CN216399690U - 机械臂及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机械臂及机器人，其中，机械臂包括驱动臂、第一从动臂以及第二从动臂，驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，第一驱动端用于连接第一电机，第二驱动端用于连接所述第二电机；第一从动臂与驱动臂转动连接，跟随驱动臂转动，第一从动臂具有储能件；第二从动臂与所述第一从动臂转动连接；储能件用于在驱动臂驱动第一从动臂带动第二从动臂相对第一从动臂动作时，进行形变储能，在驱动臂施加于第一从动臂的驱动力消失时，储能件释放存储的能量，以驱动第二从动臂复位。本实用新型提出的机械臂在能起到高速运动的同时，对电机的性能需求低，可以使机械臂的制造成本大大降低。

Description

机械臂及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种机械臂及机器人。

背景技术

现有技术中机器人在高速运动时，足部需要高速反复伸展运动，对驱动机械臂运动的电机性能要求高，导致机器人的造价昂贵，不适用于推广使用。当使用普通电机时，要将电机设置在足部的关节处，使得整个机械臂上接线复杂，容易损坏。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种机械臂，旨在解决现有技术中机器人的机械臂在高速运动时对驱动电机性能要求高，导致机器人的造价昂贵的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种机械臂，用于机器人，所述机器人具有第一电机和第二电机，包括：

驱动臂，所述驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，所述第一驱动端用于连接所述第一电机，所述第二驱动端用于连接所述第二电机；

第一从动臂，所述第一从动臂与所述驱动臂转动连接，跟随所述驱动臂转动，所述第一从动臂具有储能件；

第二从动臂，所述第二从动臂与所述第一从动臂转动连接；

所述储能件用于在所述驱动臂驱动所述第一从动臂带动所述第二从动臂相对所述第一从动臂动作时，进行形变储能，在所述驱动臂施加于所述第一从动臂的驱动力消失时，所述储能件释放存储的能量，以驱动所述第二从动臂复位。

可选地，所述驱动臂包括第三连杆和第五连杆，所述第三连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第二连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂还包括第一连杆、第二连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和所述第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和所述第四连杆通过所述第二从动臂转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二连杆、第三连杆、第四连杆以及第二从动臂在所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点之间围合成四边形；

所述第一连杆与所述第三连杆转动连接，形成第六转动支点；所述第一电机与所述第二电机的转动轴线平行设置；

所述储能件连接于四边形的任意两条边。

可选地，所述驱动臂包括第一连杆，第五连杆，所述第一连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第五连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂还包括第二连杆、第三连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和第四连杆通过所述第二从动臂转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点的连线呈四边形；

所述第一转动支点、第二转动支点、第七转动支点、第一驱动端以及第二驱动端的连线呈五边形；

所述第五连杆的一端与所述第三连杆转动连接，形成第七转动支点，所述第五连杆的另一端为用于与所述第二电机驱动连接的所述第二驱动端，所述第一连杆具有用于与所述第一电机驱动连接的所述第一驱动端，所述第一驱动端和所述第二驱动端的转动轴线平行；

所述储能件连接于所述四边形的任意两条边。

可选地，所述储能件为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述第二连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与第四连杆连接；或者，

所述拉伸弹簧的一端与所述第三连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与第四连杆连接；

所述拉伸弹簧的一端与所述第二连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与第三连杆连接；

所述拉伸弹簧的一端与所述第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与所述第二从动臂连接。

可选地，所述拉伸弹簧的两端连接于四边形的相邻两条边所对应的连杆时，所述拉伸弹簧的其中一端与相邻两条边所对应的转动支点的位置错开。

可选地，所述第二转动支点、第三转动支点、第四转动支点、第五转动支点的连线为平行四边形。

可选地，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第三转动支点或第四转动支点，所述第二连杆朝向所述第四连杆方向凸伸有第一连接块，所述连接块位于所述第三转动支点和所述第四转动支点的连线上，所述拉伸弹簧的另一端连接于所述连接块。

可选地，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第二转动支点或所述第五转动支点，所述第四连杆朝向所述第二连杆方向凸伸有第二连接块，所述第二连接块位于所述第二转动支点和所述第五转动转动支点的连线上，所述拉伸弹簧的另一端连接于所述连接块。

