CN207858883U - 一种机器人仿人形手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人仿人形手臂，包括与机器人肩部连接的大臂、小臂和连接于小臂上的手指，在大臂与肩部之间分别设有可调节大臂前后摆动角度的第一调节机构和可调节大臂左右摆动角度的第二调节机构；第一调节机构包括与肩部相连的第一连接部、安装于第一连接部上的第一串口舵机和与该第一串口舵机的输出端连接的第一串口舵盘，第二调节机构包括第二连接部、安装于第二连接部上的第二串口舵机和与该第二串口舵机的输出端连接的第二串口舵盘，第一连接部与所述的肩部活动连接，且与第二连接部固定相连，第一串口舵盘与肩部固定相连。本实用新型可实现5个自由度的动作，具有结构紧凑、摆动精度高、成本低，拆装维护方便的优点。

Description

一种机器人仿人形手臂

技术领域

本实用新型涉及机器人配件技术领域，更具体地说，它涉及一种机器人仿人形手臂。

背景技术

机器人是一种仿真人的机器，具备人的大部分功能，如手臂的摆动、旋转等。目前，市场上出现了各种各样的机器人，但是现有的机器人，其手臂的连接结构灵活性不佳，导致无法精准的转向客户，并且，其驱动结构相对笨重，给机器人的运动带来很大不便，其手臂也容易因过度摇摆造成结构性伤害，从而降低了其使用寿命，同时，现有机器人的手臂连接结构还存在体积大，重量大，自由度少，动作协调性差，运动精度低、使用性能较差，不利于拆装维护等一系列缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种机器人仿人形手臂，可实现5个自由度的动作，具有结构紧凑、摆动精度高、体积小、重量轻、成本低，拆装维护方便的优点。

本实用新型的技术方案是这样的：一种机器人仿人形手臂，包括与机器人肩部连接的大臂、与大臂连接的小臂和连接于小臂上的手指，所述的大臂与肩部之间分别设有可调节所述大臂前后摆动角度的第一调节机构和可调节所述大臂左右摆动角度的第二调节机构；所述的第一调节机构包括与所述肩部相连的第一连接部、安装于第一连接部上的第一串口舵机和与该第一串口舵机的输出端连接的第一串口舵盘，所述的第二调节机构包括第二连接部、安装于第二连接部上的第二串口舵机和与该第二串口舵机的输出端连接的第二串口舵盘，所述的第一连接部与所述的肩部活动连接，且与所述的第二连接部固定相连，所述的第一串口舵盘与所述的肩部固定相连，所述的第二连接部与所述的大臂活动相连，所述的第二串口舵盘与所述的大臂固定相连，所述第一串口舵盘的轴心线与所述第二串口舵盘的轴心线相垂直。

作为进一步地改进，所述的大臂与所述的小臂之间还分别设有可调节所述小臂上下摆动角度的第三调节机构和可调节所述小臂旋转角度的第四调节机构，所述的小臂内靠近所述手指的一端设有调节所述手指弯曲角度的第五调节机构。

进一步地，所述的第三调节机构包括第三连接部、安装于第三连接部上的第三串口舵机和与该第三串口舵机的输出端连接的第三串口舵盘；所述的第四调节机构包括第四连接部、安装于第四连接部上的第四串口舵机和与该第四串口舵机连接的第四串口舵盘。

进一步地，所述的第三连接部与所述的大臂固定连接，且与所述的第四连接部活动连接，所述的第三串口舵盘与所述的第四连接部固定连接。

进一步地，所述的第四连接部与所述的小臂活动连接，所述的第四串口舵盘与所述的小臂固定连接。

进一步地，所述的第五调节机构包括位于靠近所述手指一端的小臂内的多个第五串口舵机和多个第五串口舵盘，所述第五串口舵机的数量与所述第五串口舵盘的数量相一致。

进一步地，所述第五串口舵盘的数量与所述手指的数量一一对应，且所述的第五串口舵盘联动所述的手指。

进一步地，所述的第一连接部一端设有与所述肩部活动连接的第一连接环，所述的第二连接部一端设有与所述大臂相连的螺纹连接部。

进一步地，所述的第三连接部一端设有与所述大臂相连的连接盘，所述的第四连接部一端设有与所述小臂活动连接的连接套环，相应的，所述的小臂一端设有与所述连接套环相适配的卡合部。

进一步地，所述第三串口舵盘的轴心线与所述第四串口舵盘的轴心线相垂直。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点为：

1、本实用新型的机器人手臂结构，能够使手臂的大臂前后、左右灵活摆动、使小臂上下摆动、自由旋转，使手指自由完全，可实现5个自由度的动作，达到高度仿真人手臂关节活动的目的，并且，通过各个部位的调节机构，能够有效将各个部位摆动或旋转到指定位置，避免过度摆动或旋转给机器人带来结构损害，具有结构紧凑、摆动精度高、体积小、重量轻、成本低，拆装维护方便的优点，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为第一调节机构的局部剖面结构放大示意图；

