本发明涉及机器人技术领域，更具体地说是一种多关节机器人手臂，包括肩部旋转件、大臂摆动件、大臂旋转件、小臂摆动件、小臂旋转件、腕部摆动件,装置提供一种模块化的机械关节与应用其的机器人手臂，可以使机器人手臂的设计更为简化，并且有效的节省安装空间。所述的肩部旋转件与大臂摆动件焊接连接，大臂摆动件与大臂旋转件之间采用螺栓固定连接，大臂旋转件与小臂摆动件焊接连接，小臂摆动件与小臂旋转件之间采用螺栓固定连接，小臂旋转件与腕部摆动件焊接连接。
1.一种多关节机器人手臂，包括肩部旋转件(101a)、大臂摆动件(102a)、大臂旋转件(101b)、小臂摆动件(102b)、小臂旋转件(101c)和腕部摆动件(102c)，其特征在于：所述的肩部旋转件(101a)与大臂摆动件(102a)焊接连接，大臂摆动件(102a)与大臂旋转件(101b)之间采用螺栓固定连接，大臂旋转件(101b)与小臂摆动件(102b)焊接连接，小臂摆动件(102b)与小臂旋转件(101c)之间采用螺栓固定连接，小臂旋转件(101c)与腕部摆动件(102c)焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种多关节机器人手臂，其特征在于：所述的肩部旋转件(101a)、大臂旋转件(101b)和小臂旋转件(101c)结构完全相同，以肩部旋转件(101a)为例说明上述结构，包括：外壳Ⅰ(1011)、电机Ⅰ(1012)、减速器Ⅰ(1013)、电位器Ⅰ(1014)和控制板Ⅰ(1015)，电机Ⅰ(1012)、减速器Ⅰ(1013)和电位器Ⅰ(1014)固定安装于外壳Ⅰ(1011)相应的槽中，电机Ⅰ(1012)的输出轴齿轮与减速器Ⅰ(1013)的输入轴齿轮啮合，减速器Ⅰ(1013)的输出轴穿过电位器Ⅰ(1014)的中心孔，电位器Ⅰ(1014)的中心孔上转动连接有滑环Ⅰ(10141)，滑环Ⅰ(10141)固定连接在减速器Ⅰ(1013)的输出轴上，电位器Ⅰ(1014)的引脚穿过控制板Ⅰ(1015)的过孔与控制板Ⅰ(1015)焊接连接，控制板Ⅰ(1015)上安装有接线端子Ⅰ(10151a)和接线端子Ⅱ(10151b)，接线端子Ⅰ(10151a)用于连接上一件控制板的其中一个端子，接线端子Ⅱ(10151b)用于连接下一件控制板的其中一个端子，电机Ⅰ(1012)的接线柱通过焊接导线与控制板Ⅰ(1015)进行连接。
3.根据权利要求2所述的一种多关节机器人手臂，其特征在于：所述的大臂摆动件(102a)和腕部摆动件(102c)的结构完全相同，以大臂摆动件(102a)为例说明上述结构，包括：外壳Ⅱ(1021)、电机Ⅱ(1022)、减速器Ⅱ(1023)、电位器Ⅱ(1024)、控制板Ⅱ(1025)、锥齿轮Ⅰ(1026a)、锥齿轮Ⅱ(1026b)、轴承Ⅰ(1027a)、轴承Ⅱ(1027b)和T型连杆(1028)，小臂摆动件(102b)除T型连杆的连接轴较长之外，其余结构同上；电机Ⅱ(1022)、减速器Ⅱ(1023)和电位器Ⅱ(1024)固定安装于外壳Ⅱ(1021)相应的槽中，电机Ⅱ(1022)的输出轴齿轮与减速器Ⅱ(1023)的输入轴齿轮啮合，减速器Ⅱ(1023)的输出轴穿过电位器Ⅱ(1024)的中心孔，电位器Ⅱ(1024)的中心孔上转动连接有滑环Ⅱ(10241)，滑环Ⅱ(10