CN217992554U - 活动臂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为解决活动臂领域存在的自由度不够高等问题，公开了活动臂系统，包括多个依次串联的活动臂单元，活动臂单元包括：第一管体和第二管体；第一转动机构，连接第一管体和第二管体，第一转动机构用于驱动第二管体相对第一管体转动；第一管体的中心线和第二管体的中心线均与第一转动机构的转动中心线相倾斜；活动臂系统还包括至少一个中间转动机构。本活动臂系统能够做到更灵活的自由度集成，便于实现密封，便于安装轴承件，便于应用于无尘环境或者对环境要求较高的场景，有需求的情况下，还可以很方便的套设隔离套。

Description

活动臂系统

技术领域

本实用新型涉及活动臂系统，可以应用于工业、玩具、教具、工程等领域。

背景技术

目前通用的活动臂，例如工业机械臂，通常通过在多节连接臂中综合多个轴线相互垂直的转动方式来实现自由度的集成，或者直接简单的叠加X、Y、Z轴移动方式和X、Y、Z轴转动方式来实现自由度的集成，参考六轴机械臂和六轴平台，这种模式在加工装配的常规需求下，通常可以满足要求，但针对一些需要考虑空间、环境或安装要求等的更高要求的情况下，这种模式的活动臂可能存在自由度不够高、部件不便于保护、生产装配要求较高的问题。

实用新型内容

本实用新型提供活动臂系统，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，实现自由度提升或部件保护性提升的目的。

本实用新型的技术方案为活动臂系统，包括多个依次串联的活动臂单元，

活动臂单元包括：

第一管体和第二管体；

第一转动机构，连接第一管体和第二管体，第一转动机构用于驱动第二管体相对第一管体转动；

第一管体的中心线和第二管体的中心线均与第一转动机构的转动中心线相倾斜；

活动臂系统还包括至少一个中间转动机构，至少有一对相邻的两个活动臂单元之间连接有中间转动机构，中间转动机构用于驱动相邻的两个活动臂单元中的一个相对另一个转动。

本实用新型的活动臂系统，具有如下有益效果：相对于目前通用的活动臂，驱动模式完全不同，现有的工业机械臂、玩具产品、教具等产品中，通常通过在多节连接臂中综合多个轴线相互垂直的转动方式来实现自由度的集成，或者直接简单的叠加X、Y、Z轴移动方式和X、Y、Z轴转动方式来实现自由度的集成，基础实施例则是通过在多个活动臂单元中综合多个驱动轴线和从动部件的轴线相倾斜的转动方式来实现自由度的集成，其中每个动力驱动都是转动自由度，能够通过相同原理的转动结构来满足工业、玩具、教具等领域中对活动臂需求，并且能够做到更灵活的自由度集成，活动臂单元越多则自由度越高，自由度也很容易做到更高。

活动臂系统中的多个活动臂单元都可以是相同原理甚至相同结构构成，整个活动臂系统的加工难度和装配难度相对目前通用的活动臂要降低很多，并且较容易实现模块化运输和装配；更高的自由度使得活动臂系统整体可以包括长管形态，可以模拟动物形态，也可以做成多段弯曲的形态，在一些障碍物较多或者复杂环境中能够更灵活的通过，且能够适配复杂环境，可以应用于工业生产领域，也可以用于医用领域，甚至可以用于玩具领域和教具领域；进一步的，活动臂单元通过若干管体连接，可以把动力部件、传动部件、控制系统设于管体内部，能够很好的保护这些部件，并且在管体与管体之间也便于实现密封，便于安装轴承件，活动臂系统便于应用于无尘环境或者对环境要求较高的场景，有需求的情况下，活动臂系统还可以很方便的套设隔离套；综上所述，基础实施例的活动臂系统功能强大且应用十分广泛。

进一步，连接有中间转动机构的两个活动臂单元设定为前活动臂单元和后活动臂单元，中间转动机构连接前活动臂单元的第一管体和后活动臂单元的第二管体，前活动臂单元的第一管体的中心线、后活动臂单元的第二管体的中心线和中间转动机构的转动中心线相平行；

活动臂系统还包括：

中间轴承件，设于前活动臂单元的第一管体和后活动臂单元的第二管体之间。

进一步，第一管体上背向第二管体的端面设定为第一后端面，第一管体上朝向第二管体的端面设定为第一前端面，第二管体上朝向第一管体的端面设定为第二后端面，第二管体上背向第一管体的端面设定为第二前端面；

