机械臂及机器人制造技术

本公开提供了一种机械臂及机器人，涉及机器人技术领域。机械臂包括：第一机械关节、第二机械关节和驱动组件；第一机械关节包括转动连接的第一固定件和第一活动件；第二机械关节包括转动连接的第二固定件和第二活动件；第一工作模式下，至少两个驱动源能够驱动第二活动件相对于第二固定件旋转，并使得第一活动件相对于第一固定件的位置固定；第二工作模式下，驱动源驱动第二活动件、第二固定件和第一活动件相对于第一固定件旋转，并使得第二活动件相对于第二固定件的位置固定。本公开的机械臂能够实现至少两个驱动源对多个关节的耦合驱动，提高驱动源的利用率。高驱动源的利用率。高驱动源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
机械臂及机器人


[0001]本公开涉及机器人
，特别涉及一种机械臂及机器人。

技术介绍

[0002]随着机器人技术的发展以及适用领域的扩散，机器人在生产、服务等领域已逐步成为不可替代的工具。其中关节型机器人基于人的手臂仿生设计，因其动作灵活、结构紧凑等优势被广泛应用。
[0003]相关技术中，关节型机器人通常采用绳索驱动(Tendon Driven，或称线驱动)方案，但是该驱动方案中各机械关节均采用独立驱动源，导致机器人的各机械关节结构复杂，转动惯量较大，降低了机械关节的运动性能。