241)固定连接在减速器Ⅱ(1023)的输出轴上，电位器Ⅱ(1024)的引脚穿过控制板Ⅱ(1025)的过孔与控制板Ⅱ(1025)焊接连接，控制板(1025)上安装有接线端子Ⅲ(10251a)和接线端子Ⅳ(10251b)，接线端子Ⅲ(10251a)用于连接上一件控制板的其中一个端子，接线端子Ⅳ(10251b)用于连接下一件控制板的其中一个端子；电机Ⅱ(1022)的接线柱通过焊接导线与控制板Ⅱ(1025)进行连接，减速器Ⅱ(1023)的输出轴固定连接有锥齿轮Ⅰ(1026a)，T型连杆(1028)通过轴承Ⅰ(1027a)和轴承Ⅱ(1027b)安装在外壳Ⅱ(1021)上，锥齿轮Ⅱ(1026b)焊接在T型连杆(1028)上，锥齿轮Ⅱ(1026b)与锥齿轮Ⅰ(1026a)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种多关节机器人手臂，其特征在于：所述的肩部旋转件(101a)的减速器输出轴与大臂摆动件(102a)的T型连杆的连接轴焊接连接，大臂摆动件(102a)的外壳与大臂旋转件(101b)的外壳采用螺栓连接，大臂旋转件(101b)的减速器输出轴与小臂摆动件(102b)的T型连杆的连接轴焊接连接，小臂摆动件(102b)的外壳与小臂旋转件(101c)的外壳采用螺栓连接，小臂旋转件(101c)的减速器输出轴与腕部摆动件(102c)的T型连杆的连接轴焊接连接。
5.根据权利要求4所述的一种多关节机器人手臂，其特征在于：所述的大臂摆动件(102a)的外壳和大臂旋转件(101b)的外壳可以设计成一个整体，减少了中间的连接部件，同理适用于小臂摆动件(102b)和小臂旋转件(101c)。
6.根据权利要求5所述的一种多关节机器人手臂，其特征在于：所述的接线端子Ⅰ(10151a)、接线端子Ⅱ(10151b)、接线端子Ⅲ(10251a)和接线端子Ⅳ(10251b)中均设置有三个接线柱，分别连接地线、电源线、信号线。
7.根据权利要求6所述的一种多关节机器人手臂，其特征在于：所述的锥齿轮Ⅰ(1026a)和锥齿轮Ⅱ(1026b)的传动比为1:1。
一种多关节机器人手臂
技术领域
[0001] 本发明涉及机器人技术领域，更具体地说是一种多关节机器人手臂。
背景技术
[0002] 多关节机器人手臂可以模仿人类手臂的运动，关节数量越多，对人类手臂动作的模仿越逼真。要准确的模仿人类手臂的动作，通常需要机器人的手臂具有：大臂前后摆动关节、大臂左右摆动关节、大臂旋转关节、小臂摆动关节、小臂旋转关节、腕部摆动关节。
[0003] 目前小型仿人型机器人的手臂普遍采用舵机作为关节驱动部件，由于通用型舵机的结构和尺寸已经定型，因此只能根据其来设计机器人手臂的连接部件和外壳等。而通用型舵机的电机轴和减速组的输出轴不同轴，这使得机器人手臂的连接件设计复杂、手臂的结构难以模块化和小型化。
发明内容
[0004] 为了克服现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种模块化的机械关节与应用其的机器人手臂，可以使机器人手臂的设计更为简化，并且有效的节省安装空间。