第一前端面和第二后端面均垂直于第一转动机构的转动中心线，第一后端面垂直于第一管体的中心线，第二前端面垂直于第二管体的中心线；

第一前端面和第二后端面均为圆形轮廓；

活动臂单元还包括：

第一轴承件，设于第一前端面和第二后端面之间。

进一步，活动臂单元还包括：

第三管体；

第二转动机构，连接第二管体和第三管体，第二转动机构用于驱动第三管体相对第二管体转动；

第二管体的中心线和第三管体的中心线均与第二转动机构的转动中心线相倾斜。

进一步，连接有中间转动机构的两个活动臂单元设定为前活动臂单元和后活动臂单元，中间转动机构连接前活动臂单元的第一管体和后活动臂单元的第三管体，前活动臂单元的第一管体的中心线、后活动臂单元的第三管体的中心线和中间转动机构的转动中心线相平行；

活动臂系统还包括：

中间轴承件，设于前活动臂单元的第一管体和后活动臂单元的第三管体之间。

进一步，第一转动机构的转动中心线与第二转动机构的转动中心线不平行；

第一转动机构的转动中心线与第二管体的中心线之间的倾斜角为[22.5°,45°]，第二转动机构的转动中心线与第二管体的中心线之间的倾斜角为[22.5°,45°]。

进一步，第一转动机构的转动中心线与第二管体的中心线之间的倾斜角等于第二转动机构的转动中心线与第二管体的中心线之间的倾斜角。

进一步，第一管体上背向第二管体的端面设定为第一后端面，第一管体上朝向第二管体的端面设定为第一前端面，第二管体上朝向第一管体的端面设定为第二后端面，第二管体上朝向第三管体的端面设定为第二前端面，第三管体上朝向第二管体的端面设定为第三后端面，第三管体上背向第二管体的端面设定为第三前端面；

第一前端面和第二后端面均垂直于第一转动机构的转动中心线，第二前端面和第三后端面均垂直于第二转动机构的转动中心线，第一后端面垂直于第一管体的中心线，第三前端面垂直于第三管体的中心线；

第一前端面和第二后端面为圆形轮廓，第二前端面和第三后端面为圆形轮廓；

活动臂单元还包括：

第一轴承件，设于第一前端面和第二后端面之间；

第二轴承件，设于第二前端面和第三后端面之间。

进一步，第二管体相对第一管体转动的过程中存在第二管体的中心线与第一管体的中心线相平行的状态；

第三管体相对第二管体转动的过程中存在第三管体的中心线与第二管体的中心线相平行的状态。

进一步，还包括：

端部转动机构，连接第一管体和基座，端部转动机构用于驱动第一管体相对基座转动；

第一管体的中心线与端部转动机构的转动中心线相平行；

活动臂系统还包括：

端部轴承件，设于第一管体和基座之间。

附图说明

图1是活动臂单元的实施例A在状态A下的透视结构示意图，状态A为第一管体的中心线和第二管体的中心线相平行的状态；

图2是活动臂单元的实施例A在状态B下的透视结构示意图，状态B为第一管体的中心线和第二管体的中心线之间的倾斜角最大的状态；

图3是活动臂单元的实施例B在状态A下的透视结构示意图，状态A为第一管体的中心线、第二管体的中心线和第三管体的中心线相平行的状态；

图4是活动臂单元的实施例B在状态B下的透视结构示意图，状态B为第一管体的中心线和第二管体的中心线之间的倾斜角与第二管体的中心线和第三管体的中心线之间的倾斜角均为最大的状态；

图5是活动臂系统实施例在直线延伸状态下的结构示意图；

图6是活动臂系统实施例在弯曲延伸下的结构示意图；

图7是活动臂系统实施例在S形弯曲延伸状态下的结构示意图；

图8是万向节单元之间设置中间轴承件实施例的结构示意图。

附图标号：第一管体110、第一前端面111、第一后端面112、第二管体120、第二前端面121、第二后端面122、第三管体130、第三前端面131、第三后端面132、

第一转动机构210、第二转动机构220、中间转动机构230、端部转动机构240、第一管体的中心线310、第二管体的中心线320、第三管体的中心线330、第一转动机构的转动中心线340、第二转动机构的转动中心线350、中间转动机构的转动中心线360、端部转动机构的转动中心线370、