可选地，所述第一转动支点、所述第四转动支点分别位于所述第二连杆的两端，所述第三转动支点位于所述第二转动支点和所述第七支点之间，所述第二转动支点位于所述第一转动支点和所述第五转动支点之间。

可选地，所述第二从动臂包括连接杆，或者，所述第二从动臂包括相互连接的第一杆部和第二杆部，所述第一杆部与所述第二连杆和所述第四连杆转动连接，形成所述第四转动支点和所述第五转动支点。

本实用新型还提出了一种机械机器人，其特征在于，包括以上任一项所述机械臂，还包括所述第一电机和所述第二电机。

可选地，所述机器人包括陆地机器人、水中机器人以及空中机器人。

本实用新型提出的机械臂包括驱动臂、第一从动臂以及第二从动臂，驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，第一驱动端用于连接第一电机，第二驱动端用于连接所述第二电机；第一从动臂与驱动臂转动连接，跟随驱动臂转动，第一从动臂具有储能件；第二从动臂与第一从动臂转动连接；储能件用于在驱动臂驱动第一从动臂带动第二从动臂相对第一从动臂动作时，进行形变储能，在驱动臂施加于第一从动臂的驱动力消失时，储能件释放存储的能量，以驱动第二从动臂复位。整个机械臂采用两个相互独立的驱动件对整个机械臂进行控制，通过两组相互独立运动的结合，从而令本机械臂可以在其极限范围内输出任意需要的运动以及轨迹，驱动电机不直接与第二驱动臂连接，使得整个机械臂的驱动臂和从动臂之间没有电路或电子元件，由纯机械构成，可靠性高，易于维护。且驱动组件转动时间接带动第二从动臂转动时，储能件会发生弹性形变进行储能，当驱动臂对第一从动臂的驱动力消失的一瞬间，储能件未所述外界的对其的拉力，释放存储的能量带动第二储能件复位，从而不需要由驱动电机带动其复位，使得整个机械臂对驱动电机的性能要求大大降低，使得机械臂在采用普通电机时，也能起到高速运动的效果，从而整个机械臂的制造成本大大降低，更适用于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型机械臂一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型机械臂又一实施的结构示意图；

图3为本实用新型机械臂各连接支点的结构简图；

图4为本实用新型机械臂另一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型机械臂再一实施例的结构示意图；

图6为图5中A处的放大图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

针对现有技术中机械臂在高速运动时对驱动电机性能要求高，导致机器人的造价昂贵的问题。

本实用新型提出一种机械臂。

针对现有技术中机械臂在高速运动时对驱动电机性能要求高，导致机器人的造价昂贵的问题。

在一实施例中，如图1所示，该机械臂用于机器人，包括驱动臂20、第一从动臂30以及第二从动臂34，驱动臂20具有第一驱动端201和第二驱动端202，第一驱动端201用于连接第一电机101，第二驱动端202用于连接第二电机102；第一从动臂30与驱动臂20转动连接，跟随驱动臂20转动，第一从动臂30具有储能件50；第二从动臂34与第一从动臂30转动连接。储能件50用于在驱动臂20驱动第一从动臂30带动第二从动臂34相对第一从动臂30动作时，进行形变储能，在驱动臂20施加于第一从动臂30的驱动力消失时，储能件50释放存储的能量，以驱动第二从动臂34复位。整个机械臂采用两个相互独立的驱动组件10对整个机械臂进行控制，通过两组相互独立运动的结合，从而令本机械臂可以在其极限范围内输出任意需要的运动以及轨迹，驱动电机不直接与第二驱动臂20连接，使得整个机械臂的驱动臂20和从动臂之间没有电路或电子元件，由纯机械构成，可靠性高，易于维护。且驱动电机转动时会间接带动第二从动臂34转动时，储能件50会发生弹性形变进行储能，当驱动臂20对第一从动臂30的驱动力消失的一瞬间，储能件50未所述外界的对其的拉力，释放存储的能量带动第二储能件50复位，从而不需要由驱动电机带动其复位，使得整个机械臂对驱动电机的性能要求大大降低，使得机械臂在采用普通电机时，也能起到高速运动的效果，从而整个机械臂的制造成本大大降低，更适用于推广使用。