[0005] 本发明提供了一种仿人形机器人手臂，包括肩部旋转件、大臂摆动件、大臂旋转件、小臂摆动件、小臂旋转件、腕部摆动件，所述的肩部旋转件与大臂摆动件焊接连接，大臂摆动件与大臂旋转件之间采用螺栓固定连接，大臂旋转件与小臂摆动件焊接连接，小臂摆动件与小臂旋转件之间采用螺栓固定连接，小臂旋转件与腕部摆动件焊接连接。
[0006] 所述的肩部旋转件、大臂旋转件和小臂旋转件结构完全相同，以肩部旋转件为例说明上述结构，包括：外壳Ⅰ、电机Ⅰ、减速器Ⅰ、电位器Ⅰ和控制板Ⅰ，电机Ⅰ、减速器Ⅰ和电位器Ⅰ固定安装于外壳Ⅰ相应的槽中，电机Ⅰ的输出轴齿轮与减速器Ⅰ的输入轴齿轮啮合，减速器Ⅰ的输出轴穿过电位器Ⅰ的中心孔，电位器Ⅰ的中心孔上转动连接有滑环Ⅰ，滑环Ⅰ固定连接在减速器Ⅰ的输出轴上，电位器Ⅰ的引脚穿过控制板Ⅰ的过孔与控制板Ⅰ焊接连接，控制板Ⅰ上安装有接线端子Ⅰ和接线端子Ⅱ，接线端子Ⅰ用于连接上一件控制板的其中一个端子，接线端子Ⅱ用于连接下一件控制板的其中一个端子，电机Ⅰ的接线柱通过焊接导线与控制板Ⅰ进行连接。
[0007] 所述的大臂摆动件和腕部摆动件的结构完全相同，以大臂摆动件为例说明上述结构，包括：外壳Ⅱ、电机Ⅱ、减速器Ⅱ、电位器Ⅱ、控制板Ⅱ、锥齿轮Ⅰ、锥齿轮Ⅱ、轴承Ⅰ、轴承Ⅱ和T型连杆，小臂摆动件除T型连杆的连接轴较长之外，其余结构同上；电机Ⅱ、减速器Ⅱ和电位器Ⅱ固定安装于外壳Ⅱ相应的槽中，电机Ⅱ的输出轴齿轮与减速器Ⅱ的输入轴齿轮啮合，减速器Ⅱ的输出轴穿过电位器Ⅱ的中心孔，电位器Ⅱ的中心孔上转动连接有滑环Ⅱ，滑环Ⅱ固定连接在减速器Ⅱ的输出轴上，电位器Ⅱ的引脚穿过控制板Ⅱ的过孔与控制板Ⅱ焊接连接，控制板上安装有接线端子Ⅲ和接线端子Ⅳ，接线端子Ⅲ用于连接上一件控制板的其中一个端子，接线端子Ⅳ用于连接下一件控制板的其中一个端子；电机Ⅱ的接线柱通过焊接导线与控制板Ⅱ进行连接，减速器Ⅱ的输出轴固定连接有锥齿轮Ⅰ，T型连杆通过轴承Ⅰ和轴承Ⅱ安装在外壳Ⅱ上，锥齿轮Ⅱ焊接在T型连杆上，锥齿轮Ⅱ与锥齿轮Ⅰ啮合。
[0008] 所述的肩部旋转件的减速器输出轴与大臂摆动件的T型连杆的连接轴焊接连接，大臂摆动件的外壳与大臂旋转件的外壳采用螺栓连接，大臂旋转件的减速器输出轴与小臂摆动件的T型连杆的连接轴焊接连接，小臂摆动件的外壳与小臂旋转件的外壳采用螺栓连接，小臂旋转件的减速器输出轴与腕部摆动件的T型连杆的连接轴焊接连接。
[0009] 所述的大臂摆动件的外壳和大臂旋转件的外壳可以设计成一个整体，减少了中间的连接部件，同理适用于小臂摆动件和小臂旋转件。
[0010] 所述的接线端子Ⅰ、接线端子Ⅱ、接线端子Ⅲ和接线端子Ⅳ中均设置有三个接线柱，分别连接地线、电源线、信号线。
[0011] 所述的锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ的传动比为1:1。
[0012] 本发明一种多关节机器人手臂的有益效果为：
[0013] (1)每个件可以进行模块化设计，便于标准化和批量生产。
[0014] (2)件之间连接简便，无需复杂的连接件。
[0015] (3)件的结构紧凑，走线方便，节省了安装空间。
[0016] (4)机器人手臂呈细长柱状形态，更接近人类的手臂构造，便于通过硅胶等弹性材料进行手臂的包覆以模拟人类皮肤。
附图说明
[0017] 下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
