一种仿生机械臂传动结构

本实用新型涉及仿生机械臂传动技术领域，具体为一种仿生机械臂传动结构。

背景技术：

仿生机械手臂是机器人技术与生物力学相结合的产物，所以研究仿生机械手臂有着极其重要的意义，随着仿生技术的发展，仿生机器人广泛参与到日常生活中的各个环节。与传统机械结构相比，使用基于机器人学与人体工程力学的仿生机械手臂也极大的方便了残障人士，可以用于残障人士的日常生活和工作中。因此，仿生机械臂的机械关节的传动结构设计变得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种仿生机械臂传动结构，为了克服现有技术自由度少并且不灵活的不足，仿生机械臂通过各个关节的转动，实现如同人的手臂一般自由转动，具有高度的仿生特性，以便更好的模拟人的手臂抓取物体。而且各关节的转动采用减速电机来控制运动状态与角度等，使得扭矩更大、操作控制更加简单、对物体的抓取与投放更加可靠稳定，带来更好的使用与二次开发前景。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种仿生机械臂传动结构，包括第一肩部组件、第二肩部组件、第三肘部组件、第四肘部组件、第五腕部组件、第六腕部组件和第七抓取机械手部组件。

进一步地，所述第一肩部组件包括关节固定块a、关节连接装置b、第一减速电机、第一气动伸缩杆，第二气动伸缩杆，第三气动伸缩杆，第四气动伸缩杆；所述第一减速电机固定安装于关节固定块a一端的安装孔位处，所述第一气动伸缩杆，第二气动伸缩杆，第三气动伸缩杆，第四气动伸缩杆安装在关节固定块a与关节连接装置b的两端。

进一步地，所述第二肩部组件包括第二减速电机、减速电机固定板、第二肩部传动轴；所述第二减速电机安装于减速电机固定板处，所述第二肩部传动轴嵌入安装于关节连接装置b的位孔内，并且第二肩部传动轴通过第二减速电机传动。

进一步地，所述第三肘部组件包括关节连接装置c、第三减速电机、第五气动伸缩杆、第六气动伸缩杆；所述第三减速电机安装于关节连接装置c一端的安装孔位内，所述第五气动伸缩杆、第六气动伸缩杆安装于关节连接装置c安装孔位的两端，并且第三肘部组件通过第三减速电机进行传动。

进一步地，所述第四肘部组件包括第四减速电机、传动套筒、第四肘部传动轴；所述第四减速电机嵌合安装于传动套筒的安装孔位内，并且第四肘部传动轴通过第四减速电机传动。

进一步地，所述第五腕部组件包括第五减速电机、第七气动伸缩杆和转轴组件；所述第五减速电机与第一转轴组件连接，第一转轴组件并通过螺丝固定，所述第七气动伸缩杆安装于第一转轴组件的两端。

进一步地，所述第六腕部组件包括第六减速电机、第二转轴组件、关节连接件d；所述第六减速电机安装于第二转轴组件，第二转轴组件并通过螺丝固定，所述关节连接件d安装与第二转轴组件的末端，所述第七抓取机械手部组件安装与关节连接件d一端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本仿生机械臂传动结构通过各个关节的转动，实现如同人的手臂一般自由转动，具有高度的仿生特性，以便更好的模拟人的手臂抓取物体。而且各关节的转动采用减速电机来控制运动状态与角度等，使得扭矩更大、操作控制更加简单、对物体的抓取与投放更加可靠稳定，带来更好的使用与二次开发前景。这一过程的具体表现为：通过第一肩部组件与第二肩部组件连接，实现仿生机械臂可以模拟人的肩部关节在空间自由转动的活动状态，可外展、内收、内旋、外旋，并且第一肩部组件所需要的驱动力矩较大，因此采用第一气动伸缩杆、第二气动伸缩杆、第三气动伸缩杆、第四气动伸缩杆作为重力矩平衡装置减小关节处力矩；通过第三肘部组件与第四肘部组件活动连接，实现仿生机械臂可以模拟人的肘部关节在空间的自由转动，可弯曲、伸展、内旋、外旋，并且第三肘部组件采用第五气动伸缩杆、第六气动伸缩杆作为重力矩平衡装置减小关节处力矩；通过第五腕部组件与第六腕部组件活动连接，实现仿生机械臂可以模拟人的腕部关节在空间的自由转动，可任意翻转、调节机械手腕部的角度并带动第七手部组件转动，并且第五腕部组件采用第七气动伸缩杆作为重力矩平衡装置减小关节处力矩；仿生机械臂各个关节相互配合转动，可以高度的模拟人的大臂与小臂各个关节的活动。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构正视图；