进一步地，驱动臂20包括第三连杆21和第五连杆22，第三连杆21的第一驱动端201转动连接于第一电机101，由第一电机101带动转动；第五连杆 22的第二驱动端202转动连接于第二电机102，由第二电机102带动转动。第一从动臂30包括第一连杆31、第二连杆32以及第四连杆33，第一连杆31 和第二连杆32转动连接，并形成第一转动支点311；第三连杆21和第二连杆32转动连接，并形成第二转动支点321；第三连杆21和第四连杆33转动连接，并形成第三转动支点211；第二连杆32和第四连杆33通过第二从动臂 34转动连接，并分别形成第四转动支点322和第五转动支点331；第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线呈四边形。储能件50连接于组成这个四边形的任意的两条边上，当驱动臂10 带动第一从动臂30转动时，第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂34围合形成的四边形发生形变时，能带动储能件50发生形变，达到储存动能的目的，当驱动臂10不被驱动时，储能件50释放储存的能量，使得第二从动臂34能在恢复到原位，从而减少对第一电机101和第二电机102 的性能要求，节约成本，且第二从动臂34不需要直接安装电机驱动，进一步减少了机械臂的质量。

其中，第五连杆22的一端与第一连杆31转动连接，形成第六转动支点 221，第五连杆22的另一端为用于与第一电机驱动连接的第一驱动端201，第三连杆21具有用于与第二电机驱动连接的第二驱动端202，第一驱动端201 的和第二驱动端202的转动轴线平行；第一转动支点311、第二转动支点321、第六转动支点221、第一驱动端201以及第二驱动端202的连线为五边形。当第五连杆22的第一驱动端201被第一电机101驱动时，第五连杆22以第一驱动端201的转动中心线为轴线旋转，依次带动第一连杆31以第六转动支点 221为轴心转动、第二连杆32以第一转动支点311为轴心转动，第四连杆33 以第三转动支点211转动，第二从动臂34的分别以第五转动支点331为为轴心跟随第四连杆33运动，以第四转动支点322为轴心跟随第二连杆32运动，第三连杆21随第二连杆32转动。其中一个驱动端被驱动时，整个连杆结构都能被驱动，从而无需在连杆身上增设电机或是电子元件，使得整个机械臂由纯机械组成，可靠性高，且易于维护。

根据使用需要，在第五连杆22的第一驱动端201被第一电机101驱动时，第五连杆22以第一驱动端201的转动中心线为轴线旋转，依次带动第一连杆 31以第六转动支点221为轴心转动、第二连杆32以第一转动支点311为轴心转动，第四连杆33以第三转动支点211转动，第二从动臂34的分别以第五转动支点311为轴心跟随第四连杆33运动，以第四转动支点322为轴心跟随第二连杆32运动，第三连杆21随第二连杆32转动。其中一个驱动端被驱动时，整个连杆结构都能被驱动，从而无需在杆身上增设电机或是电子元件，使得整个机械臂由纯机械组成，可靠性高，且易于维护。

需要说明的是，各个连杆之间通过铰接的来实现转动连接，第一连杆31、第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33及第五连杆22均为刚性杆，各连杆在转动过程中不会因为受力大小变化而发生伸长或压缩等形变，使得各连杆在转动过程中的运动轨迹更加稳定。

储能件50的其中几种安装方式如下，储能件50为拉伸弹簧501，拉伸弹簧501的一端与第二连杆32连接，拉伸弹簧501的另一端与第四连杆33连接。或者，拉伸弹簧501的一端与第三连杆21连接，拉伸弹簧501的另一端与第四连杆33连接。或者，拉伸弹簧501的一端与第二连杆32连接，拉伸弹簧501的另一端与第三连杆21连接。或者，拉伸弹簧501的一端与第二连杆32、第三连杆21和第四连杆33连接，此时拉伸弹簧501的另一端与第二从动臂34连接。当驱动臂10由第一电机101、第二电机102驱动时，此时第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂34的转动连接支点围合形成的四边形随着驱动臂10发生形变，拉伸弹簧501也随之拉伸，进行储能都能达到储能效果，且该拉伸弹簧501能将整个四边形结构拉紧，能减少甚至是消除第一从动臂30和第二从动臂34之间的传动间隙，使整个机械臂结构运动的更平稳。可以知道的是，当拉伸弹簧501的长度越长时，两个端点连接于组成的四边形的形变范围越大时，储能效果越好。根据机械臂实际需要的储能性能，可以自行调整拉伸弹簧501的两连接端，只要其能随着驱动臂10转动时，第二从动臂34往靠近第一从动臂30方向运动时，拉伸弹簧 501能够拉伸储能都是可行的，在此不一一限定。