图3为第二调节机构的局部剖面结构放大示意图；

图4为第一调节机构和第二调节机构装配后的局部剖面结构放大示意图；

图5为第三调节机构的局部剖面结构放大示意图；

图6为第三调节机构和第四调节机构装配后的局部剖面结构放大示意图；

图7为小臂和手指装配后的局部剖面结构放大示意图。

其中：1-大臂、2-小臂、3-手指、4-第一调节机构、5-第二调节机构、6- 第三调节机构、7-第四调节机构、8-第五调节机构、9-第一连接环、10-螺纹连接部、11-连接盘、12-连接套环、13-卡合部、14-肩部、4a-第一连接部、4b- 第一串口舵机、4c-第一串口舵盘、5a-第二连接部、5b-第二串口舵机、5c-第二串口舵盘、6a-第三连接部、6b-第三串口舵机、6c-第三串口舵盘、7a-第四连接部、7b-第四串口舵机、7c-第四串口舵盘、8a-第五串口舵机、8b-第五串口舵盘。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明，其中，说明书中的方位与图中的前、后、左、右、上、下方相一致。

参阅图1-7，本实用新型的一种机器人仿人形手臂，包括与机器人肩部14 连接的大臂1、与大臂1连接的小臂2和连接于小臂2上的手指3，在大臂1与肩部14之间分别设有可调节大臂1前后摆动角度的第一调节机构4和可调节大臂1左右摆动角度的第二调节机构5；其中，第一调节机构4包括与肩部14相连的第一连接部4a、安装于第一连接部4a上的第一串口舵机4b和与该第一串口舵机4b的输出端连接的第一串口舵盘4c，第二调节机构5包括第二连接部 5a、安装于第二连接部5a上的第二串口舵机5b和与该第二串口舵机5b的输出端连接的第二串口舵盘5c，在实际装配时，第一连接部4a与肩部14活动连接，二者可相对转动，且第一连接部4a与第二连接部5a固定相连，第一串口舵盘 4c与肩部14固定相连，第二连接部5a与大臂1活动相连，第二串口舵盘5c与大臂1固定相连，并且，第一串口舵盘4c的轴心线与第二串口舵盘5c的轴心线相垂直，工作时，第一串口舵机4b带动第一串口舵盘4c转动，大臂1随着第一串口舵机4b转动，从而实现大臂1在前后方向的摆动，第二串口舵机5b带动第二串口舵盘5c转动，大臂1随着第二串口舵盘5c转动，从而实现大臂在左右方向的摆动。

具体的，在大臂1与小臂2之间还分别设有可调节小臂2上下摆动角度的第三调节机构6和可调节小臂2旋转角度的第四调节机构7，在小臂2内靠近手指3的一端设有调节手指3弯曲角度的第五调节机构8；其中，第三调节机构6 包括第三连接部6a、安装于第三连接部6a上的第三串口舵机6b和与该第三串口舵机6b的输出端连接的第三串口舵盘6c；第四调节机构7包括第四连接部 7a、安装于第四连接部7a上的第四串口舵机7b和与该第四串口舵机7b连接的第四串口舵盘7c；第三连接部6a与大臂1固定连接，且与第四连接部7a活动连接，第三连接部6a与第四连接部7a之间可相对上下摆动，第三串口舵盘6c 与第四连接部7a固定连接，且第三串口舵盘6c的轴心线与第四串口舵盘7c的轴心线相垂直，工作时，第三串口舵机6b带动第三串口舵盘6c转动，进而带动第四连接部7a转动，从而实现小臂2在上下方向的摆动；第四连接部7a与小臂2活动连接，二者可相对转动，第四串口舵盘7c与小臂2固定连接，工作时，第四串口舵机7b带动第四串口舵盘7c转动，从而实现小臂2自由转动。

第五调节机构8包括位于靠近手指3一端的小臂2内的多个第五串口舵机 8a和多个第五串口舵盘8b，第五串口舵机8a的数量与第五串口舵盘8b的数量相一致，第五串口舵盘8b的数量与手指3的数量一一对应，即每个第五串口舵机8a、第五串口舵盘8b与每个手指3一一对应，每个第五串口舵盘8b之间通过连接块联动，且第五串口舵盘8b联动手指3，确保手指3弯曲的同步性，每个手指3分别由对应的第五串口舵盘8b带动，其中，每个手指3均由首指节、中指节和末指节构成，每个指节之间由连接轴铰接相连，第五串口舵盘8b联动每个指节，从而实现手指3的自由弯曲。

