一种用于机器人手臂的旋转摆动机构、机器人手臂及机器人制造技术

本发明专利技术揭示了一种用于机器人手臂的旋转摆动机构、机器人手臂及机器人，旋转摆动机构的第二电机带动小臂壳体绕着第二电机输出轴轴线转动，从而模拟人体肘部转动动作，其具有一个自由度，旋转摆动机构的第一电机带动转动滑轮转动，转动滑轮带动固定滑轮转动，使旋转座绕着支撑轴转动，进而带动小臂壳体绕着固定滑轮轴线转动，从而模拟人体肘部摆动动作，其具有一个自由度，因此，机器人手臂的肘关节具有两个自由度。

Rotary swinging mechanism for robot arm, robot arm and robot

The invention discloses a rotary swing mechanism for robot arm, robot arm and robot, second motor rotary swing mechanism drives the small arm shell rotate around the output of the second motor shaft axis, so as to simulate the human elbow rotation movement, which has one degree of freedom, the first motor rotary swing mechanism to rotate the pulley, rotation the pulley drives fixed pulley, the rotary seat around the support shaft to rotate, and drives the small arm shell rotate around the fixed pulley axis, so as to simulate the human elbow swing, which has one degree of freedom, therefore, the elbow joint robot arm with two degrees of freedom.