需要说明的是，拉伸弹簧501的一端连接于四边形的相邻两条边所对应的连杆时，拉伸弹簧501的其中一端与相邻两条边对应的转动支点的位置错开设置，使得拉伸弹簧501在第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂34组成的四边形形状发生变化时，即第二从动臂34与第二连杆 32之间的角度变小时，拉伸弹簧501能够进行拉伸储能，使得当驱动臂10未被驱动的一瞬间，拉伸弹簧501在自身的弹力作用下恢复形变，从来给第二从动臂34远离第二连杆32的力，降低第二从动臂34对电机驱动的依赖，从而可以使第一电机101和第二电机102的性能要求降低，使得整个机械臂对电机的性能需求降低，能实现普通驱动机械臂高速且灵活的运动，进而降低了机械臂的成本。

作为一种优选的实施方式，拉伸弹簧501的一端套设或者固定于第三转动支点211或第四转动支点322，第二连杆32朝向第四连杆33方向凸伸有第一连接块，连接块位于第三转动支点211和所述第四转动支点322的连线上，连接块具有供拉伸弹簧501插入的固定孔，拉伸弹簧501的另一端固定于连接块的固定孔内，使得拉伸弹簧501整体位于第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂34的转动支点组成的四边形的对角连线上，使四边形在形变程度一致时，拉伸弹簧501的拉伸长度最长，起到的储能效果更好。

在其他实施例中，相应的，拉伸弹簧501的一端套设或者固定于第二转动支点321或第五转动支点331，第四连杆33朝向第二连杆32方向凸伸有第二连接块，第二连接块开设有安装拉伸弹簧501的安装孔，且第二连接块位的安装孔位于第二转动支点321和第五转动转动支点的连线上，拉伸弹簧501 的另一端穿过该安装孔连接在连接块，使得拉伸弹簧501整体位于第二连杆 32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂34的转动支点组成的四边形的对角连线上，使四边形在形变程度一致时，拉伸弹簧501的拉伸长度最长，起到的储能效果更好。需要说明的是，该第二连接块也可以使由第二连杆32、第二从动臂34凸出形成，在此不一一限定。

在另一实施例中，如图4所示，储能件50为扭簧502。扭簧502套设于第二转动支点321上，扭簧502的两端分别固定连接在第二连杆32和第三连杆21上。具体地，第二连杆32具有避让第三连杆21的避让槽，避让槽的两侧开设有连接孔，相应的，第三连杆21插入避让槽部分开设有与连接孔相对应的通孔，转动杆依次穿过第三连杆21的通孔以及第二连杆32的连接孔，第二连杆32和第三连杆21以此转动杆为第二转动支点321，转动杆两端套设有螺帽，以防止转动杆脱出，扭簧502套设在转动杆上且置于第二连杆32的避让槽内，扭簧502的其中一端固定在第二连杆32远离第二转动支点321方向，跟随第二连杆32运动，扭簧502的另一端卡入第三连杆21内随第三连杆21运动，使得驱动臂10由第一电机101、第二电机102驱动时，此时第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂34的转动连接支点围合形成的四边形随着驱动臂10运动发生形变，扭簧502固定在第二连杆32上的一端随第二运动而拉伸远离第二转动支点321，同理，扭簧502固定在第三连杆21上的另一端跟随第三连杆21运动进行拉伸远离第二转动支点321进行储能，当驱动臂10在未被驱动的一瞬间或是受到与原运动方向相反的力时，扭簧502在自身的弹力作用下恢复形变，释放能量，扭簧502的两端分别带动第二连杆32和第三连杆21快速恢复原位，进一步加速了第二从动臂34恢复原位，从而了降低第二从动臂34对电机驱动的依赖，使得整个机械臂对电机的性能需求降低，实现了普通电机能驱动机械臂高速且灵活的运动的目的，进而降低了机械臂的生产成本。且扭簧502安装第二转动支点321处，可以使得第二连杆32和第四连杆33之间的距离尽可能的近，第四连杆33只是起到传动作用，所以第四连杆占用空间越小，整个机械臂的杆部结构更加精简，运动效果更好，因此将扭簧安装在第二转动支点321处能尽可能消减第四连杆33的尺寸大小，是整个机械臂的传动部位结构更精简，高速运动时更灵活可靠。