[0018] 图1为本发明一种多关节机器人手臂的结构示意图；
[0019] 图2为肩部旋转件的结构示意图；
[0020] 图3为大臂摆动件的结构示意图。
[0021] 图中：肩部旋转件101a；外壳Ⅰ1011；电机Ⅰ1012；减速器Ⅰ1013；电位器Ⅰ1014；滑环Ⅰ10141；控制板Ⅰ1015；接线端子Ⅰ10151a；接线端子Ⅱ10151b；大臂摆动件102a；外壳Ⅱ1021；
电机Ⅱ1022；减速器Ⅱ1023；电位器Ⅱ1024；滑环Ⅱ10241；控制板Ⅱ1025；接线端子Ⅲ
10251a；接线端子Ⅳ10251b；锥齿轮Ⅰ1026a；锥齿轮Ⅱ1026b；轴承Ⅰ1027a；轴承Ⅱ1027b；T型连杆1028；大臂旋转件101b；小臂摆动件102b；小臂旋转件101c；腕部摆动件102c。
具体实施方式
[0022] 具体实施方式一：
[0023] 下面结合图1-3说明本实施方式，本发明涉及机器人技术领域，更具体的说是一种多关节机器人手臂，包括肩部旋转件101a、大臂摆动件102a、大臂旋转件101b、小臂摆动件102b、小臂旋转件101c和腕部摆动件102c，装置提供一种模块化的机械关节与应用其的机器人手臂，可以使机器人手臂的设计更为简化，并且有效的节省安装空间。
[0024] 所述的肩部旋转件101a与大臂摆动件102a焊接连接，大臂摆动件102a与大臂旋转件101b之间采用螺栓固定连接，大臂旋转件101b与小臂摆动件102b焊接连接，小臂摆动件102b与小臂旋转件101c之间采用螺栓固定连接，小臂旋转件101c与腕部摆动件102c焊接连接。
[0025] 所述的肩部旋转件101a、大臂旋转件101b和小臂旋转件101c结构完全相同，以肩部旋转件101a为例说明上述结构，包括：外壳Ⅰ1011、电机Ⅰ1012、减速器Ⅰ1013、电位器Ⅰ1014和控制板Ⅰ1015，电机Ⅰ1012、减速器Ⅰ1013和电位器Ⅰ1014固定安装于外壳Ⅰ1011相应的槽中，电机Ⅰ1012的输出轴齿轮与减速器Ⅰ1013的输入轴齿轮啮合，减速器Ⅰ1013的输出轴穿过电位器Ⅰ1014的中心孔，电位器Ⅰ1014的中心孔上转动连接有滑环Ⅰ10141，滑环Ⅰ10141固定连接在减速器Ⅰ1013的输出轴上，电位器Ⅰ1014的引脚穿过控制板Ⅰ1015的过孔与控制板Ⅰ1015焊接连接，控制板Ⅰ1015上安装有接线端子Ⅰ10151a和接线端子Ⅱ10151b，接线端子Ⅰ
10151a用于连接上一件控制板的其中一个端子，接线端子Ⅱ10151b用于连接下一件控制板的其中一个端子，电机Ⅰ1012的接线柱通过焊接导线与控制板Ⅰ1015进行连接；减速器Ⅰ1013的输出轴转动时会带动电位器Ⅰ1014中心的滑环Ⅰ10141旋转，使电位器Ⅰ1014输出端的电压产生变化，以此可以确定件转动的角度。
[0026] 