本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种仿人服务机器人机械臂。
背景技术：
仿人服务机器人受限于智能语音语义技术发展的限制，其机械臂在人机交互和人机协作功能中起到很重要的作用。而市场上现有的仿人服务机器人机械臂大都存在活动关节数少、外形尺寸与人体尺寸差异较大和负载能力差的缺点，从而造成了市场上大多仿人服务机器人只能完成较为简单的动作，且不能完成重量较大的物品搬运动作。
因此，需要提供一种活动关节数较多且负载能力强的仿人服务机器人机械臂。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种仿人服务机器人机械臂，用以解决现有机器人的机械臂活动关节数少且负载能力差的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种仿人服务机器人机械臂，包括肩关节机构，于所述肩关节机构的下端螺栓连接有大臂机构，于所述大臂机构的下端螺栓连接有肘关节机构，于所述肘关节机构的下端螺栓连接有小臂机构。
其中，所述肩关节机构包括肩部胸腔连接件，于所述肩部胸腔连接件的一侧通过螺栓固定有第一电机固定座，于所述第一电机固定座的端部通过螺栓固定有肩部驱动电机，于所述肩部胸腔连接件的另一侧通过螺栓固定有第一谐波减速器，于所述第一谐波减速器的远离所述肩部胸腔连接件的一端通过螺栓固定有U型连接件，于所述第一谐波减速器的靠近U型连接件的一端的端部的边缘处通过螺栓固定有第一编码器，于所述U型连接件上通过螺栓固定有一端挤压到所述第一编码器上的L型的第一编码器检测支架，于所述U型连接件的第一挡板上通过螺栓固定有第二电机固定座，于所述第二电机固定座和所述U型连接件的第二挡板之间设置有用螺栓固定连接的T型连接件和第二谐波减速器，所述第二谐波减速器的一端用螺栓固定在所述第一挡板上，所述T型连接件旋接于穿设于所述第二电机固定座内的轴承上；于所述第一挡板的外侧通过螺栓固定有第二编码器和第二编码器检测支架；于所述第一谐波减速器的远离所述肩部驱动电机的一侧的外壁上通过螺栓固定有肩部电机驱动板；于所述T型连接件的下端通过螺纹旋接有肩部大臂连接件。
其中，所述肩部胸腔连接件包括盘状的第一连接件和与所述第一连接件一体成型的第二连接件；于所述第一连接件的边缘处穿设有与所述第一谐波减速器相适应的螺纹孔；于所述第二连接件的边缘处穿设有与第一电机固定座相适应的螺纹孔。
其中，于所述第一谐波减速器的靠近肩部胸腔连接件的一端通过螺纹旋接有第一同步带轮；在所述肩部驱动电机的输出端包裹有第一同步齿形带，所述第一同步齿形带的另一端包裹于所述第一同步带轮上以驱动第一谐波减速器。
其中，所述大臂机构包括圆盘状的第三谐波减速器，于所述第三谐波减速器的下端的边缘处通过螺栓固定有圆环状的第三编码器，于所述第三谐波减速器的上端通过螺栓固定有第一减速器端盖，于所述第一减速器端盖的上端通过螺栓固定有圆筒状的大臂筒型件；
于所述第一减速器端盖的上端通过螺栓固定有凸型的第三电机固定座，于所述第三电机固定座的上端通过螺栓固定有沿着所述大臂筒型件的轴向延伸的大臂驱动电机；所述大臂驱动电机通过第二同步带轮和第二同步齿形带驱动第三谐波减速器；
所述第一电路板支架和所述第二电路板支架分别用螺栓固定于所述第一减速器端盖上；于所述第一电路板支架和所述第二电路板支架上均螺纹连接有大臂驱动电路板。
其中，于所述大臂筒型件的侧壁上穿设有至少2个安装调节窗口。