需要说明的是，在其他实施例中，该扭簧502可以是套设在构成第三转动支点211的转动杆上，扭簧502的两活动端分别固定在第三连杆21和第四连杆33上也是可行的。或是扭簧502是套设在构成第五转动支点331的转动杆上时，扭簧502的两活动端分别固定在第二连杆32和第二传动杆上；或是如图5和图6所示，当扭簧502套设在构成第四转动支点322的转动杆上，两活动端分别固定在第二连杆32和第二传动杆上时，也能起到相同的缓冲储能效果，以上三种扭簧502的安装方式和上述实施例一致，在此不再一一赘述。进一步需要说明的是，将扭簧502安装在第二转动支点321或第四转动支点322上相比于将扭簧502安装在第三转动支点211或第五转动支点331 上起到的效果更好，对扭簧502的响应更快的同时占用空间更小。

进一步需要说明的是，可以通过更换不同弹性系数的扭簧502来适应搭载了不同转速、扭矩的电极的机械臂，使其储能效果更好且不会影响整个机械臂的连接结构。

在一实施例中，第一连杆31具有相对的第一输入端和第一输出端，第二连杆32具有相对设置的第二输入端和第二输出端，第一输出端与第二输入端转动连接形成第一转动支点311，第二输出端与连接件铰接形成第四转动支点322，第二转动支点321位于第二输入端和第二输出端之间，第三转动支点211 位于第二驱动端202与第二转动支点321之间。各连杆的转动点设置在各连杆的端部，可以使得多个连杆在转动过程中不会发生干涉，运动范围更大的同时，结构更精简。

进一步地，第一连杆31与第二连杆32的转动连接处设置有第一连接孔，第二连杆32与其配合处设置有第一配合孔，将第一连接孔和第二连接孔对齐，第一转动杆依次穿过第一连接孔以及第二连接孔，将第一连杆31和第二连杆 32转动连接起来，用螺丝将第一转动杆固定，使各连杆之间的拆装更方便，该转动杆作为第一转动支点311。各个连杆之间形成的转动连接方式一致。需要说明的是，第一连杆31可以是转动连接与第二连杆32的一侧，也可是契入第二连杆32的内部，具体转动方式可以根据使用需求设定，在此不一一限定。

在一实施例中，如图3所示，其中第一驱动端201的中心点与第六转动支点221的长度为L4，第六转动支点221与第一转动支点311的长度为L3、第一转动支点311与第二转动支点321的长度为L2、第二转动支点321与第二驱动端202的中心点的长度为L1，第二驱动端202的中心点与第一驱动端 201的中心点之间的长度为L5，第三转动支点211与第五转动支点331的长度为L6。经发明人反复实验验证，当各连杆的转动支点的长度不同时，机械臂的工作空间以及各个连杆的转角空间也不同，优选的当L1＝L6，能使整个机械臂在运动过程中动作更协调。根据不同的工作场景及使用需求，可以相应设定各连杆的长度。经发明人反复实验验证，当L1、L2、L3、L4以及L5 的长度发生变化时，相应的各连杆的工作空间和转角空间也会相应变化，用户可以根据使用需求自行调整各杆长长度，在此不一一说明。

需要说明的是，根据应用场景的大小，可以相应的设定L1、L2、L3、L4 以及L5，可以将其等比缩放，或是设置成其他的比例都是可行的。

可以理解的是，当五杆机构根据不同的工作场景，通过更换不同的杆长的连杆相适配即可，机械臂的安装效率高的同时，机械臂的适配性更高，灵活运用于多种工作场景，在此不对杆长长度一一限制。

在一实施例中，第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线为平行四边形，即该机械臂在运动时，第二从动臂34和第三连杆21的运动轨迹始终处于平行状态，而第三连杆21的一端与第一电机101连接，在实际使用时，根据使用需要，可以通过伺服电机转角与连杆机构之间的线性关系来计算第二从动臂34的运动轨迹，当第二转动支点 321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线为平行四边形，第一电机101以及第二电机102在带动该机械臂转动时，各连杆在一平面内作规则运动，第一电机101和第二电机102的输出轴的转角与机械臂的各连杆之间运动路线为线性关系，能更方便控制系统计算连杆在运动过程中的实时角度和位置，使得控制算法更简单，对计算机要求降低从而可以减低控制成本。

