一种人形机器人的上肢结构装置的制作方法

本发明涉及机械手臂，特别涉及一种人形机器人的上肢结构装置。

背景技术：

1、人形的工业机器人应用前景非常广阔，可以在生产线上执行各种复杂的任务，如装配，焊接，测量，检查等。而且，与人工比较，机器人可以更精确，更快速，更连贯地完成任务，在实际应用过程中发现存在下列问题：

2、1、人形机器人的机械臂上，安装有用于装配的螺丝刀、扳手、钻孔件，在需要根据生产线变化调整时，需要操作人员拆下原装的工具换上新的工具，工具切换较为复杂；

3、2、机械臂上的部件拆装较为复杂，检修较为麻烦；

4、3、每次更替机械臂上的工具时，操作人员需要携带工具箱至机器人处进行更替，不同尺寸的工具较多，且均为金属制造较为沉重，操作人员频繁更替负担较大。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种人形机器人的上肢结构装置，解决人形机器人的机械臂上，安装有用于装配的螺丝刀、扳手、钻孔件，在需要根据生产线变化调整时，需要操作人员拆下原装的工具换上新的工具，工具切换较为复杂，每次更替机械臂上的工具时，操作人员需要携带工具箱至机器人处进行更替，不同尺寸的工具较多，且均为金属制造较为沉重，操作人员频繁更替负担较大的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种人形机器人的上肢结构装置，包括安装在人形机器人肩部的机械臂肩关节部件，该一种人形机器人的上肢结构装置还包括：连接机构和四个切换机构；

6、其中，连接机构包括连接座，连接座的中间部分贯穿有中间槽，连接座环形侧壁上开设有四个等距的安装槽，四个切换机构分别位于四个安装槽内，且四个切换机构以中间槽为轴心环形阵列；

7、其中，位于前端的切换机构包括转架和连接架；

8、连接座剩余的四块环形外壁上均开设有隐藏槽，每个隐藏槽内均设置有遮挡机构，四个隐藏槽以中间槽为轴心环形阵列；

9、连接座剩余的四块环形外壁上还开设有插槽和两个圆槽，每个插槽均直线贯穿至安装槽的槽壁上，圆槽不贯穿至安装槽槽壁，每个插槽内均设置有限位机构；

10、限位机构包括限位杆和拉杆；

11、每个插槽的槽口处均开设有圆形的卡槽。

12、优选的：所述中间槽内固定安装有电动伸缩转臂，所述电动伸缩转臂的转臂上固定连接有十字型的卡件，四个限位杆分别与四个插槽活动套接，每个限位杆上均贯穿有细槽，每个细槽内均活动套接有带转盘的细杆；

13、其中，细杆的端部卡接在卡槽内，每个细杆上均贯穿有孔，每个限位杆的端部均固定连接有矩形的滑杆，每个滑杆的端部均固定连接有圆形的挡片。

14、优选的：每个滑杆上均活动套接有弹簧一，挡片、滑杆和限位杆组成的结构的端部开设有螺纹槽一，螺纹槽一内螺纹套接有带十字帽的螺杆，螺杆上的十字帽与挡片抵住时，螺杆与细杆上的孔活动套接；

15、其中，拉杆的中间部分开设有矩形的通槽，通槽与滑杆活动套接，弹簧一位于拉杆和挡片之间，每个拉杆的两端均固定连接有朝向连接座的短杆，短杆与对应位置的圆槽活动套接，弹簧一处于被压缩状态。

16、优选的：所述转架的一端固定连接有旋转架，旋转架的端部开设有圆形的槽孔，槽孔与对应位置的限位杆活动套接，转架转动至竖直状态时，朝向连接架的面开设有螺纹槽二，背离连接架的面开设有矩形槽；

17、其中，螺纹槽二内螺纹套接有连接螺杆，连接架朝向转架的面固定连接有凸型的连接条，连接条中间部分开设有同样的螺纹槽二，连接螺杆端部与连接条上的螺纹槽二螺纹套接。

18、优选的：所述转架朝向连接架的面开设有凸性的连接槽，连接槽与连接条活动卡接，连接架的中间部分开设有圆形的竖槽，连接架的上表面固定连接有抵触架，抵触架上端与连接座底部抵住时，连接架处于竖直状态；

