日地、啡。、化〇、日曲分别为连接杆21(：两端转动幅22的旋转轴线23之间的夹角。
[0070] 再有，杆件21c的长度和相应的角度满足下面的关系式：
(5)
[0072] 本实施方式中，杆件20c的四个连接杆21c的长度相等。如此，a和0之和为180°，且 大小相同。在此条件下，每一对相对转动幅22的（即，在位置A和C处的一对转动幅22W及在 位置B和D处的一对转动幅22)的旋转轴线23总是位于同一平面上。
[0073] 如此，当杆件20c运动时，杆件20c相对的两个旋转轴线23在运动过程中始终相交， 且轴线夹角随着杆件20c的运行开合，将运样的运动方式应用在机械手臂IOOc的驱动方式 中，从而通过杆件20c来控制机械手臂IOOc的开合，从而可控制手臂构件IOOc相对转动从而 形成省力杠杆驱动两个手臂构件10相对转动而开合。
[0074] 可W理解，在其他实施方式中，可W视需求采用其他合适的四杆件机构。
[0075] 可W理解，在其他实施方式中，多杆件机构还可W采用其他数目的杆件机构，例如 五杆件机构，并不限于上述实施方式。
[0076] 在上面的实施方式中，杆件21、21a、2化或21c与手臂构件10滑动及转动连接。
[0077] 如此设置，连接较为简单、灵活。
[0078] 为帮助理解，下面W图5-图8所示的杆件21c为例说明杆件21c是如何与手臂构件 10滑动及转动连接的。
[0079] 本实施方式中，手臂构件10形成有导槽30。机械手臂IOOc还包括滑块40,滑块40滑 动设置在导槽30上。杆件20c通过滑块40与两个手臂构件10转动连接。滑块40包括设置在手 臂构件10上的基座41及自基座41向上延伸的连接耳42。连接耳42之间形成有连接槽43。连 接耳41形成有连接孔44。连接孔44的轴向与手臂构件10的长度方向基本平行。杆件20c的转 动幅22伸入连接槽43并通过与连接孔44配合转动设置在滑块40上。
[0080] 本实施方式中，滑块40的基座41向下延伸形成凹槽45。凹槽45通过活动件46与传 动杆50滑动连接。
[0081] 如此，杆件20c的连接杆21c与手臂构件10的连接结构简单。另外，一来可W允许转 动幅22在手臂构件10上滑动，二来，可W允许转动幅22转动W允许杆件20c沿手臂构件10的 轴向方向滑动而带动机械手臂IOOc开合。
[0082] 本实施方式中，杆件20c由线性马达60驱动其沿手臂构件10的轴向方向运动。可W 理解，在其他实施方式中，杆件20c可W由其他驱动装置进行驱动。因此，需要说明的是，杆 件20c并不仅限于本实施方式中的由线性马达60驱动其沿手臂构件10的轴向方向运动的驱 动方式。
[0083] 本实施方式中，线性马达60随传动杆50沿手臂构件10的轴向方向运动。传动杆50 为线性马达60的传动装置，其沿手臂构件10的长度方向设置。可W理解，在其他实施方式 中，可W通过珠丝杠、齿轮齿条、绳索拉锁和驱动链条等传动装置使线性马达60沿手臂构件 10的轴向运动。因此，需要说明的是，传动装置并不仅限于本实施方式中的传动杆50。
[0084] 本实施方式中，杆件20c与手臂构件10末端的负载形成的杠杆相对于在关节处加 电机的方式更省力的驱动手臂构件10相对转动。
[0085] 请参阅图8,本实施方式中，通过杆件20c传递至被驱动手臂构件10的推力Fd与被 驱动手臂构件10远端的负载重力Fl通过W下力学关系达到平衡：
[0086] Fl ? L=Fd ? Ld (6)
[0087] 其中L为手臂构件10的固定臂长，Ld为杆件20c在沿手臂构件10轴向方向滑动过程 中靠近机械手臂IOOc的手臂关节70与杆件20c两端部与手臂构件10转动连接处的瞬时距 离。当杆件20c滑至远离机械手臂IOOc的手臂关节70时，Ld增大至LcUx,相同负载下需要提 供的推力Fd也随之减小，远远小于传统机械臂在此运动方式下需要的驱动力，即更省力。当 杆件20c滑至靠近机械手臂IOOc的手臂关节70处时，Ld减小至LcUin,相同负载下需要提供的 驱动推力Fd也随之增大。由于LcUin的实际设计值一般都大于传统机械臂驱动电机的转子半 径，此时需要提供的驱动推力Fd仍然相对传统机械臂小，即更省力。
[0088] 本实用新型实施方式的机器人1000包括上述所述的机械手臂100、机械手臂100a、 机械手臂1〇化或者机械手臂IOOc的任意一种或者多种。本实用新型实施方式的机器人1000 结构简单，可通过设计不同的上述所述的机械手臂，从而应用在不同的工程应用场合，方便 维护与二次开发，并且可实现高负载机器人1000的小型化设计。
[0089] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中也'、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽 度V'厚度'、"上"、"TV'前"、"后V'左'、"右V'竖曹V冰甲V'顶V'底内"、"外"、"顺 时针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位 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、W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。