在第一连接部4a一端设有与肩部14活动连接的第一连接环9，该第一连接环9活动插接在肩部14上，确保二者相对转动，第二连接部5a一端设有与大臂1相连的螺纹连接部10，相应的，在大臂1的一端设有与该螺纹连接部10相对应的螺纹孔，螺纹连接，便于拆装；第三连接部6a一端设有与大臂1相连的连接盘11，为连接法兰，相应的，在大臂1的一端设有与连接盘11相适配的安装法兰，法兰连接，便于拆装；第四连接部7a一端设有与小臂2活动连接的连接套环12，相应的，在小臂2一端设有与连接套环12相适配的卡合部13，连接套环12套接在卡合部13上，确保二者可相对转动。

本实施例中，第一调节机构4、第二调节机构5、第三调节机构6、第四调节机构7、第五调节机构8的串口舵机均为SCS40串口舵机，其与机器人的控制模块连接，控制系统向其发送脉冲，SCS40串口舵机根据脉冲信号，控制手臂各个部位的摆动或旋转，利于控制，且，各个调节机构的连接部均由对称的两块连接壳拼接而成，便于拆装，本实用新型的机器人头部结构，能够使手臂的大臂前后、左右灵活摆动、使小臂上下摆动、自由旋转，使手指自由完全，可实现5个自由度的动作，达到高度仿真人手臂关节活动的目的，并且，通过各个部位的调节机构，能够有效将各个部位摆动或旋转到指定位置，避免过度摆动或旋转给机器人带来结构损害，具有结构紧凑、摆动精度高、体积小、重量轻、成本低，拆装维护方便的优点，实用性强。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种机器人仿人形手臂，包括与机器人肩部(14)连接的大臂(1)、与大臂(1)连接的小臂(2)和连接于小臂(2)上的手指(3)，其特征在于，所述的大臂(1)与肩部(14)之间分别设有可调节所述大臂(1)前后摆动角度的第一调节机构(4)和可调节所述大臂(1)左右摆动角度的第二调节机构(5)；所述的第一调节机构(4)包括与所述肩部(14)相连的第一连接部(4a)、安装于第一连接部(4a)上的第一串口舵机(4b)和与该第一串口舵机(4b)的输出端连接的第一串口舵盘(4c)，所述的第二调节机构(5)包括第二连接部(5a)、安装于第二连接部(5a)上的第二串口舵机(5b)和与该第二串口舵机(5b)的输出端连接的第二串口舵盘(5c)，所述的第一连接部(4a)与所述的肩部(14)活动连接，且与所述的第二连接部(5a)固定相连，所述的第一串口舵盘(4c)与所述的肩部(14)固定相连，所述的第二连接部(5a)与所述的大臂(1)活动相连，所述的第二串口舵盘(5c)与所述的大臂(1)固定相连，所述第一串口舵盘(4c)的轴心线与所述第二串口舵盘(5c)的轴心线相垂直。

2.根据权利要求1所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的大臂(1)与所述的小臂(2)之间还分别设有可调节所述小臂(2)上下摆动角度的第三调节机构(6)和可调节所述小臂(2)旋转角度的第四调节机构(7)，所述的小臂(2)内靠近所述手指(3)的一端设有调节所述手指(3)弯曲角度的第五调节机构(8)。

3.根据权利要求2所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的第三调节机构(6)包括第三连接部(6a)、安装于第三连接部(6a)上的第三串口舵机(6b)和与该第三串口舵机(6b)的输出端连接的第三串口舵盘(6c)；所述的第四调节机构(7)包括第四连接部(7a)、安装于第四连接部(7a)上的第四串口舵机(7b)和与该第四串口舵机(7b)连接的第四串口舵盘(7c)。

4.根据权利要求3所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的第三连接部(6a)与所述的大臂(1)固定连接，且与所述的第四连接部(7a)活动连接，所述的第三串口舵盘(6c)与所述的第四连接部(7a)固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的第四连接部(7a)与所述的小臂(2)活动连接，所述的第四串口舵盘(7c)与所述的小臂(2)固定连接。

6.根据权利要求2所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的第五调节机构(8)包括位于靠近所述手指(3)一端的小臂(2)内的多个第五串口舵机(8a)和多个第五串口舵盘(8b)，所述第五串口舵机(8a)的数量与所述第五串口舵盘(8b)的数量相一致。

7.根据权利要求6所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述第五串口舵盘(8b)的数量与所述手指(3)的数量一一对应，且所述的第五串口舵盘(8b)联动所述的手指(3)。

8.根据权利要求1所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的第一连接部(4a)一端设有与所述肩部(14)活动连接的第一连接环(9)，所述的第二连接部(5a)一端设有与所述大臂(1)相连的螺纹连接部(10)。

9.根据权利要求3所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述的第三连接部(6a)一端设有与所述大臂(1)相连的连接盘(11)，所述的第四连接部(7a)一端设有与所述小臂(2)活动连接的连接套环(12)，相应的，所述的小臂(2)一端设有与所述连接套环(12)相适配的卡合部(13)。

10.根据权利要求3所述的一种机器人仿人形手臂，其特征在于，所述第三串口舵盘(6c)的轴心线与所述第四串口舵盘(7c)的轴心线相垂直。