基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂，它涉及一种七自由度仿人机械臂，以解决现有机械臂体积大，运动精度差等问题。本发明专利技术包括肩关节、肘关节、腕关节，壳体、大臂外壳和小臂外壳，肩关节上的第一法兰盘设置在壳体的底部，肩关节上的第一外圈齿轮轴筒的外表面通过第三滚动轴承与壳体连接肘关节上的肘关节转轴的两端分别通过第六滚动轴承安装在大臂外壳上的吊耳中，小臂外壳固装在肘关节中的肘关节转轴上，腕关节上的第二法兰盘固装在小臂外壳内。本发明专利技术用于机器人上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种七自由度仿人机械臂，具体涉及一种基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂。
技术介绍
七自由度仿人机械臂能够替人类完成很多工作，或协助人类工作。尤其是在恶劣环境下的工作，仿人机械臂较人类有更大的优势。但是目前的已有的机械臂大多是以串联结构设计为主，这种结构运动精度差，而且每个自由度都有单独电机驱动，使得电机负担大，从而导致电机尺寸增加。而现有的并联结构，多为连杆铰链形式，运动范围也受到了很大限制。
技术实现思路
本专利技术的为解决现有机械臂体积大，运动精度差等问题，而提出一种基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂。本专利技术的基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂包括肩关节、肘关节、腕关节，壳体、大臂外壳和小臂外壳，肩关节包括第一内圈电机、第一中圈电机、第一外圈电机、第一法兰盘、第一内圈减速器、第一中圈减速器、第一外圈减速器、第一中圈主轴、第一外圈主轴、第一内圈传动齿轮、第一中圈传动齿轮、第一外圈传动齿轮、第一内圈直齿轮、第一内圈齿轮轴、第一内圈锥齿轮、第一中圈齿轮轴筒、第一中圈直齿轮、第一中圈锥齿轮、第二滚动轴承、第一外圈齿轮轴筒、第一外圈直齿轮、第一后连接架、第一前连接架、第一中心轴、第一连接套、第一轴上小锥齿轮、第一轴上大锥齿轮、第一前小锥齿轮、第一前大锥齿轮、两个第一连接元件、滚针轴承、第三滚动轴承、两个第一滚动轴承、两个第四滚动轴承和两个第五滚动轴承，第一内圈电机、第一中圈电机和第一外圈电机沿同一圆周均布设置在第一法兰盘的上端面上，第一内圈减速器的输入端与第一内圈电机的输出端连接，第一中圈减速器的输入端与第一中圈电机的输出端连接，第一外圈减速器的输入端与第一外圈电机的输出端连接，第一内圈传动齿轮固装在第一内圈减速器的输出轴上，第一中圈主轴的输入端与第一中圈减速器的输出轴连接，第一中圈传动齿轮固装在第一中圈主轴的输出端上，第一外圈主轴的输入端与第一外圈减速器的输出轴连接，第一外圈传动齿轮固装在第一外圈主轴的输出端上，第一内圈直齿轮与第一内圈传动齿轮啮合，第一内圈直齿轮固装在第一内圈齿轮轴的输入端上，第一内圈锥齿轮固装在第一内圈齿轮轴的输出端上，第一中圈齿轮轴筒位于第一内圈直齿轮与第一内圈锥齿轮之间，且第一中圈齿轮轴筒通过两个第一滚动轴承套装在第一内圈齿轮轴上，第一中圈直齿轮与第一中圈传动齿轮啮合，第一中圈直齿轮固装在第一中圈齿轮轴筒的输入端上，第一中圈锥齿轮固装在第一中圈齿轮轴筒的输出端上，第一外圈齿轮轴筒位于第一中圈传动齿轮与第一中圈锥齿轮之间，且第一外圈齿轮轴筒通过两个第二滚动轴承套装在第一中圈齿轮轴筒上，第一外圈直齿轮与第一外圈传动齿轮啮合，第一外圈直齿轮固装在第一外圈齿轮轴筒的输入端上，第一后