[0090] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，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。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个W上，除 非另有明确具体的限定。
[0091] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固 定"等术语应做广义理解，例如，可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或成一体;可W是 机械连接，也可W是电连接;可W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相连，可W是两个 元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可W根据 具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0092] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可W是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特 征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅 表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可W 是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0093] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可W 在任一个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域 的技术人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。
[0094] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可W理解的是，上述实施例是 示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围 内可W对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种机械手臂，其特征在于，包括： 转动连接的两个手臂构件，及 杆件，所述杆件的两端分别与所述两个手臂构件活动连接并用于分别沿所述两个手臂 构件的轴向运动以带动所述机械手臂开合。2. 如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述杆件包括单杆机构。3. 如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述杆件包括多杆件机构。4. 如权利要求3所述的机械手臂，其特征在于，所述多杆件机构包括两杆件机构，所述 两杆件机构包括两个连接杆，所述两个连接杆的一端相互转动连接，另一端分别与所述两 个手臂构件活动连接。5. 如权利要求3所述的机械手臂，其特征在于，所述多杆件机构包括三杆件机构，所述 三杆件机构包括三个连接杆，其中两个所述连接杆的一端分别与另一个所述连接杆的两端 转动连接，另一端分别与所述两个手臂构件活动连接。6. 如权利要求3所述的机械手臂，其特征在于，所述多杆件机构包括四杆件机构，所述 四杆件机构包括四个连接杆，每个所述连接杆的两端分别与另外两个连接杆的一端转动连 接，所述四杆件机构对角线的两端分别与所述两个手臂构件活动连接。7. 如权利要求6所述的机械手臂，其特征在于，所述四杆件机构包括贝内特机构。8. 如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述杆件的两端分别与所述手臂构件滑 动及转动连接。9. 如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述机械手臂还包括驱动装置，所述驱 动装置用于驱动所述杆件的两端分别沿所述两个手臂构件的轴向运动。10. 如权利要求9所述的机械手臂，其特征在于，所述驱动装置包括线性马达。11. 一种机器人，其特征在于包括如权利要求1-10任意一项所述的机械手臂。
【专利摘要】本实用新型公开了一种机械手臂，其包括两个手臂构件及杆件，所述两个手臂构件转动连接，所述杆件的两端分别与所述两个手臂构件活动连接并用于分别沿所述两个手臂构件的轴向运动以带动所述机械手臂开合。所述机械手臂可通过驱动杆件两端分别沿手臂构件的轴向方向运动，从而形成省力杠杆驱动所述两个手臂构件相对转动而开合，因此，可以采用功率较小的驱动电机。另外，驱动电机也可以不限于设置在所述两个手臂构件的转动连接处，因此，所述两个手臂构件的转动连接处可以作其他的空间设计，提高设计自由度。另外，本实用新型还公开了一种机器人，所述机器人包括上述所述的机械手臂。
【IPC分类】B25J18/02
【公开号】CN205238074
【申请号】CN201520934952
【发明人】万芳, 钱钟锋
【申请人】先驱智能机械（深圳）有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月20日