其中，所述肘关节机构包括肘部U型件，于所述肘部U型件的上部的通过螺栓固定有第四电机固定座，于所述肘部U型件的上部穿设有端部螺纹连接到所述第四电机固定座上的肘部驱动电机，于所述肘部驱动电机的输出轴上旋接有电机轴套，于所述肘部U型件的下部穿设有用螺栓固定的第四谐波减速器，于所述第四谐波减速器的一端通过螺栓固定有肘部转动轴，于所述第四谐波减速器的另一端旋接有减速器转动轴，于所述第四谐波减速器的端部通过螺纹固定有套设于所述减速器转动轴上的第二减速器端盖，于所述肘部U型件的下部通过螺栓固定有罩设于所述肘部转动轴的端部的轴承端盖，于所述轴承端盖上通过螺栓固定有第四编码器，于所述第四谐波减速器的端部的通过螺栓固定有第一肘部小臂连接件。
其中，所述小臂机构包括小臂筒型件，于所述小臂筒型件的内腔下部的小臂端盖上通过螺栓固定有第五电机固定座，于所述第五电机固定座的上端通过螺栓固定有小臂驱动电机，于所述小臂筒型件的下端的边缘处通过螺栓固定有圆环状的第五编码器，于所述小臂筒型件的上端通过螺栓固定有与所述第一肘部小臂连接件相匹配的第二肘部小臂连接件，于所述小臂筒型件的下端通过螺栓固定有小臂端盖，在穿设于所述小臂端盖的轴承内旋设有小臂手部连接件，于所述小臂筒型件内通过螺栓固定有与所述小臂驱动电机电连接的小臂电机驱动板。
本实用新型具有如下优点：
本实用新型的仿人服务机器人机械臂，包括肩关节机构，于所述肩关节机构的下端螺栓连接有大臂机构，于所述大臂机构的下端螺栓连接有肘关节机构，于所述肘关节机构的下端螺栓连接有小臂机构；
所述肩关节机构通过肩部胸腔连接件可以将机器人的肩部和胸部连接起来；肩关节机构通过U型连接件、T型连接件和肩部大臂连接件可以将机器人的肩部和大臂机构连接起来；
所述肘关节机构通过肘部U型件与大臂机构相连，通过第一肘部小臂连接件和小臂机构相连接；
所述小臂机构通过第二肘部小臂连接件和肘关节机构相连，通过小臂手部连接件和手臂相连；这样本实用新型的仿人服务机器人机械臂就通过多个连接结构连接起来，可以活动的关节数量较多，可以实现多种运动；
在所述肩关节机构上设置有两个肩部驱动电机，在所述大臂机构上设置有大臂驱动电机，在所述肘关节机构上设置有肘部驱动电机，在所述小臂机构上设置有小臂驱动电机，本实用新型仿人服务机器人机械臂通过上述5个高功率电机提高了其负载能力，可以搬运重量更大的物品。
附图说明
图1是本实用新型的仿人服务机器人机械臂的装配图。
图2是本实用新型型仿人服务机器人机械臂肩关节机构装配图。
图3是本实用新型型仿人服务机器人机械臂大臂机构装配图。
图4是本实用新型型仿人服务机器人机械臂肘关节机构装配图。
图5是本实用新型型仿人服务机器人机械臂小臂机构装配图。
1-肩关节机构；11-肩部电机驱动板；12-肩部胸腔连接件；13-第一谐波减速器；14-肩部驱动电机；15-第一电机固定座；16-第一编码器；17- 第二编码器；18-第二编码器检测支架；19-第一编码器检测支架；110-U 型连接件；111-第二电机固定座；112-T型连接件；113-第二谐波减速器； 114-肩部大臂连接件；2-大臂机构；21-大臂驱动电路板；22-第一电路板支架；23-第三谐波减速器；24-第三编码器；25-大臂筒型件；26-大臂驱动电机；27-第二电路板支架；28-第一减速器端盖；29-第三电机固定座； 3-肘关节机构；31-肘部驱动电机；32-肘部U型件；33-第四编码器；34- 轴承端盖；35-肘部转动轴；36-电机轴套；37-第四电机固定座；38-第二减速器端盖；39-减速器转动轴；310-第四谐波减速器；311-第一肘部小臂连接件；4-小臂机构；41-小臂驱动电机；42-小臂筒型件；43-第五电机固定座；44-第五编码器；45-第二肘部小臂连接件；46-小臂电机驱动板； 47-小臂端盖；48-小臂手部连接件。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1
