CN218488455U - 足式机器人的机械臂及足式机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种足式机器人的机械臂及足式机器人，包括：相互铰接的上臂和前臂、上臂的上端通过肩关节活动组件铰接有肩关节座，肩关节座上设置有力矩电机和谐波减速器，力矩电机输出扭矩并与谐波减速器配合来带动上臂前后摆动，肩关节活动组件包括第一电机和与第一电机输出轴啮合的第一扇形齿轮，第一电机输出扭矩带动上臂左右摆动，上臂和前臂之间设置有肘关节活动组件，肘关节活动组件包括第二电机和与第二电机输出轴啮合的第二扇形齿轮，第二电机输出扭矩带动前臂前后摆动，本实用新型设计的机械臂具有成本低，负载效果好，且易于操控，运动精度高的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种足式机器人的机械臂及足式机器人。
背景技术
目前，无论是用于工业应用的机械臂，还是高性能的足式机器人，都对关节动力单元有较高的要求。都希望关节单元动力强劲、结构紧凑，输出转动惯性小，且成本低。目前现有的机器人关节，一般是由关节电机实现动作，但是市面上的关节电机价格昂贵，使用成本高，且负载小，严格限制的机器人的使用性能。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种足式机器人的机械臂及足式机器人，从而解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种足式机器人的机械臂，包括：相互铰接的上臂和前臂、所述上臂的上端通过肩关节活动组件铰接有肩关节座，所述肩关节座上设置有力矩电机和谐波减速器，所述力矩电机输出扭矩并与谐波减速器配合来带动上臂前后摆动，所述肩关节活动组件包括第一电机和与所述第一电机输出轴啮合的第一扇形齿轮，所述第一电机输出扭矩带动所述上臂左右摆动，所述上臂和所述前臂之间设置有肘关节活动组件，所述肘关节活动组件包括第二电机和与所述第二电机输出轴啮合的第二扇形齿轮，所述第二电机输出扭矩带动所述前臂前后摆动。
进一步地，所述第一电机输出轴长度方向沿人体前后方向，所述第二电机输出轴长度方向沿人体左右方向。
进一步地，所述上臂的上端与所述肩关节座之间具有第一转轴，所述第一转轴与所述肩关节座固定连接，所述第一转轴与所述上臂上端通过轴承转动连接。
进一步地，所述第一扇形齿轮固定于所述第一转轴端部。
进一步地，所述第一扇形齿轮的圆心角为45°～90°之间。
进一步地，所述上臂和所述前臂之间具有第二转轴，所述第二转轴与所述上臂下端通过轴承转动连接，所述第二转轴与所述前臂上端固定连接。
进一步地，所述第二扇形齿轮与所述第二转轴固定连接，所述第二电机固定于所述上臂下端。
进一步地，所述第二扇形齿轮的圆形角大于90°。
进一步地，所述前臂的下端固定连接或铰接有手掌。
本实用新型还公开了一种足式机器人，采用前述的机械臂。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的机械臂，作为一种仿生手臂，通过肩关节座、上臂、前臂和手掌作为机械臂的骨架，其结构类似于人体的骨骼，为了实现手臂的灵活动作，设计了力矩电机和谐波减速器来带动机械臂前后摆动，采用肩关节活动组件来带动机械臂左右摆动，通过肘关节活动组件来带动前臂以及手掌相对于上臂进行摆动，构成了机械臂的动作系统，在肩关节活动组件和肘关节活动组件中均采用电机作为动力输出源，成本低，负载效果好，且易于操控，运动精度高。
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中记载的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中足式机器人的机械臂的结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为本实用新型实施例中足式机器人的机械臂的前视图；
图4为图3中B处放大图；
图5为本实用新型实施例中足式机器人的机械臂的右视图；
图6为图5中C-C处剖视图。
附图标记：1、上臂；2、前臂；3、肩关节座；4、手掌；5、力矩电机；6、谐波减速器；7、第一电机；8、第一扇形齿轮；9、第二电机；10、第二扇形齿轮；11、第一转轴；12、第二转轴。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-6所示的足式机器人的机械臂，其中骨架部分从上到下依次包括肩关节座3、上臂1、前臂2和手掌4，肩关节座3与人体躯干进行连接，同时，肩关节座3还与上臂1的上端通过肩关节活动组件进行连接，肩关节活动组件包括第一电机7和与第一电机7输出轴啮合的第一扇形齿轮8，第一电机7输出扭矩带动上臂1以第一转轴11为转动支点，做左右摆动动作，在肩关节座3内设置有力矩电机5和谐波减速器6，力矩电机5输出扭矩并与谐波减速器6配合来带动上臂1做前后摆动动作，其中力矩电机5和谐波减速器6均可从现有技术中获取，本实用新型采用的谐波减速器6通过直接购买获得，具体的使用方式和使用原理可参照现有技术，本实用新型将谐波减速器6用于关节转动，为了实现前臂2的摆动，上臂1和前臂2之间设置有肘关节活动组件，肘关节活动组件包括第二电机9和与第二电机9输出轴啮合的第二扇形齿轮10，第二电机9输出扭矩带动前臂2前后摆动。
本实用新型提出的机械臂，作为一种仿生手臂，通过肩关节座3、上臂1、前臂2和手掌4作为机械臂的骨架，其结构类似于人体的骨骼，为了实现手臂的灵活动作，本实用新型中设计了力矩电机5和谐波减速器6来带动机械臂前后摆动，采用肩关节活动组件来带动机械臂左右摆动，通过肘关节活动组件来带动前臂2以及手掌4相对于上臂1进行摆动，构成了机械臂的动作系统，本实用新型中采用的第一电机7和第二电机9可采用力矩电机或伺服电机，采用电机配合齿轮的方式使得动作稳定且精度高，易于操控。
如图1所示，作为上述实施例的具体公开，第一电机7输出轴长度方向沿人体前后方向，第二电机9输出轴长度方向沿人体左右方向，第一电机7输出轴长度方向和第二电机输出轴9长度方向相互垂直，从而使前臂2能在两个方向进行自由摆动。
如图1和2所示，本实用新型提出了一种具体的结构，上臂1的上端与肩关节座3之间具有第一转轴11，第一转轴11与肩关节座3固定连接，第一转轴11与上臂1上端通过轴承转动连接，第一扇形齿轮8固定于第一转轴11端部，由于第一扇形齿轮8是间接固定于肩关节座3上的，所以在第一电机7的输出轴发生转动时，第一电机7的输出轴与第一扇形齿轮8的接触位置发生改变，使得上臂1相对于人体躯体发生左右摆动。