所述的大臂摆动件102a和腕部摆动件102c的结构完全相同，以大臂摆动件102a为例说明上述结构，包括：外壳Ⅱ1021、电机Ⅱ1022、减速器Ⅱ1023、电位器Ⅱ1024、控制板Ⅱ1025、锥齿轮Ⅰ1026a、锥齿轮Ⅱ1026b、轴承Ⅰ1027a、轴承Ⅱ1027b和T型连杆1028，小臂摆动件102b除T型连杆的连接轴较长之外，其余结构同上；电机Ⅱ1022、减速器Ⅱ1023和电位器Ⅱ1024固定安装于外壳Ⅱ1021相应的槽中，电机Ⅱ1022的输出轴齿轮与减速器Ⅱ1023的输入轴齿轮啮合，减速器Ⅱ1023的输出轴穿过电位器Ⅱ1024的中心孔，电位器Ⅱ1024的中心孔上转动连接有滑环Ⅱ10241，滑环Ⅱ10241固定连接在减速器Ⅱ1023的输出轴上，电位器Ⅱ1024的引脚穿过控制板Ⅱ1025的过孔与控制板Ⅱ1025焊接连接，控制板1025上安装有接线端子Ⅲ10251a和接线端子Ⅳ10251b，接线端子Ⅲ10251a用于连接上一件控制板的其中一个端子，接线端子Ⅳ10251b用于连接下一件控制板的其中一个端子；电机Ⅱ1022的接线柱通过焊接导线与控制板Ⅱ1025进行连接，减速器Ⅱ1023的输出轴固定连接有锥齿轮Ⅰ
1026a，T型连杆1028通过轴承Ⅰ1027a和轴承Ⅱ1027b安装在外壳Ⅱ1021上，锥齿轮Ⅱ1026b焊接在T型连杆1028上，锥齿轮Ⅱ1026b与锥齿轮Ⅰ1026a啮合；减速器Ⅱ1023的输出轴转动时会带动电位器Ⅱ1024中心的滑环Ⅱ10241旋转，使电位器Ⅱ1024输出端的电压产生变化，以此可以确定件转动的角度；减速器Ⅱ1023的输出轴转动时会带动锥齿轮Ⅰ1026a转动，锥齿轮Ⅰ1026a通过与锥齿轮Ⅱ1026b啮合，以此可以确定件的摆动角度。
[0027] 所述的肩部旋转件101a的减速器输出轴与大臂摆动件102a的T型连杆的连接轴焊接连接，大臂摆动件102a的外壳与大臂旋转件101b的外壳采用螺栓连接，大臂旋转件101b的减速器输出轴与小臂摆动件102b的T型连杆的连接轴焊接连接，小臂摆动件102b的外壳与小臂旋转件101c的外壳采用螺栓连接，小臂旋转件101c的减速器输出轴与腕部摆动件102c的T型连杆的连接轴焊接连接。
[0028] 所述的大臂摆动件102a的外壳和大臂旋转件101b的外壳可以设计成一个整体，减少了中间的连接部件，同理适用于小臂摆动件102b和小臂旋转件101c。
[0029] 所述的接线端子Ⅰ10151a、接线端子Ⅱ10151b、接线端子Ⅲ10251a和接线端子Ⅳ10251b中均设置有三个接线柱，分别连接地线、电源线、信号线。
[0030] 所述的锥齿轮Ⅰ1026a和锥齿轮Ⅱ1026b的传动比为1:1，使得通过电位器1024测量的角度等于件实际的旋转角度。
[0031] 本发明一种多关节机器人手臂的工作原理：使用装置时，减速器Ⅰ1013的输出轴转动时会带动电位器Ⅰ1014中心的滑环Ⅰ10141旋转，使电位器Ⅰ1014输出端的电压产生变化，以此可以确定件转动的角度；减速器Ⅱ1023的输出轴转动时会带动电位器Ⅱ1024中心的滑环Ⅱ10241旋转，使电位器Ⅱ1024输出端的电压产生变化，以此可以确定件转动的角度；减速器Ⅱ1023的输出轴转动时会带动锥齿轮Ⅰ1026a转动，锥齿轮Ⅰ1026a通过与锥齿轮Ⅱ1026b啮合，以此可以确定件的摆动角度；接线端子Ⅰ10151a、接线端子Ⅱ10151b、接线端子Ⅲ10251a和接线端子Ⅳ10251b中均设置有三个接线柱，分别连接地线、电源线、信号线；锥齿轮Ⅰ1026a和锥齿轮Ⅱ1026b的传动比为1:1，使得通过电位器1024测量的角度等于件实际的旋转角度。
[0032] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