连接架固装在第一外圈齿轮轴筒的输出端上，第一前连接架设置在第一后连接架的上方，第一前连接架与第一后连接架通过第一中心轴连接，第一中心轴的两端分别通过第四滚动轴承安装在第一后连接架上，第一轴上小锥齿轮与第一内圈锥齿轮啮合，第一轴上大锥齿轮与第一中圈锥齿轮啮合，第一轴上小锥齿轮和第一轴上大锥齿轮均通过第五滚动轴承安装在中心轴上，第一前小锥齿轮与第一轴上小锥齿轮啮合，第一前大锥齿轮与第一轴上大锥齿轮啮合，第一前小锥齿轮与第一前大锥齿轮通过第一连接元件连接，大臂外壳垂直第一前大锥齿轮的上端面设置，且大臂外壳与第一前大锥齿轮焊接在一起，第一连接套通过滚针轴承套装在大臂外壳上，第一连接套与第一前连接架固定连接，第一法兰盘设置在壳体的底部，第一外圈齿轮轴筒的外表面通过第三滚动轴承与壳体连接，肘关节包括电机座、肘关节电机、肘关节减速器、肘关节小锥齿轮、肘关节大锥齿轮、肘关节转轴和两个第六滚动轴承，电机座固装在大臂外壳内，肘关节电机设置在电机座上，肘关节减速器的输入端与肘关节电机的输出端连接，肘关节小锥齿轮固装在肘关节减速器的输出端上，肘关节大锥齿轮与肘关节小锥齿轮啮合，肘关节大锥齿轮固装在肘关节转轴上，肘关节转轴的两端分别通过第六滚动轴承安装在大臂外壳上的吊耳中，小臂外壳固装在肘关节转轴上，腕关节包括第二法兰盘、第二内圈电机、第二中圈电机、第二外圈电机、第二内圈减速器、第二中圈减速器、第二外圈减速器、第二内圈传动齿轮、第二中圈主轴、第二中圈传动齿轮、第二外圈主轴、第二外圈传动齿轮、第二内圈直齿轮、第二内圈齿轮轴、第二内圈锥齿轮、第二中圈齿轮轴筒、第七滚动轴承、第二中圈直齿轮、第二中圈锥齿轮、第二外圈齿轮轴筒、第九滚动轴承、第二外圈直齿轮、第二后连接架、第二前连接架、第二中心轴、第二轴上小锥齿轮、第二轴上大锥齿轮、第十一滚动轴承、第二前小锥齿轮、第二前大锥齿轮、第二连接套、第二连接元件、两个第八滚动轴承和两个第十滚动轴承，第二内圈电机、第二中圈电机和第二外圈电机沿同一圆周均布设置在第二法兰盘的上端面上，第二内圈减速器的输入端与第二内圈电机的输出端连接，第二中圈减速器的输入端与第二中圈电机的输出端连接，第二外圈减速器的输入端与第二外圈电机的输出端连接，第二内圈传动齿轮固装在第二内圈减速器的输出轴上，第二中圈主轴的输入端与第二中圈减速器的输出轴连接，第二中圈传动齿轮固装在第二中圈主轴的输出端上，第二外圈主轴的输入端与第二外圈减速器的输出轴连接，第二外圈传动齿轮固装在第二外圈主轴的输出端上，第二内圈直齿轮与第二内圈传动齿轮啮合，第二内圈直齿轮固装在第二内圈齿轮轴的输入端上，第二内圈锥齿轮固装在第二内圈齿轮轴的输出端上，第二中圈齿轮轴筒位于第二内圈直齿轮与第二内圈锥齿轮之间，且第二中圈齿轮轴筒通过第七滚动轴承套装在第二内圈齿轮轴上，第二中圈直齿轮与第二中圈传动齿轮啮合，第二中圈直齿轮固装在第二中圈齿轮轴筒的输入端上，第二中圈锥齿轮固装在第二中圈齿轮轴筒的输出端上，第二外圈齿轮轴筒位于第二中圈传动齿轮与第二中圈锥齿轮之间，且第二外圈齿轮轴筒通过两个第八滚动轴承套装在第二中圈齿轮轴筒上，第二外圈齿轮轴筒的外表面通过第九滚动轴承与小臂外壳连接，第二外圈直齿轮与第二外圈传动齿轮啮合，第二外圈直齿轮固装在第二外圈齿轮轴筒的输入端上，第二后连接架固装在第二外圈齿轮轴筒的输出端上，第二前连接架设置在第二后连接架的上方，第二前连接架与第二后连接架通过第二中心轴连接，第二中心轴的两端发分别通过第十滚动轴承安装在第二后连接架上，第二轴上小锥齿轮与第二内圈锥齿轮啮合，第二轴上大锥齿轮与第二中圈锥齿轮啮合，第二轴上小锥齿轮和第二轴上大锥齿轮均通过第十一滚动轴承安装在第二中心轴上，第二前小