中间轴承件400、

前万向节单元510、后万向节单元520。

具体实施方式

以下内容将描述本实用新型的若干实施例，包括附图对应的实施例，可以理解的是，附图用于辅助理解本实用新型的技术特征和技术方案，而不应当理解为对本实用新型保护范围的限制。

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，除非另有明确的限定，当某一特征被称为“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上，“固定”、“连接”、“安装”等词应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，本实用新型中所使用的上、下、左、右、顶、底、前、后、内、外等指示的方位或位置关系的描述为基于附图或实施例的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，本实用新型中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是至少两个，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

需要说明的是，本实用新型中如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

需要说明的是，除非另有明确的限定，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。

本活动臂系统旨在提供新的活动臂模式，可适用于工业、自动化、玩具、教学、工程等多个领域，例如可以用于工业化生产中加工、装配、运料等用途的工业机械臂，例如焊接机械臂、运料机械臂等；本活动臂系统可以用于通过复杂管道，可以用于物料运输，可以用于产品的装配和加工，用于此领域时，活动臂系统中的动力传动部件可以采用高精度的部件；本活动臂系统也可以是用于玩具上的结构，例如仿生玩具的运动结构，物料拾取类的玩具上的拾取结构，用于此领域时，活动臂系统中的动力传动部件可以相对的采用精度需求不是很高的部件；本活动臂系统还可以用于教学方面，可以应用于教具上，对活动臂系统的原理进行教学，具体可以是对多级的驱动轴线和从动部件的轴线相倾斜的驱动方式所组成的活动臂系统的原理进行教学；进一步的，本活动臂系统也可以用于产品上，例如可以应用在医用领域的产品上，具体可以是内窥镜产品；本活动臂系统另外可以用于工程领域，例如可以应用在一些工程机械上。

本活动臂系统的基础实施例，参照附图1-附图7，包括多个依次串联的活动臂单元，

其中，参照图1和图2，活动臂单元包括：

第一管体110和第二管体120；

第一转动机构210，连接第一管体110和第二管体120，第一转动机构210用于驱动第二管体120相对第一管体110转动；

第一管体的中心线310和第二管体的中心线320均与第一转动机构的转动中心线340相倾斜；

活动臂系统还包括至少一个中间转动机构230，至少有一对相邻的两个活动臂单元之间连接有中间转动机构230，中间转动机构230用于驱动相邻的两个活动臂单元中的一个相对另一个转动。

可以理解的是，活动臂系统的一端可以设定为固定端，这个固定端可以理解为活动臂系统的一端可以连接一个确定的位置，活动臂系统的一端可以是转动连接该固定端，固定端可以根据需求连接在对应的结构上，具体的，固定端可以安装在基座上；活动臂系统的另一端可以设定为活动端，活动端可以根据需求连接对应的结构，具体的，活动端可以安装夹持装置，也可以安装焊接装置。

可以理解的是，为了便于理解本方案，参照图1-图4，设定活动臂单元中朝向活动端的方向为前方向，朝向固定端的方向为后方向；参照图8，设定活动臂系统中朝向活动端的方向为前方向，朝向固定端的方向为后方向。

参照图1和图2，本活动臂单元通过第一转动机构210驱动第二管体120相对第一管体110转动，设定第一转动机构的转动中心线340与第一管体的中心线310和第二管体的中心线320均相倾斜的方式，使得活动臂单元能够实现一定角度的区域覆盖，即第二管体120能够按照设定的角度绕第一转动机构的转动中心线340转动。

基础实施例的活动臂单元，通过设定从动管体的中心线与转动机构的转动中心线相倾斜的方式，使得转动机构可以驱动从动管体绕转动中心线沿锥形轨迹转动，这种转动模式能够通过串联形成活动臂系统，即可以实现多个相同构造的单元串联形成活动臂系统，便于产品的生产装配、安装和运输，这种模式下，活动臂单元可以做到很小，形状也可以按照仿生方向设计，应用场景和应用领域能够进行拓展。

基础实施例的活动臂系统，相对于目前通用的活动臂，驱动模式完全不同，现有的工业机械臂、玩具产品、教具、工程等产品中，通常通过在多节连接臂中综合多个轴线相互垂直的转动方式来实现自由度的集成，或者直接简单的叠加X、Y、Z轴移动方式和X、Y、Z轴转动方式来实现自由度的集成，基础实施例则是通过在多个活动臂单元中综合多个驱动轴线和从动部件的轴线相倾斜的转动方式来实现自由度的集成，其中每个动力驱动都是转动自由度，能够通过相同原理的转动结构来满足工业、玩具、教具、工程等领域中对活动臂需求，并且能够做到更灵活的自由度集成，活动臂单元越多则自由度越高，自由度也很容易做到更高。

