所述第二电机支架；

所述第二电机支架与所述连杆c相连，且所述第二电机支架内部固定有与所述第五动力机构同轴连接的第六动力机构；

所述第六反射面设置于所述第六动力机构上；

所述第五动力机构用于带动所述连杆d旋转，所述第六动力机构用于带动所述第六反射面向与连杆d相反的方向旋转，将入射激光从激光出射口传出；优选的，所述第六动力机构包括同轴设置的第五电机和第五减速器。

优选的，所述第五动力机构包括同轴设置的第四电机和第四减速器，所述第四电机固定于所述连杆d内底面上，所述第四减速器上设置有所述第二电机支架。

优选的，所述连杆b的两端设置有夹持结构，所述夹持结构用于分别夹持所述连杆a和所述连杆c。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，主要具备以下优点：

1、本发明将机械臂设计为多自由度的机械臂，机械臂本体及设置在机械臂本体内的激光反射机构，机械臂本体上设置有激光入射孔、激光出射孔和至少一个旋转关节；激光反射机构设置在旋转关节处，用于将从激光入射孔射入的激光反射至激光出射孔外，且激光传输过程中旋转关节发生旋转时，激光反射机构能向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度，使激光在机械臂内的传输路径不发生变化。

2、本发明的机械臂本体包括基座和中空连杆装置，中空连杆装置至少包括4个依次连接的连杆，这样与机械臂基座相连后可以形成三自由度的机械臂。此外，各连杆两两连接处均为可旋转关节，各个关节内均设置有激光反射机构，机械臂的一个连杆相对于另一个连杆旋转时，对应关节处的激光反射机构也能适应性旋转，来保证机械臂内的激光传输路径不变。本发明还通过将机械臂基座设计为能够相对于该连杆旋转，使得机械臂多了一个自由度，且当机械臂基座在其内部的第一动力机构带动下旋转时，机械臂基座内设置的激光反射机构能够在其第二动力机构的带动下同时向该机械臂基座旋转方向的反方向旋转相同的角度，从而保证从激光入射孔入射的激光传输路径不变，不会因为机械臂关节旋转，导致激光传输路径发生变化。

3、本发明提供的机械臂通过合理设置连杆结构，使得各连杆的旋转方向均不同，如连杆a相对于机械臂基座、连杆d相对于连杆c均可绕连杆绕竖直方向水平旋转，连杆b相对于连杆a的旋转轴为水平方向，相对于连杆b也绕二者的连接处轴线旋转，使得机械臂的运动路径多样化，能够适用于多种加工环境和实现多种操作。且连杆b包括两个连杆单元，连杆a的一端和连杆c的一端被两个连接单元两端夹持，夹持处为可旋转关节，关节内侧面上设置有保证关节旋转时激光传输路线不变的激光反射机构。由于近年来激光加工技术已被广泛应用于工业、信息、医学、军事等领域，与此同时，工业机械臂在全球范围内的需求迅速增长，而本发明的机械臂则由于能够实现在机械臂内部的激光自由传输，使其在激光加工领域以及机械臂应用领域有着非常广阔的应用前景。

4、本发明提供的机械臂，与传统的利用外挂光纤传输激光的机械臂相比，利用机械臂内置反射面来传输激光，成本更低，对于传输激光的种类和功率的限制更小，并且在机械臂协同控制领域由于没有光纤尾部拖拽的干扰，降低了不同机械臂之间相互干涉的可能性。同时，在激光的种类和功率需求能适配不同的行业，例如工业、信息、医学、军事等领域，适用的场景更加宽泛。

5、本发明的激光反射机构的动力提供装置为同轴设置的电机和减速器，能够使反射面或其他需运动的结构以合理的速度运动，能够避免电机转速过快发热使得反射面温度也升高，影响反射面性能。此外，在利用机械臂实际工业生产的过程中，由于成本限制或作业灵活度和精度的要求，不同行业对机械臂自由度的需求不同，本发明还可以与其他各种自由度的机械臂相结合，从而能够很好地满足不同行业实际生产的需求。