锥齿轮与第二轴上小锥齿轮啮合，第二前大锥齿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂，其特征在于：所述基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂包括肩关节(C)、肘关节(D)、腕关节(E)，壳体(35)、大臂外壳(33)和小臂外壳(45)，肩关节(C)包括第一内圈电机(1)、第一中圈电机(2)、第一外圈电机(3)、第一法兰盘(4)、第一内圈减速器(5)、第一中圈减速器(6)、第一外圈减速器(7)、第一中圈主轴(8)、第一外圈主轴(9)、第一内圈传动齿轮(11)、第一中圈传动齿轮(12)、第一外圈传动齿轮(13)、第一内圈直齿轮(14)、第一内圈齿轮轴(15)、第一内圈锥齿轮(16)、第一中圈齿轮轴筒(17)、第一中圈直齿轮(18)、第一中圈锥齿轮(19)、第二滚动轴承(20)、第一外圈齿轮轴筒(21)、第一外圈直齿轮(22)、第一后连接架(23)、第一前连接架(24)、第一中心轴(25)、第一连接套(26)、第一轴上小锥齿轮(27)、第一轴上大锥齿轮(28)、第一前小锥齿轮(29)、第一前大锥齿轮(30)、两个第一连接元件(32)、滚针轴承(34)、第三滚动轴承(36)、两个第一滚动轴承(10)、两个第四滚动轴承(31)和两个第五滚动轴承(37)，第一内圈电机(1)、第一中圈电机(2)和第一外圈电机(3)沿同一圆周均布设置在第一法兰盘(4)的上端面上，第一内圈减速器(5)的输入端与第一内圈电机(1)的输出端连接，第一中圈减速器(6)的输入端与第一中圈电机(2)的输出端连接，第一外圈减速器(7)的输入端与第一外圈电机(3)的输出端连接，第一内圈传动齿轮(11)固装在第一内圈减速器(5)的输出轴上，第一中圈主轴(8)的输入端与第一中圈减速器(6)的输出轴连接，第一中圈传动齿轮(12)固装在第一中圈主轴(8)的输出端上，第一外圈主轴(9)的输入端与第一外圈减速器(7)的输出轴连接，第一外圈传动齿轮(13)固装在第一外圈主轴(9)的输出端上，第一内圈直齿轮(14)与第一内圈传动齿轮(11)啮合，第一内圈直齿轮(14)固装在第一内圈齿轮轴(15)的输入端上，第一内圈锥齿轮(16)固装在第一内圈齿轮轴(15)的输出端上，第一中圈齿轮轴筒(17)位于第一内圈直齿轮(14)与第一内圈锥齿轮(16)之间，且第一中圈齿轮轴筒(17)通过两个第一滚动轴承(10)套装在第一内圈齿轮轴(15)上，第一中圈直齿轮(18)与第一中圈传动齿轮(12)啮合，第一中圈直齿轮(18)固装在第一中圈齿轮轴筒(17)的输入端上，第一中圈锥齿轮(19)固装在第一中圈齿轮轴筒(17)的输出端上，第一外圈齿轮轴筒(21)位于第一中圈传动齿轮(12)与第一中圈锥齿轮(19)之间，且第一外圈齿轮轴筒(21)通过两个第二滚动轴承(20)套装在第一中圈齿轮轴筒(17)上，第一外圈直齿轮(22)与第一外圈传动齿轮(13)啮合，第一外圈直齿轮(22)固装在第一外圈齿轮轴筒(21)的输入端上，第一后连接架(23)固装在第一外圈齿轮轴筒(21)的输出端上，第一前连接架(24)设置在第一后连接架(23)的上方，第一前连接架(24)与第一后连接架(23)通过第一中心轴(25)连接，第一中心轴(25)的两端分别通过第四滚动轴承(31)安装在第一后连接架(23)上，第一轴上小锥齿轮(27)与第一内圈锥齿轮(16)啮合，第一轴上大锥齿轮(28)与第一中圈锥齿轮(19)啮合，第一轴上小锥齿轮(27)和第一轴上大锥齿轮(28)均通过第五滚动轴承(37)安装在中心轴(25)上，第一前