基础实施例的活动臂系统中的多个活动臂单元都可以是相同原理甚至相同结构构成，整个活动臂系统的加工难度和装配难度相对目前通用的活动臂要降低很多，并且较容易实现模块化运输和装配；更高的自由度使得活动臂系统整体可以包括长管形态，可以模拟动物形态，也可以做成多段弯曲的形态，在一些障碍物较多或者复杂环境中能够更灵活的通过，且能够适配复杂环境，可以应用于工业生产领域，也可以用于医用领域，甚至可以用于玩具领域和教具领域；进一步的，活动臂单元通过若干管体连接，可以把动力部件、传动部件、控制系统设于管体内部，能够很好的保护这些部件，并且在管体与管体之间也便于实现密封，便于安装轴承件，活动臂系统便于应用于无尘环境或者对环境要求较高的场景，有需求的情况下，活动臂系统还可以很方便的套设隔离套；综上所述，基础实施例的活动臂系统功能强大且应用十分广泛。

可以理解的是，参照附图1和附图2，本基础实施例中的第一转动机构210可以是第一电机，第一电机可以安装于第一管体110内，第一电机的输出端可以连接第二管体120。此设置下，第一管体110内安装第一电机，中间电机则可以安装到第二管体120内，第一管体110和第二管体120内需要设置的空间相当，因此，第一管体110和第二管体120的形状也可以设置的差不多或者相同，此设置便于部件的生产、装配、运输等，第一管体110和第二管体120之间也便于安装轴承件或密封件，活动臂系统整体形状比较规整美观。

可以理解的是，活动臂系统中的动力部分组成活动臂驱动组件，活动臂驱动组件应用于活动臂单元；活动臂驱动组件包括：

第一转动机构210，连接第一管体110和第二管体120，第一转动机构210用于驱动第二管体120相对第一管体110转动；

第一管体的中心线310和第二管体的中心线320均与第一转动机构的转动中心线340相倾斜。

可以理解的是，活动臂驱动组件还包括：第一谐波减速器，设于第一电机和第二管体120之间。此设置下，能够利用谐波减速器的高传动比来使得第二管体120相对第一管体110的转动更稳定，转动控制更精确。

基础实施例的拓展，参照图1和图2，连接有中间转动机构230的两个活动臂单元设定为前活动臂单元和后活动臂单元，中间转动机构230连接前活动臂单元的第一管体110和后活动臂单元的第二管体120，前活动臂单元的第一管体的中心线310、后活动臂单元的第二管体的中心线320和中间转动机构的转动中心线360相平行。此设置下，相邻的两个活动臂单元的相互靠近的管体之间能够在相互平行的轴线下相对转动，便于活动臂单元的连接，便于活动臂单元之间的轴承件和密封件的安装，便于设定和控制整个活动臂系统的活动范围，每个活动臂单元的活动范围可以通过相对直接的方式整合到整个活动臂系统的活动范围。

可以理解的是，相邻的两个活动臂单元也可以在相互靠近的管体的中心线倾斜中间转动机构的转动中心线的模式下相互转动，此设置进一步提成了活动臂系统的自由度。

基础实施例的拓展，参照图8，活动臂系统还包括：

中间轴承件400，设于前活动臂单元的第一管体110和后活动臂单元的第二管体120之间。此设置下，相邻的活动臂单元之间相靠近的管体之间能够更稳定的相对转动。

基础实施例的拓展，参照图1和图2，第一管体110上背向第二管体120的端面设定为第一后端面112，第一管体110上朝向第二管体120的端面设定为第一前端面111，第二管体120上朝向第一管体110的端面设定为第二后端面122，第二管体120上背向第一管体110的端面设定为第二前端面121；

第一前端面111和第二后端面122均垂直于第一转动机构的转动中心线340，第一后端面112垂直于第一管体的中心线310，第二前端面121垂直于第二管体的中心线320。

此设置下，第一管体110和第二管体120之间可以设置较小的间隙，便于保护管体内的结构，并且在第二管体120相对第一管体110转动的过程中，第一管体110和第二管体120可以做到间隙不变，便于安装轴承结构或者密封结构。