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人手臂的旋转摆动机构、机器人手臂及机器人
本专利技术涉及机器人领域，特别涉及一种用于机器人手臂的旋转摆动机构、机器人手臂及机器人。
技术介绍
随着科技的进步，机器人的研究应用领域在不断扩展，其中仿人型机器人的研究和应用尤其受到普遍关注，并成为智能机器人领域中最活跃的研究热点之一，仿人型机器人主要是通过机器人手臂完成任务，但是现有的许多机器人手臂存在关节结构臃肿和控制繁琐等缺点。例如中国专利(CN101780673B)公开的一种轻型服务机器人手臂，其通过减速机和电机配合驱动各关节动作，使得该机器人手臂结构复杂，另外，由于受机器人手臂安装空间限制，减速机只能采用微小型的减速机传动实现手臂摆动功能，但是微小型的减速机的价格较高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供了一种结构简单和紧凑，且降低生产成本的用于机器人手臂的旋转摆动机构和包含有该旋转摆动机构的机器人手臂以及包含该机器人手臂的机器人。为达到以上目的，本专利技术提供了一种用于机器人手臂的旋转摆动机构，包括第一电机、第一连接件、连接座、转动滑轮、固定滑轮、旋转座、支撑轴、第一牵引绳、第二牵引绳、第一滑轮和第二滑轮，所述第一电机固定在所述第一连接件上，且所述第一电机的输出轴穿过所述第一连接件套接所述转动滑轮，所述第一连接件上还固定有所述连接座，所述连接座上固定有所述支撑轴，所述支撑轴的轴线和所述转动滑轮的轴线相互垂直，所述支撑轴上套设有所述旋转座，所述旋转座和所述支撑轴能够相互转动，并且所述旋转座和所述第一连接件分别位于所述转动滑轮的两侧，所述旋转座上还固定有所述固定滑轮，所述固定滑轮和所述支撑轴同轴设置；所述转动滑轮外侧面上设置有第一卡槽，所述固定滑轮外侧面上设置有第二卡槽，所述第一牵引绳的第一端和所述第二牵引绳的第一端均固定在所述第一卡槽内，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳分别从所述第一卡槽的两侧且沿着所述转动滑轮的切向延伸至所述固定滑轮所在的平面，其中所述第一牵引绳通过所述第一滑轮换向，所述第二牵引绳通过所述第二滑轮换向，之后所述第一牵引绳和所述第二牵引绳分别沿着所述固定滑轮的切向延伸至所述固定滑轮两侧，最后所述第一牵引绳第二端和所述第二牵引绳第二端分别从所述第二卡槽两侧且沿着所述固定滑轮的周向延伸至所述第二卡槽内并固定，其中所述第一牵引绳和所述第二牵引绳不相交。进一步，所述连接座呈L型，包括相互垂直的第一支板和第二支板，所述支撑轴固定在所述第二支板上，所述第二支板和所述固定滑轮分别位于所述旋转座两侧，所述第一支板位于所述转动滑轮和所述第一连接件之间，且所述第一支板固定在所述第一连接件上。进一步，所述转动滑轮外侧面上设置第一环形槽，所述第一环形槽沿所述转动滑轮周向分布设置，且所述第一环形槽分别与所述第一牵引绳和所述第二牵引绳配合，所述固定滑轮外侧面上设置有第二环形槽，所述第二环形槽沿所述固定滑轮周向分布设置，且所述第二环形槽分别与所述第一牵引绳和所述第二牵引绳配合；所述第一滑轮外侧面上设置有与所述第一牵引绳配合的第三环形槽，所述第一滑轮套设在所述第一销轴上，所述第一销轴固定在所述第一滑轮座上，所述第一滑轮座固定在所述第一支板上，所述第二滑轮外侧面上设置有与所述第二牵引绳配合的第四环形槽，所述第二滑轮套设在所述第二销轴上，所述第二销轴固定在所述第二滑轮座上，所述第二滑轮座固定在所述所述第一支板上。进一步，所述第一滑轮轴心和所述第二滑轮轴心的连线分别与所述转动滑轮的轴线和所述固定滑轮的轴线相互垂直。进一步，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳均为相同结构的牵引绳。进一步，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳均为钢丝材料制成的牵引绳。进一步，所述旋转座通过两个轴承套设在所述支撑轴上。本专利技术还提供了一种机器人手臂，包括一旋转摆动机构，以及一大臂壳体、一小臂壳体和一手部壳体；所述大臂壳体连接所述小臂壳体的一端，连接在所述旋转座上；所述小臂壳体连接所述大臂壳体的一端，套设在所述第一连接件外，且所述第一电机位于所述小臂壳体内部；所述手部壳体与所述小臂壳体为一体化结构或组装结构；或者，所述大臂壳体远离所述小臂壳体的一端，套设在所述第一连接件外，且所述第一电机位于所述大臂壳体内；所述大臂壳体、所述小臂壳体和所述手部壳体三者之间为组装结构和/或一体化结构。进一步，所述用于机器人手臂的旋转摆动机构还包括第二电机、第二连接件和法兰，所述法兰固定在所述旋转座上，所述法兰连接所述第二电机的输出轴，所述第二电机的输出轴轴线与所述支撑轴轴线相互垂直，其中所述第二电机固定在所述第二连接件上，所述第二连接件位于所述第二电机和所述法兰之间；所述大臂壳体连接所述小臂壳体的一端，套接在第二连接件外，且所述第二电机位于所述大臂壳体内部。本专利技术还提供了一种机器人，包括上身壳体和两条所述机器人手臂，两机器人手臂分别通过一所述旋转摆动机构连接上身壳体；所述大臂壳体连接所述上身壳体的一端，套设在所述第一连接件外；且所述第一电机位于所述大臂壳体内部；所述上身壳体连接所述大臂壳体的一端，连接在所述旋转座上。本专利技术还提供了一种机器人，包括一上身壳体和两条机器人手臂，两机器人手臂分别通过一所述旋转摆动机构连接上身壳体；所述大臂壳体连接所述上身壳体的一端，套设在所述第一连接件外；且所述第一电机位于所述大臂壳体内部；所述上身壳体连接所述大臂壳体的一端，套设在所述第二连接件外，且所述第二电机位于所述上身壳体内部。本专利技术提供了如下优点：(1)本专利技术的旋转摆动机构结构紧凑，另外旋转摆动机构可组装完成后再安装到大臂壳体和小臂壳体之间，以及大臂壳体和上身壳体之间，提高了安装效率。(2)本专利技术用以模拟人体肘关节和肩关节的动作，其中肘关节具有两个自由度，肩膀具有两个自由度。(3)本专利技术的转动滑轮和固定滑轮之间通过第一牵引绳和第二牵引绳配合连接，代替了传统机械换向结构，因此大大降低了旋转摆动机构的成本。以下结合附图及实施例进一步说明本专利技术。附图说明图1为本专利技术所述旋转摆动机构的爆炸图；图2为本专利技术所述机器人手臂的结构示意图；图3为本专利技术所述机器人的结构示意图；图4为本专利技术所述旋转摆动机构的工作原理图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。参见图1，示出了根据本专利技术优选实施例所述的一种用于机器人手臂的旋转摆动机构，包括第一电机401、第一连接件402、连接座429、转动滑轮408、固定滑轮413、旋转座416、支撑轴415、第一牵引绳409、第二牵引绳428、第一滑轮424和第二滑轮406，第一电机401固定在第一连接件402上，且第一电机401的输出轴穿过第一连接件402套接转动滑轮408，即转动滑轮408和第一电机401的输出轴同轴设置，第一连接件402上还固定有连接座429，连接座429上固定有支撑轴415，支撑轴415的轴线和转动滑轮408的轴线相互垂直，支撑轴415上套设有旋转座416，旋转座416和支撑轴415能够相互转动，其中旋转座416位置固定，且不发生转动，即支撑轴415能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机器人手臂的旋转摆动机构，其特征在于，包括第一电机(401)、第一连接件(402)、连接座(429)、转动滑轮(408)、固定滑轮(413)、旋转座(416)、支撑轴(415)、第一牵引绳(409)、第二牵引绳(428)、第一滑轮(424)和第二滑轮(406)，所述第一电机(401)固定在所述第一连接件(402)上，且所述第一电机(401)的输出轴穿过所述第一连接件(402)套接所述转动滑轮(408)，所述第一连接件(402)上还固定有所述连接座(429)，所述连接座(429)上固定有所述支撑轴(415)，所述支撑轴(415)的轴线和所述转动滑轮(408)的轴线相互垂直，所述支撑轴(415)上套设有所述旋转座(416)，所述旋转座(416)和所述支撑轴(415)能够相互转动，并且所述旋转座(416)和所述第一连接件(402)分别位于所述转动滑轮(408)的两侧，所述旋转座(416)上还固定有所述固定滑轮(413)，所述固定滑轮(413)和所述支撑轴(415)同轴设置；所述转动滑轮(408)外侧面上设置有第一卡槽(417)，所述固定滑轮(413)外侧面上设置有第二卡槽(412)，所述第一牵引绳(409)的第一端和所述第二牵引绳(428)的第一端均固定在所述第一卡槽(417)内，所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)分别从所述第一卡槽(417)的两侧且沿着所述转动滑轮(408)的切向延伸至所述固定滑轮(413)所在的平面，其中所述第一牵引绳(409)通过所述第一滑轮(424)换向，所述第二牵引绳(428)通过所述第二滑轮(406)换向，之后所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)分别沿着所述固定滑轮(413)的切向延伸至所述固定滑轮(413)两侧，最后所述第一牵引绳(409)第二端和所述第二牵引绳(428)第二端分别从所述第二卡槽(412)两侧且沿着所述固定滑轮(413)的周向延伸至所述第二卡槽(412)内并固定，其中所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)不相交。...

