本发明专利技术为多关节仿人弹琴机器人手臂，属于服务机器人领域娱乐服务设备。该手臂由肩部关节、肘部关节、腕部关节、小臂和大臂组成。该手臂可以模仿人的手臂完成腕部回转、肘部俯仰、大臂俯仰等动作，并通过双手臂的合作与协调动作实现一定的演奏效果。该机器人手臂长度与人臂相仿，机械结构简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了；手臂具有3自由度的特点，手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广；作业手臂能耗低，采用直流24V供电，该发明专利技术克服了之前仿人机器人手臂体积大、传动复杂、能耗高等缺点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为多关节仿人弹琴机器人手臂，属于服务机器人领域娱乐服务设备。该手臂由肩部关节、肘部关节、腕部关节、小臂和大臂组成。该手臂可以模仿人的手臂完成腕部回转、肘部俯仰、大臂俯仰等动作，并通过双手臂的合作与协调动作实现一定的演奏效果。该机器人手臂长度与人臂相仿，机械结构简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了；手臂具有3自由度的特点，手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广；作业手臂能耗低，采用直流24V供电，该专利技术克服了之前仿人机器人手臂体积大、传动复杂、能耗高等缺点。【专利说明】多关节仿人弹琴机器人手臂
: 本专利技术为多关节仿人弹奏机器人手臂，特别是针对弹奏钢琴的设备，属于服务机器人领域娱乐服务设备。
技术介绍
: 在考虑国内研究现状我们可以发现，仿人演奏机器人研究还没有实现多种手法的机器人构型研究，没有针对指定位置进行识别和精确定位的功能，为了克服以上种种缺点，专利技术了该多关节仿人弹琴机器人手臂。
技术实现思路
: 本专利技术提供一种仿人弹琴机器人手臂，该手臂由肩部关节1、大臂2、肘部关节3、小臂4、腕部关节5组成；大臂2连接在肩部关节I和肘部关节3之间，小臂4连接在肘部关节3和腕部关节5之间；肩部关节1、肘部关节3具有摆动副，腕部关节5具有回转副。各关节的回转副和摆动副分别由一台步进电机驱动。该多关节仿人弹琴机器人手臂的肩关节有一个自由度:电动机通过联轴器带动大臂I轴摆动(运动范围-800——+800);肘部关节有一个自由度:电动机通过齿轮副传动带动小臂绕手臂纵轴线摆动(运动范围-350—+350);腕部关节有一个自由度:电机通过联轴器带动法兰盘，带动弹琴手绕手臂纵长轴线回转(运动范围-900—+900)。本专利技术的多关节仿人弹琴机器人手臂，可以模仿人的手臂功能进行各种各样的操作，完成腕部回转、肘部俯仰、大臂俯仰等动作，并通过双手臂的合作与协调动作实现一定的演奏效果。该手臂可以左右对称安装于机器人身体上，其双臂在计算机控制下可协调动作，相互配合。手臂采用3自由度仿人结构，长度与人臂相仿。该机器人手臂机械结构简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了 ；手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广；作业手臂能耗低，采用直流24V供电。 【专利附图】【附图说明】 : 图1多关节仿人弹琴机器人手臂的结构示意图； 图2肩部关节的结构示意图； 图3肘关节的结构示意图； 图4腕部关节的结构示意图。 【具体实施方式】 : 【具体实施方式】一:参阅图1，本实施方式的机器人手臂由具有一个摆动副的肩关节1、具有一个摆动副的肘部关节3、具有一个回转副的腕部关节5、连接在肩部关节I和肘部关节3之间的大臂2、连接在肘部关节3和腕部关节5之间的小臂4。 【具体实施方式】二:参阅图2，第一电机101与臂板102固定连接，臂板102与肩部电机座103连接，肩部电机座103与肩部支架104连接，肩部旋转轴105与肩部支架104连接，肩部连接轴106与肩部支架104连接，肩部轴承压盖107与肩部支架104固定连接，肩部旋转轴端盖108与肩部旋转轴105固定，连接形成肩部关节I的摆动。大臂支架2与肩部旋转轴105、肩部连接轴106固定连接。 【具体实施方式】三:参阅图3，大臂支架2与肘部俯仰轴承座301固定连接，第二电机302通过键303与主动齿轮304连接，齿轮轴轴承305套在主动齿轮轴306上，主动齿轮304与从动齿轮307相啮合，从动齿轮套308套在肘部摆动轴309上通过螺母固定连接，轴承压盖310与小臂4固定连接，螺钉311与肘部摆动轴309固定连接，轴承压盖312与小臂4固定连接，摆动轴309与小臂4形成固定连接。 