[发明专利]积木式关节与机器人手臂

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体地来说，是一种积木式关节与机器人手臂。

背景技术

关节是机器人的关键部件，直接决定机器人的运动自由度与灵活性。关节具有旋转轴，如人类手臂般相对旋转运动。一般地，关节需要较佳的运动灵活性与灵敏度。

随着仿人机器人的出现与发展，关节的作用更形重要。特别是机器人手臂，需要高度模拟人类的手臂结构，需要引入肩关节、肘关节、腕关节等多种关节结构，并使各个关节协同地一体工作。显然，机器人手臂的全新发展趋势，给关节的结构灵活性与稳定性提出了全新的技术要求。

目前，机器人手臂多采用电动推杆、舵机转动牵引等关节运动方式，或运动抖动严重而影响精度，或结构臃肿而影响结构灵活性，甚至造成严重的运动冲突与干涉。在具有多关节协同关系的机器人手臂上，现有关节的结构问题更为突出，严重制约机器人手臂的发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种积木式关节与机器人手臂，具有积木式分布结构，与运动传递具有高度的一致性，具有结构精巧、运动可靠、性能稳定的优点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种积木式关节，包括：

摆动机构，包括彼此铰接的驱动器与摆动件，所述驱动器用于驱动所述摆动件摆动；

回转机构，包括设置于所述摆动件上的输出端，所述输出端能够实现圆周运动，所述驱动器、所述摆动件与所述输出端呈积木式依次堆叠分布，所述输出端的轴向沿所述积木式依次堆叠分布的方向布置。

作为上述技术方案的改进，所述驱动器与所述摆动件之间的铰接端具有嵌入式结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摆动件的铰接端具有C型结构，所述驱动器的铰接端嵌入安装于所述C型结构的开口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摆动件的摆动为平面摆动，并以所述摆动件与所述驱动器的铰接轴为轴。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转机构包括回转支架与嵌入安装于所述回转支架上的回转驱动部，所述回转支架与所述摆动件远离所述驱动器的一端固定连接，所述回转驱动部远离所述摆动件的一端具有所述输出端。

一种机器人手臂，包括依次连接的肩关节、大臂、肘关节、小臂与腕关节，所述肩关节、所述肘关节与所述腕关节中至少一者为以上任一项所述的积木式关节，所述积木式关节的驱动器、摆动件与输出端沿所述机器人手臂远离机器人肩部的方向呈积木式依次堆叠分布。

作为上述技术方案的改进，所述肩关节为所述积木式关节，所述积木式关节的驱动器、摆动件与输出端沿所述大臂的延伸方向呈积木式依次堆叠分布，所述积木式关节的驱动器用于与所述机器人肩部固定连接，所述积木式关节的输出端与所述大臂固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述肘关节为所述积木式关节，所述积木式关节的驱动器、摆动件与输出端沿所述小臂的延伸方向呈积木式依次堆叠分布，所述积木式关节的驱动器与所述大臂固定连接，所述积木式关节的输出端与所述小臂固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述腕关节为所述积木式关节，所述积木式关节的驱动器、摆动件与输出端沿机器人手掌的延伸方向呈积木式依次堆叠分布，所述积木式关节的驱动器与所述小臂固定连接，所述积木式关节的输出端用于与所述机器人手掌固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述腕关节包括所述驱动器与所述摆动件，所述驱动器与所述小臂固定连接，所述摆动件与机器人手掌固定连接。

本发明的有益效果是：

设置具有驱动器与摆动件的摆动机构及具有输出端的回转机构，使输出端可同步输出摆动运动与圆周自转运动，而驱动器、摆动件与输出端具有积木式依次堆叠分布关系，分布结构与运动传递具有高度的一致性，避免了局部结构臃肿而引起的运动冲突与结构突变，提供了一种结构精巧、运动可靠、性能稳定的积木式关节与机器人手臂。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的积木式关节的轴测结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的积木式关节的主视结构示意图；