图2为本实用新型的整体结构俯视图；

图3为本实用新型的整体结构左视图；

图4为本实用新型的肩部组件与肘部组件结构图；

图5为本实用新型的腕部组件与抓取机械手部组件结构图；

图中：1、第一肩部组件；2、第二肩部组件；3、第三肘部组件；4、第四肘部组件；5、第五腕部组件；6、第六腕部组件；7、第七抓取机械手部组件；8、第一减速电机；9、第一气动伸缩杆；10、第二气动伸缩杆；11、第三气动伸缩杆；12、第四气动伸缩杆；13关节固定块a；14、关节连接装置b；15、关节连接装置c；16、第二减速电机；17、减速电机固定板；18、第二肩部传动轴；19、第三减速电机；20、第五气动伸缩杆；21、第六气动伸缩杆；22、第四减速电机；23、传动套筒；24、肘部传动轴；25、第五减速电机；26、第七气动伸缩杆；27、第一转轴组件；28、第六减速电机；29、第二转轴组件；30、关节连接件d。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-5，一种仿生机械臂传动结构，包括第一肩部组件1、第二肩部组件2、第三肘部组件3、第四肘部组件4、第五腕部组件5、第六腕部组件6和第七抓取机械手部组件7。

第一肩部组件1包括关节固定块a13、关节连接装置b14、第一减速电机8、第一气动伸缩杆9，第二气动伸缩杆10，第三气动伸缩杆11，第四气动伸缩杆12；其中，第一减速电机8固定安装于关节固定块a13一端的安装孔位处，第一气动伸缩杆9，第二气动伸缩杆10，第三气动伸缩杆11，第四气动伸缩杆12安装在关节固定块a13与关节连接装置b14的两端。

第二肩部组件2包括第二减速电机16、减速电机固定板17、第二肩部传动轴18；其中，第二减速电机16安装于减速电机固定板17处，第二肩部传动轴18嵌入安装于关节连接装置b14的位孔内，并且第二肩部传动轴18通过第二减速电机16传动。

通过第一肩部组件与第二肩部组件连接，实现仿生机械臂可以模拟人的肩部关节在空间自由转动的活动状态，可外展、内收、内旋、外旋。

第三肘部组件3包括关节连接装置c15、第三减速电机19、第五气动伸缩杆20、第六气动伸缩杆21；其中，第三减速电机19安装于关节连接装置c15一端的安装孔位内，第五气动伸缩杆20、第六气动伸缩杆21安装于关节连接装置c15安装孔位的两端，并且第三肘部组件3通过第三减速电机19进行传动。

第四肘部组件4包括第四减速电机22、传动套筒23、第四肘部传动轴24；其中，第四减速电机22嵌合安装于传动套筒23的安装孔位内，并且第四肘部传动轴24通过第四减速电机22传动。

通过第三肘部组件与第四肘部组件活动连接，实现仿生机械臂可以模拟人的肘部关节在空间的自由转动，可弯曲、伸展、内旋、外旋。

第五腕部组件5包括第五减速电机25、第七气动伸缩杆26和转轴组件27；其中，第五减速电机25与第一转轴组件27连接，第一转轴组件27并通过螺丝固定，第七气动伸缩杆26安装于第一转轴组件27的两端。

第六腕部组件6包括第六减速电机28、第二转轴组件29、关节连接件d30；其中，第六减速电机28安装于第二转轴组件29，第二转轴组件29并通过螺丝固定关节连接件d30安装与第二转轴组件29的末端，第七抓取机械手部组件7安装与关节连接件d30一端。

通过第五腕部组件与第六腕部组件活动连接，实现仿生机械臂可以模拟人的腕部关节在空间的自由转动，可任意翻转、调节机械手腕部的角度并带动第七手部组件转动。

本仿生机械臂传动结构通过各个关节的转动，实现如同人的手臂一般自由转动，具有高度的仿生特性，以便更好的模拟人的手臂抓取物体。而且各关节的转动采用减速电机来控制运动状态与角度等，使得扭矩更大、操作控制更加简单、对物体的抓取与投放更加可靠稳定，带来更好的使用与二次开发前景。这一过程的具体表现为：通过第一肩部组件1与第二肩部组件2连接，实现仿生机械臂可以模拟人的肩部关节在空间自由转动的活动状态，可外展、内收、内旋、外旋，并且第一肩部组件1所需要的驱动力矩较大，因此采用第一气动伸缩杆9、第二气动伸缩杆10、第三气动伸缩杆11、第四气动伸缩杆12作为重力矩平衡装置减小关节处力矩；通过第三肘部组件3与第四肘部组件4活动连接，实现仿生机械臂可以模拟人的肘部关节在空间的自由转动，可弯曲、伸展、内旋、外旋，并且第三肘部组件采用第五气动伸缩杆20、第六气动伸缩杆21作为重力矩平衡装置减小关节处力矩；通过第五腕部组件5与第六腕部组件6活动连接，实现仿生机械臂可以模拟人的腕部关节在空间的自由转动，可任意翻转、调节机械手腕部的角度并带动第七手部组件转动，并且第五腕部组件采用第七气动伸缩杆26作为重力矩平衡装置减小关节处力矩；仿生机械臂各个关节相互配合转动，可以高度的模拟人的大臂与小臂各个关节的活动。

综上所述：本仿生机械臂传动结构通过各个关节的转动，实现如同人的手臂一般自由转动，具有高度的仿生特性，以便更好的模拟人的手臂抓取物体。而且各关节的转动采用减速电机来控制运动状态与角度等，使得扭矩更大、操作控制更加简单、对物体的抓取与投放更加可靠稳定，带来更好的使用与二次开发前景。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。