附图说明

图1是本发明实施例的一种机械臂内激光自由传输的机械臂整体结构示意图；

图2是本发明实施例的机械臂内部结构剖视示意图；

图3是本发明实施例的机械臂关节旋转时其内部光束传输路径示意图。

图中：1-机械臂基座、11-激光入射孔、12-第一电机支架、13-第一反射面、14-第一电机、15-第一减速器、2-连杆a、21-第三动力机构、22-第二反射面、23-第三反射面、3-连杆b、31-第四动力机构、32-第四反射面、33-第五反射面、34-连杆a单元、35-连杆b单元、4-连杆c、41-第二电机支架、42-第六反射面、43-第六动力机构、44-第四电机、45-第四减速器、5-连杆d、6-激光出射口。

具体实施方式

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

实施例1

本实施例提供一种机械臂内激光自由传输的机械臂，机械臂包括机械臂本体及设置在机械臂本体内的激光反射机构，机械臂本体上设置有激光入射孔11、激光出射孔6和至少一个旋转关节；激光反射机构设置在旋转关节处，用于将从激光入射孔11射入的激光反射至激光出射孔6外，且激光传输过程中旋转关节发生旋转时，激光反射机构能向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度，使激光在机械臂内的传输路径不发生变化。

作为优选的，结合图1和图2所示，前述机械臂本体包括机械臂基座1，以及设置在机械臂基座1上的多自由度连杆装置，激光反射机构包括激光反射机构A、激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D：机械臂基座1上还设置有激光入射孔11；机械臂基座1底部设置有激光反射机构A。连杆装置为中空，如图1所示，其由下至上包括依次连接的连杆a2、连杆b3、连杆c4和连杆d5；优选的，连杆a2的一端设置于机械臂基座1上；连杆b3包括左右对称的连杆a单元34和连杆b单元35，两个连杆单元的两端之间分别形成夹持结构，夹持结构中夹持有连杆a2和连杆c4，且两个连接单元中部连接于一体；连杆d5一端封闭，另一端与连杆c4的激光入射端口连接。各连杆两两连接处均通过销钉、螺钉等固定方式固定，使连接处成为可旋转关节，各关节内部从下至上依次设置有激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D，连杆d5上设置有激光出射孔6；

激光反射机构A用于将从激光入射孔11射入的激光传输到激光反射机构B上，激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D用于在机械臂内依次传输入射激光，使激光从激光出射孔6射出，且当任意关节旋转时，对应关节内的激光反射机构向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度，使激光传输路线不变。

作为优选的，机械臂基座1能相对于连杆a2进行360°旋转，且其旋转时，激光反射机构A能够自动向其旋转方向的反方向同时旋转相同的角度，使激光入射孔11入射的激光经由激光反射机构A仍能从激光出射孔传输出。

作为优选的，激光反射机构A包括第一动力机构、第一电机支架12、第二动力机构和第一反射面13，其中：

第一动力机构固定于机械臂基座1底面上，用于带动机械臂基座1水平旋转，旋转角度任意；第一动力机构上部固定有第一电机支架12，第一电机支架12为中空结构，其内部固定有与第一动力机构同轴连接的第二动力机构；第一反射面13固定于第一电机支架12上部，并与第二动力机构连接；第二动力结构能够带动第一反射面13向与机械臂基座1相反的旋转方向旋转相同的角度，确保机械臂基座旋转时，激光传输路径仍为从激光入射孔射入并经由激光反射机构向激光出射孔射出。

优选的，第一动力机构包括由下至上同轴设置的第一电机14和第一减速器15，第一减速器15用于控制第一电机14的速度不会过快。

优选的，激光反射机构B包括第三动力机构21、第二反射面22和第三反射面23，其中：第三动力机构21固定在所在关节处的连杆a2的内侧面上，且第三动力机构21上固定有第二反射面22；第三反射面23固定于所在关节处的连杆b3的内侧面上，且其与第二反射面的相对，能实现光线反射传输；第三动力机构21用于带动连杆b3相对于连杆a2旋转；第二反射面22用于将激光反射机构N传输的激光反射至第三反射面23上，第三反射面23用于将接收的激光反射至激光反射机构C上；当连杆b3旋转时，第二反射面22在连杆a2上固定不动，第三反射面23随连杆b3旋转，第三反射面23仍能将第二反射面22反射出的激光反射至激光反射机构C上；优选的，第三动力机构包括同轴设置的第二电机和第二减速器。