可以理解的是，参照附图3和附图4，第一转动机构210为第一电机，第一电机安装于第二管体120，第一电机的输出端连接第一管体110；

活动臂驱动组件还包括：第一谐波减速器，设于第一电机和第二管体之间；

第二转动机构220为第二电机，第二电机安装于第二管体120，第二电机的输出端连接第三管体130；

活动臂驱动组件还包括：第二谐波减速器，设于第二电机和第三管体之间。

此设置下，充分利用第二管体120的内部空间来同时安装第一电机和第二电机，第一管体110可以设置端部电机或者不设置电机，第三管体130可以设置中间电机，第一管体110和第三管体130可以形状对称。利用谐波减速器的高传动比能够使得第二管体120相对第一管体110的转动、第三管体130相对第二管体120的转动更稳定，转动控制更精确。

基础实施例的拓展，第一前端面111和第二后端面122均为圆形轮廓。此设置下，便于设置轴承件和密封件。

可以理解的是，第一前端面111和第二后端面122均为圆形轮廓的情况下，对应管体上垂直于中心线的截面形状为椭圆形。

基础实施例的拓展，活动臂单元还包括：第一轴承件，设于第一前端面111和第二后端面122之间。此设置下，第一管体110和第二管体120之间能够更稳定的相对转动。

基础实施例的拓展，参照图3和图4，活动臂单元还包括：

第三管体130；

第二转动机构220，连接第二管体120和第三管体130，第二转动机构220用于驱动第三管体130相对第二管体120转动；

第二管体的中心线320和第三管体的中心线330均与第二转动机构的转动中心线350相倾斜。

包括实施例B的本拓展实施例相对于包括实施例A的基础实施例，能够具有更高的自由度集成，在单个活动臂单元中即可实现两级的驱动轴线和从动部件的轴线相倾斜的相对转动方式，能够应对更高的技术要求。

参照图5-图7，可以看到包括三个管体组成的活动臂单元组成的活动臂系统能够很灵活的改变自身的形状，通过每个活动臂单元中两级驱动轴线和从动部件的轴线相倾斜的转动方式结合多个活动臂单元串联所形成的若干个轴线均相倾斜的转动自由度集成，实现从图5直线延伸的状态可以变化到图6的弯曲延伸状态，并能够变化到图7的S形弯曲延伸的状态，进一步的，活动臂系统还可以形成更多形态。

基础实施例的进一步拓展，参照图3和图4，连接有中间转动机构230的两个活动臂单元设定为前活动臂单元和后活动臂单元，中间转动机构230连接前活动臂单元的第一管体110和后活动臂单元的第三管体130，前活动臂单元的第一管体的中心线310、后活动臂单元的第三管体的中心线330和中间转动机构的转动中心线360相平行。此设置下，相邻的两个活动臂单元的相互靠近的管体之间能够在相互平行的轴线下相对转动，便于设定和控制整个活动臂系统的活动范围，每个单元的活动范围可以通过相对直接的方式整合到整个活动臂系统的活动范围。

可以理解的是，相邻的两个活动臂单元也可以在相互靠近的管体的中心线倾斜中间转动机构的转动中心线的模式下相互转动，此设置进一步提成了活动臂系统的自由度。

可以理解的是，参照图1-图4，中间转动机构230为中间电机，中间电机安装于后活动臂单元内，具体可以是后活动臂单元的第三管体130内，中间电机的输出端连接前活动臂单元，具体可以是连接前活动单元的第一管体110。

相应的，中间电机也可以安装于前活动臂单元内，具体可以是前活动臂单元的第一管体110内，中间电机的输出端可以连接后活动臂单元，具体可以是连接后活动单元的第三管体130。此设置下，能够把中间电机设于前活动臂单元或后活动臂单元的内部，保护中间电机。

可以理解的是，活动臂驱动组件还包括：中间谐波减速器，设于中间电机和前活动臂单元之间，具体可以是设于中间电机与前活动臂单元的第一管体之间。此设置下，利用谐波减速器的高传动比能够使得前活动臂单元相对后活动臂单元的转动更稳定，转动控制更精确。