19、其中，竖槽内设置有转动机构，转动机构包括转杆。

20、优选的：所述转杆的中间部分开设有环形槽，转杆的上端开设有十字槽，十字槽的上槽口处开设有四个弧面槽，转杆的底部固定连接有圆片，圆片直径大于转杆直径；

21、其中，环形槽上活动套接有两个圆环。

22、优选的：两个圆环之间固定连接有弹簧二，位于下端的圆环固定套接在竖槽内，位于上端的圆环活动套接在竖槽内，圆片活动抵在连接架底面，圆片的底面固定连接有连接柱，连接柱上开设有矩形的横槽和圆形的套槽，连接柱的端部固定连接有矩形的套柱；

23、其中，横槽内活动套接有横杆，横杆上活动套接有弹簧三，横杆的两端分别固定连接有挡块和连接片，连接片上还固定连接有横向的圆柱，圆柱活动套接在套槽内，套柱上活动套接有套件，套件上开设有同样的套槽，套件上的套槽与圆柱活动套接，弹簧三位于挡块和连接柱之间。

24、优选的：所述遮挡机构包括固定杆、主杆、两个辅助杆和一个弧形的挡板，主杆、辅助杆均竖直固定安装在对应的隐藏槽内，每个主杆上均活动套接有弹簧四。

25、优选的：所述挡板的内弧面下端固定连接有l型架，l型架的转角处开设有转角槽，l型架上还开设有两个竖孔；

26、其中，竖孔与辅助杆活动套接，转角槽与主杆活动套接，弹簧四位于l型架和隐藏槽槽顶之间。

27、优选的：每个固定杆上固定安装有等距的倾斜的矩形柱，矩形柱与套柱形状相同，挡板活动贴合在连接座的环形侧壁上。

28、（三）有益效果

29、1、人形机器人的一只手臂安装本装置，另一只手安装机械手，工作过程中，四个套件上分别固定安装有不同的工具，分别是平头螺丝刀、十字螺丝刀、扳手、钻孔工具，根据不同的使用场景，人形机器人通过预设的程序控制机械手拉动拉杆，使得短杆脱离圆槽，再转动拉杆可以带动转架转动，使得需要使用到的工具转出安装槽，转动一百八十度后，转出转架达到竖直状态，此时复位拉杆使得短杆重插入圆槽内，达到固定转架和连接架位置的效果，四个转架调节方便，切换快速，机器人完全可以通过预设的动作完成自行切换，提高人形机器人的工作效率，降低需要人参与的程度。

30、2、选择并固定好需要使用的转架后，中间槽内的电动伸缩转臂推动卡件卡入十字槽内，十字槽上的弧面槽起到辅助卡件的效果，避免卡件抵在十字槽的槽口处，使得转杆受到卡件的挤压后可以偏转一定角度后，对齐十字槽和卡件，卡件卡入十字槽后，通过电动伸缩转臂带动卡件转动，即可带动转杆转动，从而带动套件上的工具转动，达到拆装螺丝、螺帽和打孔的效果，切换后的转架与驱动装置的接通方便快速。

31、3、当操作人员需要拆卸转架进行检修更替时，通过转动螺杆使其脱离螺纹槽一，此时细杆失去螺杆的限制可以抽出卡槽和细槽，此时可以抽出限位杆使其与槽孔脱离，达到解除对旋转架限制的效果，使得转架和连接件可以脱离连接座，便于进行检修更替，无需拆动机械臂肩关节部件，拆装复位的速度快，操作步骤简单，易教学。

32、4、通过转动连接螺杆，使得连接条可以沿着连接槽滑动脱离转架，便于拆分转架和连接架。

33、5、通过伸缩电动伸缩转臂长度，十字槽与卡件卡合后，继续伸长电动伸缩转臂可以挤压转杆，压缩弹簧二，使得转杆下降高度，从可以在面对不同深度的使用场景时，可以通过调节转杆高度，在不调节连接座位置的情况下完成，提高适用性，尤其在遇到较狭隘的空间，连接座无法探入时，通过改变转杆位置来使套件上的工具到达工作位置，可以显著提高适用性，且完成工作后转杆可以自动复位。

34、6、通过拉动挡板上滑，打开隐藏槽，可以选择矩形柱上套装的不同规格的平头螺丝刀、十字螺丝刀、扳手、钻孔工具，进一步提升适用性，利用隐藏槽达到工具箱的作用，保存大量不同规格的工具，提高更替效率，操作人员更替工具时无需携带工具箱，在弹簧四的弹力下，工作时挡板不易偏移，可以保持隐藏槽的隐蔽性，利用挡板挡住矩形柱上的工具，不易掉落。