需要说明的是，第二转动支点321位于第一转动支点311和第五转动支点331之间，第三转动支点211位于第二驱动端202与第二转动支点321之间。相比于第二转动支点321位于第三转动支点211和第二驱动端202之间，本实施例中将第三转动支点211置于第二驱动端202与第二转动支点321之间使机械臂更紧凑，运动范围更广。

进一步地，第二从动臂34为连接杆，或者，第二从动臂34包括相互连接的第一杆部和第二杆部，第一杆部与第二连杆32和第四连杆33转动连接，形成第四转动支点322和第五转动支点331。具体地，第二从动臂34自第五转动支点331指向第四转动支点322方向延伸形成连接杆。当机械臂用于机器人腿部时，第二从动臂34为自第五转动支点331指向第四转动支点322方向延伸所形成的连接杆，由于第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线为四边形，可以理解的是，机械臂运动过中，第三连杆21的运动轨迹和第二从动臂34的运动轨迹相一致，通过延长第二从动臂34的长度，使得该机械臂用于机器人腿部时相当于延长了机器人小腿的长度，使机械臂在一个转动回合内运动的范围更大，提升其速度。当该机械臂运用在机器鸟上时，延长第二从动臂34相当于增大其翅膀作用空间，使其更省力，在相同的驱动力的情况下可以飞的更高，更快。

需要说明的是，当机械臂用于不同的机械装置上时，第二从动臂34的形状也不同。第二从动臂34也可以由相互连接的第一杆部和第二杆部构成，第一杆部第二连杆32和第四连杆33转动连接，形成第四转动支点322和第五转动支点331，根据不同的使用需求，第二杆部可以为弯折杆，弧形杆或者是多轴连杆都是可行的，在此不一一限定。

作为一种优选的实施方式，第五连杆22包括一体成型的第一段和第二段，第一段和第二段呈弯折连接，即第五连杆22不是直杆，是呈弯折状的异形杆，第一驱动端201设置于第一段，第二段与第一连杆31转动连接，形成第六转动支点221，相应的第三连杆21也包括一体成型的第三段和第四段，第三段和第四段弯折连接，其中第三段和第四段之间的弯折方向和第五连杆22的第一段和第二段之间的弯折方向一致，使得第一电机101和第二电机102分别驱动第五连杆22和第三连杆21同向转动时，整个机械臂可以收缩的更紧密，占用空间更小。且相比于直杆，将第五连杆22设置成具第一段和第二段的弯折杆，使得机械臂运动到任意一个角度时，其他连杆都不会对第五连杆22与第一电机101的连接处直接作用一个反作用力，从而减少第一电机101在驱动第五连杆22过程中的冲击力，使整个机械臂的转动更灵活可靠。第三连杆 21采用弯折杆时相比于直杆，第二从动臂34转动相同的范围时，第二电机 102转动的幅度更小，能进一步降低对第二电机102的性能要求，节约成本。

需要说明的是，第五连杆22还可以是弧形杆或弯折杆或是其他形状的，只要其两个端点处分别与第一电机101的转轴和第一连杆31转动连接，都是可行的，在此不对第五连杆22的形状一一限定。

需要说明的是，第一连杆31、第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33 以及第五连杆22为杆状只是其一种组合方式，根据实际的使用需求，多个连杆在组合时，可以相互预留安装位，可以是错位转动连接、或者是卡入转动连接，且各连杆的形状也不限定，只要其转动连接形成的转动支点为四边形即可，在此不一一说明。