基础实施例的进一步拓展，参照图8，活动臂系统还包括：

中间轴承件400，设于前活动臂单元的第一管体110和后活动臂单元的第三管体130之间。此设置下，相邻的活动臂单元之间相靠近的管体之间能够更稳定的相对转动。

基础实施例的进一步拓展，参照图3和图4，第一转动机构的转动中心线340与第二转动机构的转动中心线350不平行。此设置下，在一个活动臂单元中的两个转动机构能够使得该活动臂单元具有更大的活动范围。

基础实施例的进一步拓展，参照图8，第一转动机构的转动中心线340与第二管体的中心线320之间的倾斜角为[22.5°,45°]，第二转动机构的转动中心线350与第二管体的中心线320之间的倾斜角为[22.5°,45°]。此设置下，能够更好的应用于工业领域，能够保证活动臂系统具有较大活动范围的情况下，能够具备较好的负载能力。

可以理解的是，倾斜角设定于0°,90°]的区间内。

可以理解的是，第一转动机构的转动中心线与第二管体的中心线之间的倾斜角、第二转动机构的转动中心线与第二管体的中心线之间的倾斜角均可以在[22.5°,45°]之外的区间内。

基础实施例的进一步拓展，参照图3和图4，第一转动机构的转动中心线340与第二管体的中心线320之间的倾斜角等于第二转动机构的转动中心线350与第二管体的中心线320之间的倾斜角。此设置下，在一个活动臂单元中的两个转动机构所驱动的转角范围相同，便于设定整个活动臂系统的活动范围。

基础实施例的进一步拓展，参照图3和图4，第一管体110上背向第二管体120的端面设定为第一后端面112，第一管体110上朝向第二管体120的端面设定为第一前端面111，第二管体120上朝向第一管体110的端面设定为第二后端面122，第二管体120上朝向第三管体130的端面设定为第二前端面121，第三管体130上朝向第二管体120的端面设定为第三后端面132，第三管体130上背向第二管体120的端面设定为第三前端面131；

第一前端面111和第二后端面122均垂直于第一转动机构的转动中心线340，第二前端面121和第三后端面132均垂直于第二转动机构的转动中心线350，第一后端面112垂直于第一管体的中心线310，第三前端面131垂直于第三管体的中心线330。

此设置下，第一管体110和第二管体120之间、第二管体120和第三管体130之间均可以设置较小的间隙，便于保护管体内的结构，并且在第二管体120相对第一管体110转动的过程中、在第三管体130相对第二管体120转动的过程中，第一管体110和第二管体120、第二管体120和第三管体130均可以做到间隙不变，便于安装轴承结构或者密封结构。

基础实施例的进一步拓展，第一前端面和第二后端面为圆形轮廓，第二前端面和第三后端面为圆形轮廓。此设置下，便于设置轴承件和密封件。

可以理解的是，第一前端面和第二后端面均为圆形轮廓的情况下，对应管体中垂直于中心线的截面形状为椭圆形。

基础实施例的进一步拓展，活动臂单元还包括：第一轴承件，设于第一前端面和第二后端面之间；第二轴承件，设于第二前端面和第三后端面之间。此设置下，第一管体和第二管体之间、第二管体和第三管体之间均能够更稳定的相对转动。

基础实施例的进一步拓展，第二管体120相对第一管体110转动的过程中存在第二管体的中心线320与第一管体的中心线310相平行的状态。第三管体130相对第二管体120转动的过程中存在第三管体的中心线330与第二管体的中心线320相平行的状态。此设置下，使得活动臂单元能够处于附图1和附图3的状态，使得活动臂系统能够处于附图5的状态，便于设定活动臂系统的初始位置。

基础实施例的进一步拓展，参照图1-图4，活动臂系统还包括：端部转动机构240，连接第一管体110和基座，端部转动机构240用于驱动第一管体110相对基座转动；

第一管体的中心线310与端部转动机构的转动中心线370相平行。

此设置下，便于活动臂系统连接外部的结构，例如基座，并且能够增加整个活动臂系统的自由度。

可以理解的是，基座为概括性特征和环境特征，活动臂系统可以根据需求连接对应安装位置的基座。

可以理解的是，本进一步拓展实施例中，端部转动机构240连接的是活动臂系统靠近基座一端的活动臂单元中的第一管体110。

可以理解的是，端部转动机构240为端部电机，端部电机安装于基座，端部电机的输出端连接第一管体110。此设置下，相对把端部电机安装于第一管体110内，会降低端部电机的安装难度，基座的安装要求相对较低，相应的端部电机也可以安装于基座上。