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人手臂的旋转摆动机构，其特征在于，包括第一电机(401)、第一连接件(402)、连接座(429)、转动滑轮(408)、固定滑轮(413)、旋转座(416)、支撑轴(415)、第一牵引绳(409)、第二牵引绳(428)、第一滑轮(424)和第二滑轮(406)，所述第一电机(401)固定在所述第一连接件(402)上，且所述第一电机(401)的输出轴穿过所述第一连接件(402)套接所述转动滑轮(408)，所述第一连接件(402)上还固定有所述连接座(429)，所述连接座(429)上固定有所述支撑轴(415)，所述支撑轴(415)的轴线和所述转动滑轮(408)的轴线相互垂直，所述支撑轴(415)上套设有所述旋转座(416)，所述旋转座(416)和所述支撑轴(415)能够相互转动，并且所述旋转座(416)和所述第一连接件(402)分别位于所述转动滑轮(408)的两侧，所述旋转座(416)上还固定有所述固定滑轮(413)，所述固定滑轮(413)和所述支撑轴(415)同轴设置；所述转动滑轮(408)外侧面上设置有第一卡槽(417)，所述固定滑轮(413)外侧面上设置有第二卡槽(412)，所述第一牵引绳(409)的第一端和所述第二牵引绳(428)的第一端均固定在所述第一卡槽(417)内，所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)分别从所述第一卡槽(417)的两侧且沿着所述转动滑轮(408)的切向延伸至所述固定滑轮(413)所在的平面，其中所述第一牵引绳(409)通过所述第一滑轮(424)换向，所述第二牵引绳(428)通过所述第二滑轮(406)换向，之后所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)分别沿着所述固定滑轮(413)的切向延伸至所述固定滑轮(413)两侧，最后所述第一牵引绳(409)第二端和所述第二牵引绳(428)第二端分别从所述第二卡槽(412)两侧且沿着所述固定滑轮(413)的周向延伸至所述第二卡槽(412)内并固定，其中所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)不相交。2.如权利要求1所述的用于机器人手臂的旋转摆动机构，其特征在于，所述连接座(429)呈L型，包括相互垂直的第一支板(403)和第二支板(420)，所述支撑轴(415)固定在所述第二支板(420)上，所述第二支板(420)和所述固定滑轮(413)分别位于所述旋转座(416)两侧，所述第一支板(403)位于所述转动滑轮(408)和所述第一连接件(402)之间，且所述第一支板(403)固定在所述第一连接件(402)上。3.如权利要求2所述的用于机器人手臂的旋转摆动机构，其特征在于，所述转动滑轮(408)外侧面上设置第一环形槽(418)，所述第一环形槽(418)沿所述转动滑轮(408)周向分布设置，且所述第一环形槽(418)分别与所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)配合，所述固定滑轮(413)外侧面上设置有第二环形槽(411)，所述第二环形槽(411)沿所述固定滑轮(413)周向分布设置，且所述第二环形槽(411)分别与所述第一牵引绳(409)和所述第二牵引绳(428)配合；所述第一滑轮(424)外侧面上设置有与所述第一牵引绳(409)配合的第三环形槽(425)，所述第一滑轮(424)套设在所述第一销轴(427)上，所述第一销轴(427)固定在所述第一滑轮座(426)上，所述第一滑轮座(426)固定在所述第一支板(403)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：管俊，刘宿东，
申请(专利权)人：哈工大机器人集团上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31