本实施例1的仿人服务机器人机械臂，包括肩关节机构1，于所述肩关节机构1的下端螺栓连接有大臂机构2，于所述大臂机构2的下端螺栓连接有肘关节机构3，于所述肘关节机构3的下端螺栓连接有小臂机构4。
所述肩关节机构1包括肩部胸腔连接件12，于所述肩部胸腔连接件 12的一侧通过螺栓固定有第一电机固定座15，于所述第一电机固定座15 的端部通过螺栓固定有肩部驱动电机14，于所述肩部胸腔连接件12的另一侧通过螺栓固定有第一谐波减速器13，于所述第一谐波减速器13的远离所述肩部胸腔连接件12的一端通过螺栓固定有U型连接件110，于所述第一谐波减速器13的靠近U型连接件110的一端的端部的边缘处通过螺栓固定有第一编码器16，于所述U型连接件110上通过螺栓固定有一端挤压到所述第一编码器16上的L型的第一编码器检测支架19，于所述 U型连接件110的第一挡板上通过螺栓固定有第二电机固定座111，于所述第二电机固定座111和所述U型连接件110的第二挡板之间设置有用螺栓固定连接的T型连接件112和第二谐波减速器113，所述第二谐波减速器113的一端用螺栓固定在所述第一挡板上，所述T型连接件112旋接于穿设于所述第二电机固定座111内的轴承上；于所述第一挡板的外侧通过螺栓固定有第二编码器17和第二编码器检测支架18；于所述第一谐波减速器13的远离所述肩部驱动电机14的一侧的外壁上通过螺栓固定有肩部电机驱动板11；于所述T型连接件112的下端通过螺纹旋接有肩部大臂连接件114。所述肩部胸腔连接件12包括盘状的第一连接件和与所述第一连接件一体成型的第二连接件；于所述第一连接件的边缘处穿设有与所述第一谐波减速器13相适应的螺纹孔；于所述第二连接件的边缘处穿设有与第一电机固定座15相适应的螺纹孔。于所述第一谐波减速器13的靠近肩部胸腔连接件12的一端通过螺纹旋接有第一同步带轮；在所述肩部驱动电机14的输出端包裹有第一同步齿形带，所述第一同步齿形带的另一端包裹于所述第一同步带轮上以驱动第一谐波减速器13。
本实施例1的肩关节机构1通过肩部胸腔连接件12可以将机器人的胸部和肩部连接起来，通过U型连接件110、T型连接件112和肩部大臂连接件114将机器人的肩部和大臂连接起来，实现了肩关节在Pitch和 Roll两个方向上的运动，提高了机械臂运动的灵活性；
在所述肩部电机驱动板11的控制肩部驱动电机14转动，所述肩部驱动电机14通过同步带轮和同步齿形带带动第一谐波减速器13旋转，由第一谐波减速器13带动U型连接件110、T型连接件112和肩部大臂连接件114在Pitch方向上转动，从而实现肩关节机构1和大臂机构2的一起协调运动；由肩部驱动电机14提供肩关节机构1运动动力。
实施例2
进一步，实施例2是在实施例1的基础上增加如下特征和连接关系：