优选的，激光反射机构C包括第四动力机构31、第四反射面32和第五反射面33，其中：第四动力机构31固定于所在关节处的连杆c4的内侧面上，且第四动力机构31上设置有第四反射面32；第五反射面33固定于所在关节处的连杆b3的内侧面上；第四动力机构31用于带动连杆c4相对于连杆b3旋转；第五反射面33用于将激光反射机构B反射出的激光反射至第四反射面32，第四反射面32用于将第五反射面33反射出的激光传输至激光反射机构D；

连杆c4相对于连杆b3旋转时，第五反射面33在连杆b3上固定不动，第四反射面32随连杆c4旋转，第四反射面32仍能将第五反射面33反射出的激光反射至激光反射机构D上；

作为优选的，激光反射机构D包括第五动力机构、第六动力机构43、第二电机支架41和第六反射面42，其中：第五动力机构包括同轴设置的第四电机44和第四减速器45，第四电机44固定于连杆d5内底面上，第四减速器45上设置有第二电机支架41；第二电机支架41通过螺丝固定于连杆c4的一端上，且第二电机支架41内部固定有与第五动力机构同轴连接的第六动力机构43；第六反射面42固定于第六动力机构43上；第五动力机构用于带动连杆d旋转任意角度，第六动力机构43用于带动第六反射面42向与连杆d相反的方向旋转相同的角度，并将从第四激光反射面32反射出的激光再次反射并从激光出射口6传出；优选的，第六动力机构包括同轴设置的第五电机和第五减速器。前述提到的反射面均为可反射光线的镜面结构，如反射镜、单面带有涂层的反射玻璃等。

实施例2

本实施例提供一种机械臂内激光自由传输的机械臂，参考图1和图2，机械臂包括机械臂基座1，以及设置在机械臂基座1上的连杆装置，机械臂基座1内底面通过螺栓固定设置有激光反射机构N，机械臂基座1的侧壁上还开设有激光入射孔11。连杆装置为中空，且竖直设置在机械臂基座1上，其包括通过螺栓依次连接的连杆a2、连杆b3、连杆c4和连杆d5，连杆a2一端通过螺栓固定在机械臂基座1上面，连杆d5一端与连杆c4通过螺栓连接，另一端的端部封闭。

各连杆的两两连接处均通过螺栓或定位销等固定件连接成可旋转关节，连杆a2和连杆b3、连杆b3和连杆c4之间的关节旋转方向为在竖直方向翻转，连杆c4和连杆d5、连杆a2和机械臂基座1之间的关节旋转轴线则与前述关节的翻转轴线垂直，即在水平面上绕竖直方向的轴线约在360°的范围内旋转。且各关节内部从下至上依次设置有激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D，连杆d5上设置有激光出射孔6。

激光反射机构N用于将从激光入射孔11射入的激光传输到所述激光反射机构B上，激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D用于依次反射传输激光，使激光最终从激光出射孔6水平射出，且当任意关节旋转时，对应关节内的激光反射机构会向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度，使激光在机械臂内的传输路径不变。

上述激光反射机构N包括第一动力机构、第一电机支架12、第二动力机构和第一反射面13，第一反射面13与竖直方向呈45°夹角设置。第一动力机构固定于机械臂基座1底面上，用于带动机械臂基座1旋转，其上部固定有第一电机支架12；第一电机支架12内部固定有与第一动力机构同轴连接的第二动力机构，第一反射面13固定于第一电机支架12上部中心，并与第二动力机构连接，第一反射面13还朝向机械臂基座1上的激光入射口11。

当机械臂基座1在第一动力机构的带动下旋转15°，第二动力机构则同时带动第一反射面13向与机械臂基座1相反的方向旋转15°，这样的话，入射激光仍然能够水平射向第一反射面13，并在其反射下变为竖直光线。上述第一动力机构和第二动力结构均包括一个电机和一个减速器，能防止电机转速过快，温度升高，影响反射面性能。