在另一实施例中，该机械臂包括驱动臂20包括第一连杆31，第五连杆 22，第一连杆31的第一驱动端201转动连接于第一电机101，第五连杆22的第二驱动端202转动连接于第二电机102。第一从动臂30还包括第二连杆32、第三连杆21以及第四连杆33。第一连杆31和第二连杆32转动连接，并形成第一转动支点311；第三连杆21和第二连杆32转动连接，并形成第二转动支点321；第三连杆21和第四连杆33转动连接，并形成第三转动支点211；第二连杆32和第四连杆33通过第二从动臂34转动连接，并分别形成第四转动支点322和第五转动支点331。第二转动支点321位于第一转动支点311和第五转动支点331之间；第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点 322、第五转动支点331的连线呈四边形；第五连杆22的一端与第三连杆21 转动连接，形成第七转动支点，第三转动支点211位于第二转动支点321和第七转动支点之间，第五连杆22的另一端为用于与第一驱动组件10驱动连接的第一驱动端201，第一连杆31具有用于与第二电机102驱动连接的第二驱动端202，第一驱动端201和第二驱动端202的转动轴线平行；第一转动支点311、第二转动支点321、第七转动支点212、第一驱动端201以及第二驱动端202的连线呈五边形。

该实施例相比于上一实施例，仅仅是机械臂驱动结构的一个变形，是驱动臂20的另一种表现结构，其各部分功能特征均可和上一实施例一致，在此不再重复赘述。

本实用新型还提出一种机器人，该机器人包括机械臂，该机械臂的具体结构参照上述实施例，由于该机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，该机器人包括第一电机101、第二电机102以及壳体103，第一电机101和第二电机102用来共同驱动驱动臂10运动进而带动整个机械臂运动。优选地，第一电机101和第二电机102集成于壳体103内，使得整个机械臂的驱动组件10集成于一起，机械臂的机身为纯机械结构，运行更加稳定。也可以通过对第一电机101和第二电机102进行防水处理，使该机械臂可以应用于水中。

在又一实施例中，如图2所示，当第一电机101和第二电机102都为单轴电机时，壳体103远离第一电机101的转轴的一侧具有与第一电机101的转轴同转动轴线的第一对侧轴，第一驱动端201包括分别与第一电机101的转轴连接的第一主动端2011以及与第一对侧轴连接的第一连接端2012，即驱动臂20的第一驱动端201分叉成间隔设置的第一主动端2011和第一连接端 2012，并分别与第一电机101的转轴和第一对侧轴转动连接，提升第一电机 101的转轴的承载力，使得整个机械臂较大时，第一电机101的转轴受重力更均衡，受外力冲击时电机的转轴不易损坏的同时，还能提高整个机械臂2结构的稳定性，且能降低机械臂的第二从动臂34在高速运动触地时对电机转轴与刚性冲击力。相应的第二电机102的连接方式与第一电机101的连接方式一致，或是仅仅为单轴输出端都可，在此不一一赘述。

需要说明的是，机器人包括陆地机器人、水中机器人以及空中机器人。当机器人为陆地机器人时，将第一电机101和第二电机102集成于机器人的机身，可以将该机械臂应用于机器的腿部，实现高速平稳走动效果，该陆地机器人可以是单足或多足机器人，例如机器狗、机器马、机器蜘蛛等等，在此不一一说明。当该机器人为水中机器人时，通过将第一电机101和第二电机102进行防水处理，可以将该机械臂用于水中机器人的鳍部或者是腿部，如该水中机器人为机器鱼、机器龟、或是是机器海豹等等，在此部一一限定。当盖机器人为空中机器人时，该机械臂用于空中机器人的翅膀，如该空中机器人为机器鸟、机器鹰等等，在此不一一限定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种机械臂，用于机器人，所述机器人具有第一电机和第二电机，其特征在于，包括：

驱动臂，所述驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，所述第一驱动端用于连接所述第一电机，所述第二驱动端用于连接所述第二电机；

第一从动臂，所述第一从动臂与所述驱动臂转动连接，跟随所述驱动臂转动，所述第一从动臂具有储能件；

第二从动臂，所述第二从动臂与所述第一从动臂转动连接；

所述储能件用于在所述驱动臂驱动所述第一从动臂带动所述第二从动臂相对所述第一从动臂动作时，进行形变储能，在所述驱动臂施加于所述第一从动臂的驱动力消失时，所述储能件释放存储的能量，以驱动所述第二从动臂复位。

2.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述驱动臂包括具有所述第一驱动端的第三连杆和具有所述第二驱动端的第五连杆，所述第三连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第五连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂还包括第一连杆、第二连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和所述第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和所述第四连杆通过所述第二从动臂转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二连杆、第三连杆、第四连杆以及第二从动臂在所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点之间围合成四边形；