【具体实施方式】四:参阅图4，小臂4与第三电机座501连接，第三电机502通过联轴器503与法兰盘504连接，法兰盘504与弹琴手相连，弹琴手与法兰盘一起回转，以上各电机均为步进电机。【权利要求】1.多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于它由具有摆动副的肩关节(I)、具有摆动副的肘部关节(3)、具有回转副的腕部关节(5)、连接在肩部关节(I)和肘部关节(3)之间的大臂(2)、连接在肘部关节(3)和腕部关节(5)之间的小臂(4)组成；各关节的回转副和摆动副的运动分别由一台步进电机驱动。2.根据权利要求1所述的多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于肩部关节(I)由第一电机(101)、臂板(102)、肩部电机座(103)、肩部支架(104)、肩部旋转轴(105)、肩部连接轴(106)、肩部轴承压盖(107)、肩部旋转轴端盖(108)组成；肩部旋转轴(105)与肩部支架(104)连接，肩部连接轴(106)与肩部支架(104)连接，第一电机(101)固定在臂板(102)上，臂板(102)与肩部电机座(103)连接，大臂(2)与肩部旋转轴(105)和肩部连接轴(106)连接形成肩部关节的摆动副，肩部轴承压盖(107)与肩部支架(104)固定连接，肩部旋转轴端盖(108)与肩部旋转轴(105)和大臂(2)固定连接。3.根据权利要求1所述的多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于肘部关节(3)由肘部俯仰轴承座(301)、第二电机(302)、键(303)、主动齿轮(304)、齿轮轴轴承(305)、主动齿轮轴(306)、从动齿轮(307)、从动齿轮套(308)、肘部摆动轴(309)、轴承压盖(310)、螺钉(311)、轴承压盖(312)组成；肘部俯仰轴承座(301)与大臂(2)连接，第二电机(302)与肘部俯仰轴承座(301)连接，第二电机(302)通过键(303)与主动齿轮轴(306)连接，主动齿轮(304)与从动齿轮(307)啮合，从动齿轮套(308)固定并套在肘部摆动轴(309)上，肘部摆动轴(309)安装在小臂(4)上，螺钉(311)固定在肘部摆动轴(309)上起到调整作用，第二电机(302)固定在肘部俯仰轴承座(301)上通过键(303)带动肘部摆动轴(309)旋转形成肘部关节⑶的摆动副，轴承压盖(310)与轴承压盖(312)和小臂(4)固定连接。4.根据权利要求1所述的多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于腕部关节(5)由第三电机座(501)、第三电机(502)、联轴器(503)、法兰盘(504)组成；第三电机座(501)固定在小臂(4)上，第三电机座(501)与第三电机(502)连接，第三电机(502)通过联轴器(503)带动法兰盘(504)回转，形成腕部关节(5)的回转副，从而带动连接在法兰盘(504)上得弹琴手回转。【文档编号】B25J17/02GK104149101SQ201410133917【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日 【专利技术者】姜大伟, 程廷海, 张邦成, 柳虹亮, 刘溢泉, 梁伟, 赵俊鹏, 王帅国, 张翔宇 申请人:长春工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于它由具有摆动副的肩关节(1)、具有摆动副的肘部关节(3)、具有回转副的腕部关节(5)、连接在肩部关节(1)和肘部关节(3)之间的大臂(2)、连接在肘部关节(3)和腕部关节(5)之间的小臂(4)组成；各关节的回转副和摆动副的运动分别由一台步进电机驱动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜大伟，程廷海，张邦成，柳虹亮，刘溢泉，梁伟，赵俊鹏，王帅国，张翔宇，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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