激光反射机构B包括由同轴设置的第二电机和第二减速器组成的第三动力机构21、第二反射面22和第三反射面23，其中：第三动力机构21同轴固定在所在旋转关节的一个内侧面中心上，该中心处在连杆a2的内侧面上，且第三动力机构21端面中心上同轴设置有第二反射面22，第二反射面22与水平面呈45°夹角，且能使得第一反射面13反射来的竖直激光变为水平激光正好射向第三反射面23。第三动力机构21包括同轴设置的第二电机和第二减速器。

第三反射面23固定于所在关节侧面中心，该侧面中心位于与前述连杆a2的侧面相对的连杆b3的侧面上，且第三反射面23与所在连杆b3的侧面呈45°夹角，并与第二反射面22相对，即朝向相反，从而能够将第二反射面22反射后的水平激光变为竖直激光。

当连杆b3在第二电机的带动下相对于连杆a2转动一定角度时，即连杆a和连杆b连接处关节旋转时，能同时带动第三反射面23一体旋转相同角度。此时，第二反射面22固定在连杆a2上不会转动，从而保证第二反射面22仍能将第一反射面13传输的竖直激光反射为水平激光传输至第三反射面23上，第三反射面与第五反射面33的相对位置未发生变化，也使得激光传输路径不发生变化。

激光反射机构C包括第四动力机构31、第四反射面32和第五反射面33，其中：第四动力机构包括同轴设置的第三电机和第三减速器，电机固定于所在关节中心处的连杆c4的一个内侧面上，其轴线垂直于关节内侧面，该电机带动连杆c4转动；减速器与该电机同轴设置，用于减速，减速器端面中心上同轴设置有第四反射面32，第四反射面32的与减速器端面呈45°夹角，其朝向与第二反射面22的朝向相反；第五反射面33固定于所在关节中心处的连杆b3的内侧面上，且其与第三反射面23朝向相反，与关节内侧面的夹角呈45°。第五反射面33能够将第三反射面23出射的竖直光线变为水平光线，射向第四反射面32；第四动力机构包括同轴设置的一个电机和一个减速器，用于带动第五反射面33旋转，第四反射面32用于将第三反射面23反射的激光传输至激光反射机构D。

当连杆c4在第四动力结构的带动下相对于连杆b3旋转时，第四反射面32跟随连杆c4同步转动，第五反射面33在所在关节中心处的连杆b3的内侧面上固定不动，使得第三反射面23反射的激光仍然能经由第五反射面33反射至第四反射面32上，再经由第四反射面32反射至激光反射机构D上。

激光反射机构D包括第五动力机构、第六动力机构43、第二电机支架41和第六反射面42，其中：第五动力机构包括同轴设置在连杆d端面内的第四电机44和第四减速器45，第四电机44通过螺丝固定于连杆d5端面内，第四减速器45上设置有第二电机支架41；第二电机支架41与连杆c4的一端相连，且第二电机支架41内部固定有与第四动力机构同轴连接的第六动力机构43，第六动力结构43包含同轴连接的第五电机和第五减速器；第六反射面42固定于第五减速器端面上，且其反射面与水平方向呈45°夹角，并能够将第四反射面33反射出的竖直激光光线变成水平光线，从激光出射口6射出。

当第五动力机构用于带动连杆d在水平面上旋转任意角度，如20°时，第六动力机构43同时带动第六反射面42向与第五连杆相反的方向旋转相同的角度，从而确保将入射激光仍然从激光出射口6传出。

上述实施例中提供的机械臂内部光束传输路径不变的原理为：参照图3，本工作原理适用于多轴机械臂，不限于前述任一实施例提供的4关节形式，可以为更多关节或更少关节的机械臂。激光光束在机械臂内部传输，由于机械臂由若干节连杆相连(图中n表示组成机械臂的连杆的数量)，连杆两两相连处为旋转关节，在机械臂的各个关节处设置电机与反射面，光束从连杆Z_n-1处射入,当该处关节旋转时，会带动设置在该关节处的电机一同转动，为了不改变光束传输路径，此时，该处的电机会向关节相反方向转动，带动与其输出轴连接的反射面，向该关节旋转方向相反的方向旋转相同的角度，使得反射面回到关节旋转前的位置，从而总是能够将光束从连杆Z_n-1依次反射传输到连杆Z_n和Z_n+1处，并最终从出射处反射传出。