小锥齿轮(29)与第一轴上小锥齿轮(27)啮合，第一前大锥齿轮(30)与第一轴上大锥齿轮(28)啮合，第一前小锥齿轮(29)与第一前大锥齿轮(30)通过第一连接元件(32)连接，大臂外壳(33)垂直第一前大锥齿轮(30)的上端面设置，且大臂外壳(33)与第一前大锥齿轮(30)焊接在一起，第一连接套(26)通过滚针轴承(34)套装在大臂外壳(33)上，第一连接套(26)与第一前连接架(24)固定连接，第一法兰盘(4)设置在壳体(35)的底部，第一外圈齿轮轴筒(21)的外表面通过第三滚动轴承(36)与壳体(35)连接，肘关节(D)包括电机座(38)、肘关节电机(39)、肘关节减速器(40)、肘关节小锥齿轮(41)、肘关节大锥齿轮(42)、肘关节转轴(43)和两个第六滚动轴承(44)，电机座(38)固装在大臂外壳(33)内，肘关节电机(39)设置在电机座(38)上，肘关节减速器(40)的输入端与肘关节电机(39)的输出端连接，肘关节小锥齿轮(41)固装在肘关节减速器(40)的输出端上，肘关节大锥齿轮(42)与肘关节小锥齿轮(41)啮合，肘关节大锥齿轮(42)固装在肘关节转轴(43)上，肘关节转轴(43)的两端分别通过第六滚动轴承(44)安装在大臂外壳(33)上的吊耳(33‑...
【技术特征摘要】
1.一种基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂，其特征在于：所述基于并联差
分驱动关节的七自由度仿人机械臂包括肩关节(C)、肘关节(D)、腕关节(E)，壳体(35)、
大臂外壳(33)和小臂外壳(45)，
肩关节(C)包括第一内圈电机(1)、第一中圈电机(2)、第一外圈电机(3)、第一法
兰盘(4)、第一内圈减速器(5)、第一中圈减速器(6)、第一外圈减速器(7)、第一中圈
主轴(8)、第一外圈主轴(9)、第一内圈传动齿轮(11)、第一中圈传动齿轮(12)、第一
外圈传动齿轮(13)、第一内圈直齿轮(14)、第一内圈齿轮轴(15)、第一内圈锥齿轮(16)、
第一中圈齿轮轴筒(17)、第一中圈直齿轮(18)、第一中圈锥齿轮(19)、第二滚动轴承(20)、
第一外圈齿轮轴筒(21)、第一外圈直齿轮(22)、第一后连接架(23)、第一前连接架(24)、
第一中心轴(25)、第一连接套(26)、第一轴上小锥齿轮(27)、第一轴上大锥齿轮(28)、
第一前小锥齿轮(29)、第一前大锥齿轮(30)、两个第一连接元件(32)、滚针轴承(34)、
第三滚动轴承(36)、两个第一滚动轴承(10)、两个第四滚动轴承(31)和两个第五滚动
轴承(37)，第一内圈电机(1)、第一中圈电机(2)和第一外圈电机(3)沿同一圆周均布
设置在第一法兰盘(4)的上端面上，第一内圈减速器(5)的输入端与第一内圈电机(1)
的输出端连接，第一中圈减速器(6)的输入端与第一中圈电机(2)的输出端连接，第一
外圈减速器(7)的输入端与第一外圈电机(3)的输出端连接，第一内圈传动齿轮(11)
固装在第一内圈减速器(5)的输出轴上，第一中圈主轴(8)的输入端与第一中圈减速器
(6)的输出轴连接，第一中圈传动齿轮(12)固装在第一中圈主轴(8)的输出端上，第
一外圈主轴(9)的输入端与第一外圈减速器(7)的输出轴连接，第一外圈传动齿轮(13)
固装在第一外圈主轴(9)的输出端上，第一内圈直齿轮(14)与第一内圈传动齿轮(11)
啮合，第一内圈直齿轮(14)固装在第一内圈齿轮轴(15)的输入端上，第一内圈锥齿轮
(16)固装在第一内圈齿轮轴(15)的输出端上，第一中圈齿轮轴筒(17)位于第一内圈