更具体的，第一扇形齿轮8的圆心角为45°～90°之间，第一电机7的输出轴与第一扇形齿轮8进行啮合，从图2中可以看出，上臂1可以从竖直状态向上抬升，抬升的范围根据第一扇形齿轮8的圆心角决定，但是为了降低操控难度，同时也是为了更加仿生，符合人体动作幅度，特别的，将第一扇形齿轮8的圆心角设计在45°～90°之间。
如图1和3所示，上臂1和前臂2之间具有第二转轴12，第二转轴12与上臂1下端通过轴承转动连接，第二转轴12与前臂2上端固定连接，第二扇形齿轮10与第二转轴12固定连接，第二电机9固定于上臂1下端，第二扇形齿轮10的圆形角大于90°，由于第二扇形齿轮10是间接固定于前臂2上的，所以在第二电机9输出轴发生转动时，第二电机9的输出轴与第二扇形齿轮10的接触位置发生改变，使得前臂2能够以第二转轴12为支点进行上下摆动。
更具体的，前臂2的下端固定连接或铰接有手掌4，固定连接的方式可以参照本实施例的附图1，采用铰接的方式是用于让手掌4活动起来，可以采用如力矩电机5和谐波减速器6配合的方式实现手掌4的转动，也可以直接从现有技术中获取相应的技术手段，在此不再赘述。
本实用新型还公开了一种足式机器人，采用前述的机械臂作为足式机器人的两条胳膊，具体的使用方式和使用效果参照前述内容。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种足式机器人的机械臂，其特征在于，包括：相互铰接的上臂(1)和前臂(2)、所述上臂(1)的上端通过肩关节活动组件铰接有肩关节座(3)，所述肩关节座(3)上设置有力矩电机(5)和谐波减速器(6)，所述力矩电机(5)输出扭矩并与谐波减速器(6)配合来带动上臂(1)前后摆动，所述肩关节活动组件包括第一电机(7)和与所述第一电机(7)输出轴啮合的第一扇形齿轮(8)，所述第一电机(7)输出扭矩带动所述上臂(1)左右摆动，所述上臂(1)和所述前臂(2)之间设置有肘关节活动组件，所述肘关节活动组件包括第二电机(9)和与所述第二电机(9)输出轴啮合的第二扇形齿轮(10)，所述第二电机(9)输出扭矩带动所述前臂(2)前后摆动。
2.根据权利要求1所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述第一电机(7)输出轴长度方向沿人体前后方向，所述第二电机(9)输出轴长度方向沿人体左右方向。
3.根据权利要求2所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述上臂(1)的上端与所述肩关节座(3)之间具有第一转轴(11)，所述第一转轴(11)与所述肩关节座(3)固定连接，所述第一转轴(11)与所述上臂(1)上端通过轴承转动连接。
4.根据权利要求3所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述第一扇形齿轮(8)固定于所述第一转轴(11)端部。
5.根据权利要求4所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述第一扇形齿轮(8)的圆心角为45°～90°之间。
6.根据权利要求2所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述上臂(1)和所述前臂(2)之间具有第二转轴(12)，所述第二转轴(12)与所述上臂(1)下端通过轴承转动连接，所述第二转轴(12)与所述前臂(2)上端固定连接。
7.根据权利要求6所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述第二扇形齿轮(10)与所述第二转轴(12)固定连接，所述第二电机(9)固定于所述上臂(1)下端。
8.根据权利要求7所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述第二扇形齿轮(10)的圆形角大于90°。
9.根据权利要求1所述的足式机器人的机械臂，其特征在于，所述前臂(2)的下端固定连接或铰接有手掌(4)。
10.一种足式机器人，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的机械臂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222869356.1U CN218488455U (zh) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 足式机器人的机械臂及足式机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202222869356.1U CN218488455U (zh) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 足式机器人的机械臂及足式机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218488455U true CN218488455U (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=85196523
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222869356.1U Active CN218488455U (zh) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 足式机器人的机械臂及足式机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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2022
- 2022-10-28 CN CN202222869356.1U patent/CN218488455U/zh active Active
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