基于上述原理，本发明机械臂的激光传输方法为：激光从机械臂基座的激光入射孔射入至其中的第一反射面上，第一反射面将入射激光反射到第二关节处的第二反射面上，第二反射面则将激光反射到与其设置在同一关节内对向面上的第三反射面上，第三反射面再将激光反射到与其同侧设置在第三关节内的第五反射面上，第五反射面则将激光反射到与其平齐设置在所在关节内对向面上的第四反射面上，第四反射面再将激光反射至与其在竖直方向平齐，并设置在第四关节处的第六反射面上，第六反射面将激光从连杆d上的激光出射孔射出。机械臂作业过程中激光在机械臂内传输，当作业时机械臂的四个关节中任一一个关节旋转一定角度，如机械臂基座相对于连杆a旋转15°时，相当于第一关节旋转15°，由于激光反射机构A设置在机械臂基座内，其会跟随机械臂基座一同旋转，与此同时，激光反射机构A中设置在电机上的反射面在电机和减速器的带动下,向机械臂基座旋转的相反方向旋转相同的角度，能够将反射面转回关节旋转前其所在的位置，从而保证激光传输路线不变。其他关节旋转时，对应的反射面也会同时进行旋转，以保证激光整体传输路径不变。

上述实施例中提供的机械臂，可以适用于各种激光加工机器人，通过控制机器人的电脑程序或其他编程软件来控制和实时操控机械臂作业，从而实现对车、船、飞机等大型物体表面以及其他三维复杂表面的扫描作业，大幅降低人工成本。

上述实施例提到的多自由度机械臂，还可以在每个关节处设置位置传感器来实现位置信息的闭环控制反馈，以实现运动机构的精确控制。

上述实施例中的连杆可以替换为其他任何能够实现激光在其内部传输的机械臂模块。且上述多自由度机械臂，还可以通过增加更多的连杆来增加机械臂的自由度，并在每个新增连杆与已有连杆的连接关节内设置能实现与上述实施例中的激光反射结构相同功能的激光反射结构，以确保激光传输路径不变。

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 (10)

1.一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述机械臂包括机械臂本体及设置在机械臂本体内的激光反射机构，所述机械臂本体上设置有激光入射孔(11)、激光出射孔(6)和可旋转关节；所述激光反射机构设置在所述关节处，用于将从激光入射孔(11)射入的激光传输至激光出射孔(6)外，且激光传输过程中所述关节发生旋转时，所述激光反射机构能向关节旋转方向相反的方向旋转，使激光在机械臂内仍能从激光入射孔(11)经由所述激光反射机构传输至激光出射孔(6)。

2.如权利要求1所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述机械臂本体包括机械臂基座(1)，以及设置在所述机械臂基座(1)上的连杆装置：

所述激光反射机构包括激光反射机构A、激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D,所述激光反射机构A设置在所述机械臂基座(1)的内底面上，所述激光入射孔(11)设置在所述机械臂基座(1)上；

所述连杆装置为中空，且其包括依次连接的连杆a(2)、连杆b(3)、连杆c(4)和连杆d(5)，且所述连杆a(2)还与所述机械臂基座(1)连接，各连杆两两连接处均为可旋转关节，各关节内部依次设置有所述激光反射机构B、所述激光反射机构C和所述激光反射机构D，所述连杆d(5)上设置有激光出射孔(6)；

所述激光反射机构A用于将从激光入射孔(11)射入的激光传输到所述激光反射机构B上，所述激光反射机构B、激光反射机构C和激光反射机构D用于依次传输入射激光，使激光从激光出射孔(6)射出，且当任意关节旋转时，对应关节内的激光反射机构向该关节旋转的反方向自动旋转相同角度。

3.如权利要求2所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述机械臂基座(1)能相对于所述连杆a(2)旋转，且所述激光反射机构A能向所述机械臂基座(1)旋转方向的反方向同时自动旋转相同角度。