直齿轮(14)与第一内圈锥齿轮(16)之间，且第一中圈齿轮轴筒(17)通过两个第一滚
动轴承(10)套装在第一内圈齿轮轴(15)上，第一中圈直齿轮(18)与第一中圈传动齿
轮(12)啮合，第一中圈直齿轮(18)固装在第一中圈齿轮轴筒(17)的输入端上，第一
中圈锥齿轮(19)固装在第一中圈齿轮轴筒(17)的输出端上，第一外圈齿轮轴筒(21)
位于第一中圈传动齿轮(12)与第一中圈锥齿轮(19)之间，且第一外圈齿轮轴筒(21)
通过两个第二滚动轴承(20)套装在第一中圈齿轮轴筒(17)上，第一外圈直齿轮(22)
与第一外圈传动齿轮(13)啮合，第一外圈直齿轮(22)固装在第一外圈齿轮轴筒(21)
的输入端上，第一后连接架(23)固装在第一外圈齿轮轴筒(21)的输出端上，第一前连
\t接架(24)设置在第一后连接架(23)的上方，第一前连接架(24)与第一后连接架(23)
通过第一中心轴(25)连接，第一中心轴(25)的两端分别通过第四滚动轴承(31)安装
在第一后连接架(23)上，第一轴上小锥齿轮(27)与第一内圈锥齿轮(16)啮合，第一
轴上大锥齿轮(28)与第一中圈锥齿轮(19)啮合，第一轴上小锥齿轮(27)和第一轴上
大锥齿轮(28)均通过第五滚动轴承(37)安装在中心轴(25)上，第一前小锥齿轮(29)
与第一轴上小锥齿轮(27)啮合，第一前大锥齿轮(30)与第一轴上大锥齿轮(28)啮合，
第一前小锥齿轮(29)与第一前大锥齿轮(30)通过第一连接元件(32)连接，大臂外壳
(33)垂直第一前大锥齿轮(30)的上端面设置，且大臂外壳(33)与第一前大锥齿轮(30)
焊接在一起，第一连接套(26)通过滚针轴承(34)套装在大臂外壳(33)上，第一连接
套(26)与第一前连接架(24)固定连接，第一法兰盘(4)设置在壳体(35)的底部，第
一外圈齿轮轴筒(21)的外表面通过第三滚动轴承(36)与壳体(35)连接，
肘关节(D)包括电机座(38)、肘关节电机(39)、肘关节减速器(40)、肘关节小锥
齿轮(41)、肘关节大锥齿轮(42)、肘关节转轴(43)和两个第六滚动轴承(44)，电机座
(38)固装在大臂外壳(33)内，肘关节电机(39)设置在电机座(38)上，肘关节减速
器(40)的输入端与肘关节电机(39)的输出端连接，肘关节小锥齿轮(41)固装在肘关
节减速器(40)的输出端上，肘关节大锥齿轮(42)与肘关节小锥齿轮(41)啮合，肘关
节大锥齿轮(42)固装在肘关节转轴(43)上，肘关节转轴(43)的两端分别通过第六滚
动轴承(44)安装在大臂外壳(33)上的吊耳(33-1)中，小臂外壳(45)固装在肘关节
转轴(43)上，
腕关节(E)包括第二法兰盘(46)、第二内圈电机(47)、第二中圈电机(48)、第二
外圈电机(49)、第二内圈减速器(50)、第二中圈减速器(51)、第二外圈减速器(52)、
第二内圈传动齿轮(53)、第二中圈主轴(54)、第二中圈传动齿轮(55)、第二外圈主轴(56)、
第二外圈传动齿轮(57)、第二内圈直齿轮(58)、第二内圈齿轮轴(59)、第二内圈锥齿轮
(60)、第二中圈齿轮轴筒(61)、第七滚动轴承(62)、第二中圈直齿轮(63)、第二中圈
锥齿轮(64)、第二外圈齿轮轴筒(65)、第九滚动轴承(...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱延河，赵杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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