所述第一转动支点、第二转动支点、第七转动支点、第一驱动端以及第二驱动端的连线呈五边形；

所述第一连杆与所述第三连杆转动连接，形成第六转动支点；所述第一电机与所述第二电机的转动轴线平行设置；

所述储能件连接于四边形的任意两条边所对应的连杆。

3.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述驱动臂包括第一连杆，第五连杆，所述第一连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第五连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂还包括第二连杆、第三连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和第四连杆通过所述第二从动臂转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二连杆、第三连杆、第四连杆以及第二从动臂在所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点之间围合成四边形；

所述第五连杆的一端与所述第三连杆转动连接，形成第七转动支点，所述第五连杆的另一端为用于与所述第二电机驱动连接的所述第二驱动端，所述第一连杆具有用于与所述第一电机驱动连接的所述第一驱动端，所述第一驱动端和所述第二驱动端的转动轴线平行；

所述第一转动支点、第二转动支点、第七转动支点、第一驱动端以及第二驱动端的连线呈五边形；

所述储能件连接于所述四边形的任意两条边所对应的连杆。

4.如权利要求2或3所述的机械臂，其特征在于，所述储能件为拉伸拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述第二连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与第四连杆连接；或者，

所述拉伸弹簧的一端与所述第三连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与第四连杆连接；或者，

所述拉伸弹簧的一端与所述第二连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与第三连杆连接；或者，

所述拉伸弹簧的一端与所述第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，所述拉伸弹簧的另一端与所述第二从动臂连接。

5.如权利要求2或3所述的机械臂，其特征在于，所述储能件为扭簧，所述扭簧套设于所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点中的一者上，所述扭簧连接于所述四边形的相邻两条边所对应的连杆。

6.如权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述扭簧的一端与所述第二连杆连接，所述扭簧的另一端与第三连杆连接；或者，

所述扭簧的一端与所述第三连杆连接，所述扭簧的另一端与第四连杆连接；或者，

所述扭簧的一端与所述第二连杆连接，所述扭簧的另一端与第二从动臂连接；或者，

所述扭簧的一端与所述第四连杆连接，所述扭簧的另一端与所述第二从动臂连接。

7.如权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述拉伸弹簧的一端连接于四边形的相邻两条边所对应的连杆时，所述拉伸弹簧的其中一端与相邻两条边所对应的转动支点的位置错开。

8.如权利要求7所述的机械臂，其特征在于，所述第二转动支点、第三转动支点、第四转动支点、第五转动支点的连线为平行四边形。

9.如权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第三转动支点或第四转动支点，所述第二连杆朝向所述第四连杆方向凸伸有第一连接块，所述连接块位于所述第三转动支点和所述第四转动支点的连线上，所述拉伸弹簧的另一端连接于所述连接块。

10.如权利要求9所述的机械臂，其特征在于，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第二转动支点或所述第五转动支点，所述第四连杆朝向所述第二连杆方向凸伸有第二连接块，所述第二连接块位于所述第二转动支点和所述第五转动转动支点的连线上，所述拉伸弹簧的另一端连接于所述连接块。

11.如权利要求2或3所述的机械臂，其特征在于，所述第一转动支点、所述第四转动支点分别位于所述第二连杆的两端，所述第三转动支点位于所述第二转动支点和所述第七转动支点之间，所述第二转动支点位于所述第一转动支点和所述第五转动支点之间。

12.如权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述第二从动臂包括连接杆，或者，所述第二从动臂包括相互连接的第一杆部和第二杆部，所述第一杆部与所述第二连杆和所述第四连杆转动连接，形成所述第四转动支点和所述第五转动支点。

13.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述机械臂，还包括所述第一电机、所述第二电机以及壳体，所述第一电机和所述第二电机安装于所述壳体内，所述壳体远离所述第一电机的转轴的一侧设置有与所述第一电机的转轴同转动轴线的第一对侧轴，所述第一驱动端包括分别与所述第一电机的转轴连接第一主动端以及与所述第一对侧轴连接的第一连接端；

所述壳体远离所述第二电机的转轴的一侧设置有与所述第二电机的转轴同转动轴线的第二对侧轴，所述第二驱动端包括分别与所述第二电机的转轴连接第二主动端以及与所述第二对侧轴连接的第二连接端。

14.如权利要求13所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括陆地机器人、水中机器人以及空中机器人。

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