4.如权利要求2所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述激光反射机构A包括第一动力机构、第一电机支架(12)和第一反射面(13)，其中：

所述第一动力机构固定于所述机械臂基座(1)底面上，用于带动机械臂基座(1)旋转，其上部固定有所述第一电机支架(12)；

所述第一电机支架(12)内部固定有与所述第一动力机构同轴连接的第二动力机构，所述第一反射面(13)固定于所述第一电机支架(12)上部，并与所述第二动力机构连接；

所述第二动力机构用于带动所述第一反射面(13)向与所述机械臂基座(1)旋转的相反方向同时旋转相同的角度。

5.如权利要求4所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述第一动力机构包括由下至上同轴设置的第一电机(14)和第一减速器(15)。

6.如权利要求2-5任一所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述激光反射机构B包括第三动力机构(21)、第二反射面(22)和第三反射面(23)，其中：

所述第三动力机构(21)固定在所在关节处的所述连杆a(2)上，且所述第三动力机构(21)上固定有所述第二反射面(22)；

所述第三反射面(23)固定于所在关节处的所述连杆b(3)的内侧面上；

所述第三动力机构(21)用于带动所述连杆b(3)相对于所述连杆a(2)旋转；所述第二反射面(22)用于将所述激光反射机构A传输的激光反射至所述第三反射面(23)上，所述第三反射面(23)用于将接收的激光反射至所述激光反射机构C上；

当所述连杆b(3)相对于所述连杆a(2)旋转时，所述第二反射面(22)在所述连杆a(2)上固定不动，所述第三反射面(23)随所述连杆b(3)旋转，所述第三反射面(23)仍能将所述第二反射面(22)反射出的激光反射至所述激光反射机构C上；优选的，所述第三动力机构(21)包括同轴设置的第二电机和第二减速器。

7.如权利要求2-6任一所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述激光反射机构C包括第四动力机构(31)、第四反射面(32)和第五反射面(33)，其中：

所述第四动力机构(31)固定于所在关节处的所述连杆c(4)的内侧面上，且所述第四动力机构(31)上设置有所述第四反射面(32)；

所述第五反射面(33)固定于所在关节处的所述连杆b(3)的内侧面上；

所述第四动力机构(31)用于带动所述连杆c(4)相对于所述连杆b(3)旋转；所述第五反射面(33)用于将所述激光反射机构B反射出的激光反射至所述第四反射面(32)，所述第四反射面(32)用于将所述第五反射面(33)反射出的激光传输至所述激光反射机构D；

当所述连杆c(4)相对于所述连杆b(3)旋转时，所述第五反射面(33)在所述连杆b(3)上固定不动，所述第四反射面(32)随所述连杆c(4)旋转，所述第四反射面(32)仍能将第五反射面(33)反射出的激光反射至所述激光反射机构D上；

优选的，所述第四动力机构(31)包括同轴设置的第三电机和第三减速器。

8.如权利要求7所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述激光反射机构D包括第五动力机构、第六动力机构(43)、第二电机支架(41)和第六反射面(42)，其中：

所述第五动力机构一端固定于所述连杆d(5)的内底面上，另一端上设置有所述第二电机支架(41)；

所述第二电机支架(41)与所述连杆c(4)相连，且所述第二电机支架(41)内部固定有与所述第五动力机构同轴连接的第六动力机构(43)；

所述第六反射面(42)设置于所述第六动力机构(43)上；

所述第四动力机构用于带动所述连杆d旋转，所述第六动力机构(43)用于带动所述第六反射面(42)向与连杆d相反的方向旋转，将入射激光从激光出射口(6)传出；优选的，所述第六动力机构(43)包括同轴设置的第五电机和第五减速器。

9.如权利要求8所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述第五动力机构包括同轴设置的第四电机(44)和第四减速器(45)，所述第四电机(44)固定于所述连杆d(5)内底面上，所述第四减速器(45)上设置有所述第二电机支架(41)。

10.如权利要求2-9任一所述的一种机械臂内激光自由传输的机械臂，其特征在于，所述连杆b(3)的两端设置有夹持结构，所述夹持结构用于分别夹持所述连杆a(2)和所述连杆c(4)。

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