所述大臂机构2包括圆盘状的第三谐波减速23，于所述第三谐波减速器23的下端的边缘处通过螺栓固定有圆环状的第三编码器24，于所述第三谐波减速器23的上端通过螺栓固定有第一减速器端盖28，于所述第一减速器端盖28的上端通过螺栓固定有圆筒状的大臂筒型件25；于所述第一减速器端盖28的上端通过螺栓固定有凸型的第三电机固定座29，于所述第三电机固定座29的上端通过螺栓固定有沿着所述大臂筒型件25 的轴向延伸的大臂驱动电机26；所述大臂驱动电机26通过第二同步带轮和第二同步齿形带驱动第三谐波减速器23；于所述大臂筒型件25的内腔的两侧的分别用螺栓固定有第一电路板支架22和第二电路板支架27；于所述第一电路板支架22和所述第二电路板支架27上均螺纹连接有大臂驱动电路板21。于所述大臂筒型件25的侧壁上穿设有3个安装调节窗口。
本实施例2用大臂筒型件25将大臂机构2的所有结构安装固定，这样就简化了安装过程和内部线路布线，提高了结构的稳定性；大臂机构2 的尺寸和外形和人体大臂的尺寸和外形接近，便于代替人做工作；
通过所述第一电路板支架22和所述第二电路板支架27将大臂驱动电路板21固定牢固，所述大臂驱动电路板21控制大臂驱动电机26运转，由大臂驱动电机26驱动第三谐波减速器23转动，最终将大臂机构2的运动输出。
实施例3
进一步，实施例3是在实施例2的基础上增加如下特征和连接关系：：
所述肘关节机构3包括肘部U型件32，于所述肘部U型件32的上部的通过螺栓固定有第四电机固定座37，于所述肘部U型件32的上部穿设有端部螺纹连接到所述第四电机固定座37上的肘部驱动电机31，于所述肘部驱动电机31的输出轴上旋接有电机轴套36，于所述肘部U型件32的下部穿设有用螺栓固定的第四谐波减速器310，于所述第四谐波减速器310的一端通过螺栓固定有肘部转动轴35，于所述第四谐波减速器310的另一端旋接有减速器转动轴39，于所述第四谐波减速器310的端部通过螺纹固定有套设于所述减速器转动轴39上的第二减速器端盖 38，于所述肘部U型件32的下部通过螺栓固定有罩设于所述肘部转动轴 35的端部的轴承端盖34，于所述轴承端盖34上通过螺栓固定有第四编码器33，于所述第四谐波减速器310的端部的通过螺栓固定有第一肘部小臂连接件311。
本实施例3通过肘部U型件32将肘关节机构3的所有结构连接起来，从而将所有与肘关节相关的零部件组合成一个整体，提高了肘关节机构3 的强度和稳定性。
所述肘部驱动电机31通过电机轴套36、同步带轮、同步齿形带和减速器转动轴39带动第四谐波减速器310和肘部转动轴35转动，从而将动力输出；并通过第一肘部小臂连接件311将肘关节机构3的运动传递到小臂机构4。
所述小臂机构4包括小臂筒型件42，于所述小臂筒型件42的内腔下部的小臂端盖47上通过螺栓固定有第五电机固定座43，于所述第五电机固定座43的上端通过螺栓固定有小臂驱动电机41，于所述小臂筒型件 42的下端的边缘处通过螺栓固定有圆环状的第五编码器44，于所述小臂筒型件42的上端通过螺栓固定有与所述第一肘部小臂连接件311相匹配的第二肘部小臂连接件45，于所述小臂筒型件42的下端通过螺栓固定有小臂端盖47，在穿设于所述小臂端盖47的轴承内旋设有小臂手部连接件 48，于所述小臂筒型件42内通过螺栓固定有与所述小臂驱动电机41电连接的小臂电机驱动板46。
本实施例3通过小臂筒型件42将小臂机构4的所有零部件连接起来；所述小臂筒型件42为一体成型的圆柱状结构，其强度较高，承载能力较强，且占用空间较小；在小臂筒型件42的外壁上开设有调节窗口，便于在安装和使用过程中进行调试；
所述小臂电机驱动板46控制小臂驱动电机41运行以驱动小臂机构4 运动；小臂机构4通过小臂手部连接件48连接带动手部运动，通过第二肘部小臂连接件45连接肘关节机构3，可以将肘关节机构3的运动传递到小臂机构4。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。