可以理解的是，活动臂驱动组件还包括：端部谐波减速器，设于端部电机和第一管体110之间。利用谐波减速器的高传动比能够使得活动臂单元相对基座的转动更稳定，转动控制更精确。

基础实施例的进一步拓展，活动臂系统还包括：端部轴承件，设于第一管体和基座之间。此设置下，第一管体和基座之间能够更稳定的相对转动。

可以理解的是，第一转动机构、第二转动机构、中间转动机构、端部转动机构中任一可以是电驱动，例如电机，也可以是气驱动，例如转动气缸，还可以是液压驱动，例如转动液压缸。

可以理解的是，第一转动机构、第二转动机构、中间转动机构、端部转动机构中任一可以是主体安装在一个连接结构上，输出端则连接另一个连接结构，相应的主体安装和输出端连接可以相互转换；例如第一转动机构的主体可以安装在第一管体上，第一转动机构的输出端可以连接第二管体，相应的，也可以反过来，第一转动机构的主体也可以安装在第二管体上，第一转动机构的输出端则可以连接第一管体；具体的，第一转动机构、第二转动机构、中间转动机构、端部转动机构中任一可以安装在对应的连接结构的内部，例如第一转动机构可以安装在第一管体的内部。

可以理解的是，第一管体、第二管体、第三管体均为具有中心线的管即可，具体的，第一管体、第二管体、第三管体中任一的截面可以是圆环形，也可以是椭圆环形。第一管体、第二管体、第三管体中任一的整体形状可以是椎管形状，也可以是直管形状，管体的中心线为管体的中心轴线，可以认为是管体截面的相互垂直的长直径和短直径的交点。

可以理解的是，第一轴承件、第二轴承件、中间轴承件、端部轴承件均选用通用轴承件。

可以理解的是，第一谐波减速器、第二谐波减速器、中间谐波减速器、端部谐波减速器采用通用的谐波减速器的连接方式。

可以理解的是，在图1和图2的实施例A中第一管体110、第二管体120可以设定为相同形状，在图3和图4的实施例B中第一管体110、第三管体130可以设定为相同形状。

需要说明的是，在本说明书可以应用例如“一个实施例”、“一些实施例”、“基础实施例”、“拓展实施例”等术语描述本实用新型的若干实施例，若干实施例中的具体特征、结构、材料或者特点可以在符合本实用新型的原理和宗旨的情况下进行结合。

本说明书虽已经示出和描述的本实用新型的部分实施例，但本实用新型应当并不局限于上述实施例，只要其以相同或等同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下对这些实施例进行变化、修改、等同替换和等同变型等，均应包含在本公开保护的范围之内，应当认为属于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.活动臂系统，其特征在于，包括多个依次串联的活动臂单元，

所述活动臂单元包括：

第一管体(110)和第二管体(120)；

第一转动机构(210)，连接所述第一管体(110)和所述第二管体(120)，所述第一转动机构(210)用于驱动所述第二管体(120)相对所述第一管体(110)转动；

所述第一管体的中心线(310)和所述第二管体的中心线(320)均与所述第一转动机构的转动中心线(340)相倾斜；

所述活动臂系统还包括至少一个中间转动机构(230)，至少有一对相邻的两个所述活动臂单元之间连接有所述中间转动机构(230)，所述中间转动机构(230)用于驱动相邻的两个所述活动臂单元中的一个相对另一个转动。

2.根据权利要求1所述的活动臂系统，其特征在于，连接有所述中间转动机构(230)的两个所述活动臂单元设定为前活动臂单元和后活动臂单元，所述中间转动机构(230)连接所述前活动臂单元的第一管体(110)和所述后活动臂单元的第二管体(120)，所述前活动臂单元的第一管体的中心线(310)、所述后活动臂单元的第二管体的中心线(320)和所述中间转动机构的转动中心线(360)相平行；

所述活动臂系统还包括：

中间轴承件(400)，设于所述前活动臂单元的第一管体(110)和所述后活动臂单元的第二管体(120)之间。

3.根据权利要求1所述的活动臂系统，其特征在于，所述第一管体(110)上背向所述第二管体(120)的端面设定为第一后端面(112)，所述第一管体(110)上朝向所述第二管体(120)的端面设定为第一前端面(111)，所述第二管体(120)上朝向所述第一管体(110)的端面设定为第二后端面(122)，所述第二管体(120)上背向所述第一管体(110)的端面设定为第二前端面(121)；

所述第一前端面(111)和所述第二后端面(122)均垂直于所述第一转动机构的转动中心线(340)，所述第一后端面(112)垂直于所述第一管体的中心线(310)，所述第二前端面(121)垂直于所述第二管体的中心线(320)；

所述第一前端面(111)和所述第二后端面(122)均为圆形轮廓；

所述活动臂单元还包括：

第一轴承件，设于所述第一前端面(111)和所述第二后端面(122)之间。

4.根据权利要求1所述的活动臂系统，其特征在于，

所述活动臂单元还包括：

第三管体(130)；

第二转动机构(220)，连接所述第二管体(120)和所述第三管体(130)，所述第二转动机构(220)用于驱动所述第三管体(130)相对所述第二管体(120)转动；

所述第二管体的中心线(320)和所述第三管体的中心线(330)均与所述第二转动机构的转动中心线(350)相倾斜。

5.根据权利要求4所述的活动臂系统，其特征在于，连接有所述中间转动机构(230)的两个所述活动臂单元设定为前活动臂单元和后活动臂单元，所述中间转动机构(230)连接所述前活动臂单元的第一管体(110)和所述后活动臂单元的第三管体(130)，所述前活动臂单元的第一管体的中心线(310)、所述后活动臂单元的第三管体的中心线(330)和所述中间转动机构的转动中心线(360)相平行；

所述活动臂系统还包括：

中间轴承件(400)，设于所述前活动臂单元的第一管体(110)和所述后活动臂单元的第三管体(130)之间。

6.根据权利要求4所述的活动臂系统，其特征在于，所述第一转动机构的转动中心线(340)与所述第二转动机构的转动中心线(350)不平行；

所述第一转动机构的转动中心线(340)与所述第二管体的中心线(320)之间的倾斜角为[22.5°,45°]，所述第二转动机构的转动中心线(350)与所述第二管体的中心线(320)之间的倾斜角为[22.5°,45°]。

7.根据权利要求6所述的活动臂系统，其特征在于，所述第一转动机构的转动中心线(340)与所述第二管体的中心线(320)之间的倾斜角等于所述第二转动机构的转动中心线(350)与所述第二管体的中心线(320)之间的倾斜角。

8.根据权利要求4所述的活动臂系统，其特征在于，所述第一管体(110)上背向所述第二管体(120)的端面设定为第一后端面(112)，所述第一管体(110)上朝向所述第二管体(120)的端面设定为第一前端面(111)，所述第二管体(120)上朝向所述第一管体(110)的端面设定为第二后端面(122)，所述第二管体(120)上朝向所述第三管体(130)的端面设定为第二前端面(121)，所述第三管体(130)上朝向所述第二管体(120)的端面设定为第三后端面(132)，所述第三管体(130)上背向所述第二管体(120)的端面设定为第三前端面(131)；

所述第一前端面(111)和所述第二后端面(122)均垂直于所述第一转动机构的转动中心线(340)，所述第二前端面(121)和所述第三后端面(132)均垂直于所述第二转动机构的转动中心线(350)，所述第一后端面(112)垂直于所述第一管体的中心线(310)，所述第三前端面(131)垂直于所述第三管体的中心线(330)；

所述第一前端面(111)和所述第二后端面(122)为圆形轮廓，所述第二前端面(121)和第三后端面(132)为圆形轮廓；

所述活动臂单元还包括：

第一轴承件，设于所述第一前端面(111)和所述第二后端面(122)之间；

第二轴承件，设于所述第二前端面(121)和所述第三后端面(132)之间。

9.根据权利要求4所述的活动臂系统，其特征在于，所述第二管体(120)相对所述第一管体(110)转动的过程中存在所述第二管体的中心线(320)与所述第一管体的中心线(310)相平行的状态；

所述第三管体(130)相对所述第二管体(120)转动的过程中存在所述第三管体的中心线(330)与所述第二管体的中心线(320)相平行的状态。

10.根据权利要求1或4所述的活动臂系统，其特征在于，还包括：

端部转动机构(240)，连接所述第一管体(110)和基座，所述端部转动机构(240)用于驱动所述第一管体(110)相对所述基座转动；

所述第一管体的中心线(310)与所述端部转动机构的转动中心线(370)相平行；

所述活动臂系统还包括：

端部轴承件，设于所述第一管体(110)和所述基座之间。

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