技术实现思路

[0004]本公开提供了一种机械臂及机器人，能够解决机器人的各机械关节结构复杂，转动惯量较大的问题。
[0005]所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种机械臂，所述机械臂包括：第一机械关节、第二机械关节和驱动组件；
[0007]所述第一机械关节包括转动连接的第一固定件和第一活动件；所述第二机械关节包括转动连接的第二固定件和第二活动件；
[0008]所述第二固定件和所述第一活动件连接；
[0009]所述驱动组件包括至少两个驱动源和至少两条驱动绳索；
[0010]所述至少两个驱动源中每个所述驱动源通过至少一条所述驱动绳索与所述第一固定件、所述第一活动件和所述第二活动件连接；
[0011]所述至少两个驱动源包括第一工作模式和第二工作模式；
[0012]所述第一工作模式下，所述至少两个驱动源能够驱动所述第二活动件相对于所述第二固定件旋转，并使得所述第一活动件相对于所述第一固定件的位置固定；
[0013]所述第二工作模式下，所述至少两个驱动源能够驱动所述第二活动件、所述第二固定件和所述第一活动件相对于所述第一固定件旋转，并使得所述第二活动件相对于所述第二固定件的位置固定。
[0014]另一方面，提供了一种机器人，所述机器人包括本公开所述的机械臂。
[0015]本公开提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0016]本公开的机械臂，包括第一机械关节、第二机械关节和驱动组件，驱动组件包括至少两个驱动源和至少两条驱动绳索，该至少两个驱动源中每个驱动源均通过至少一条驱动绳索与第一机械关节的第一活动件、第二机械关节的第二活动件，以及第一机械关节的第一固定件连接，该至少两个驱动源第一工作模式下能够驱动第二活动件相对于第二固定件旋转，并使得第一活动件相对于第一固定件的位置固定；第二工作模式下能够驱动第二活
动件、第二固定件和第一活动件相对于第一固定件旋转，并使得第二活动件相对于第二固定件的位置固定，实现至少两个驱动源对多个关节的耦合驱动，提高驱动源的利用率，降低机械关节的结构复杂度，减小机械关节的转动惯量，增强机械关节的运动性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。
[0018]图1是本公开实施例提供的机械臂的结构示意图；
[0019]图2是本公开另一实施例提供的机械臂的结构示意图；
[0020]图3是图2所示机械臂的局部结构剖视图；
[0021]图4是图2所示机械臂的局部结构示意图；
[0022]图5是图2所示机械臂的另一局部结构示意图；
[0023]图6是本公开另一实施例提供的机械臂的结构示意图；
[0024]图7是图5所示机械臂的局部结构示意图。
[0025]图中的附图标记分别表示为：
[0026]001、第一轴线；002、第二轴线；003、第三轴线；004、第四轴线；
[0027]10、第一机械关节；20、第二机械关节；30、驱动组件；
[0028]101、第一固定件；102、第一活动件；103、第三固定件；104、第二连接件；
[0029]201、第二固定件；202、第二活动件；203、第三活动件；
[0030]2021、第一位置；2022、第二位置；
[0031]2023、第三位置；2024、第四位置；
[0032]204、第一连接件；
[0033]301、驱动源；
[0034]3011、第一肘部主动绳轮；3012、第二肘部主动绳轮；
[0035]302、驱动绳索；
[0036]3021、第一肘部驱动绳索；30211、第一端；30212、第二端；
[0037]3022、第二肘部驱动绳索；30221、第三端；30222、第四端；
[0038]4、腕肘连接件；41、触觉传感器；
[0039]5、旋转编码器；
[0040]6、力矩传感器。
具体实施方式
[0041]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0042]除非另有定义，本公开实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员
通常理解的相同的含义。
[0043]相关技术中，关节型机器人通常采用闭环绳索驱动(Tendon Driven，或称线驱动)方案。
[0044]但是，闭环绳索驱动方案中每个自由度由一个驱动源(例如电机)配合两根绳索驱动，驱动源正向反向运动，分别拉动某一根绳索，带动机械关节向对应方向运动。
[0045]机械关节的每个自由度分别对应一个驱动源。实际应用过程中，机械关节的大部分自由度通常是运行在较低的功率水平，则对应这部分自由度的驱动源的利用率较低，造成较大的成本浪费。
[0046]每个自由度分别对应一个驱动源，还会增加的机械关节的质量，从而增大该机械关节的转动惯量，拉低了该机械关节的运行性能。
[0047]此外，现有技术中还出现了冗余绳索驱动方案，即采用三个电机驱动两个自由度的方案，该方案中只是基于多条驱动绳索的协调作用，使得机械腕关节按照期望的方向、角度或位置进行运动。
[0048]但是，上述冗余绳索驱动方案中，驱动源的数量较闭环绳索驱动方案更多，导致机械关节的运行性能更低。
[0049]因此，本公开提供了一种机械臂，第一工作模式下能够驱动第二活动件相对于第二固定件旋转；第二工作模式下能够驱动第二机械关节和第一活动件相对于第一固定件旋转，实现至少两个驱动源对多个关节的耦合驱动，提高驱动源的利用率，降低机械关节的结构复杂度，提高机械关节的转动惯量，增强机械关节的运动性能。
[0050]应理解，本申请提供的机械臂，可以应用于云技术、人工智能、智慧交通等领域的机器人场景，实现于通过机器人进行人机交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂，其特征在于，所述机械臂包括：第一机械关节(10)、第二机械关节(20)和驱动组件(30)；所述第一机械关节(10)包括转动连接的第一固定件(101)和第一活动件(102)；所述第二机械关节(20)包括转动连接的第二固定件(201)和第二活动件(202)；所述第二固定件(201)和所述第一活动件(102)连接；所述驱动组件(30)包括至少两个驱动源(301)和至少两条驱动绳索(302)；所述至少两个驱动源(301)中每个所述驱动源(301)通过至少一条所述驱动绳索(302)与所述第一固定件(101)、所述第一活动件(102)和所述第二活动件(202)连接；所述至少两个驱动源(301)包括第一工作模式和第二工作模式；所述第一工作模式下，所述至少两个驱动源(301)能够驱动所述第二活动件(202)相对于所述第二固定件(201)旋转，并使得所述第一活动件(102)相对于所述第一固定件(101)的位置固定；所述第二工作模式下，所述至少两个驱动源(301)能够驱动所述第二活动件(202)、所述第二固定件(201)和所述第一活动件(102)相对于所述第一固定件(101)旋转，并使得所述第二活动件(202)相对于所述第二固定件(201)的位置固定。2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一工作模式下，所述至少两个驱动源(301)同向旋转，所述第二工作模式下，所述至少两个驱动源(301)反向旋转；或者，所述第一工作模式下，所述至少两个驱动源(301)反向旋转，所述第二工作模式下，所述至少两个驱动源(301)同向旋转。3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述至少两个驱动源(301)位于所述第一固定件(101)背离所述第一活动件(102)的一侧，所述至少两条驱动绳索(302)穿过所述第一固定件(101)与所述第一活动件(102)连接，并穿过所述第二固定件(201)与所述第二活动件(202)连接。4.根据权利要求1或2所述的机械臂，其特征在于，所述第一机械关节(10)为机械肩关节，所述第二机械关节(20)为机械肘关节；所述第一固定件(101)和所述第一活动件(102)沿第一轴线(001)转动连接；所述第二固定件(201)和所述第二活动件(202)沿第二轴线(002)转动连接；所述第一工作模式下，所述至少两个驱动源(301)能够驱动所述第二活动件(202)相对于所述第二固定件(201)绕所述第二轴线(002)旋转，并使得所述第一活动件(102)相对于所述第一固定件(101)的位置固定；所述第二工作模式下，所述至少两个驱动源(301)能够驱动所述第二机械关节(20)和所述第一活动件(102)相对于所述第一固定件(101)绕所述第一轴线(001)旋转，并使得所述第二活动件(202)相对于所述第二固定件(201)的位置固定。5.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述第一轴线(001)和所述第二轴线(002)垂直相交。6.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述第一机械关节(10)还包括第三固定件(103)；所述第一固定件(101)与所述第三固定件(103)转动连接；
和/或，所述第二机械关节(20)还包括第一连接件(204)，所述第二固定件(201)与所述第一连接件(204)转动连接，所述第一连接件(204)与所述第二活动件(202)转动连接。7.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述至少两个驱动源(301)包括第一肘部主动绳轮(3011)和第二肘部主动绳轮(3012)；所述第一肘部主动绳轮(3011)和所述第二肘部主动绳轮(3012)与所述第一活动件(102)连接；所述至少两条驱动绳索(302)包括第一肘部驱动绳索(3021)和第二肘部驱动绳索(3022)；所述第一肘部驱动绳索(3021)的第一端(30211)沿第一转动方向与所述第一固定件(101)连接，第二端(30212)绕经所述第二活动件(202)的第一位置(2021)、所述第一肘部主动绳轮(3011)和所述第二活动件(202)的第二位置(2022)后，沿第二转动方向连接所202述第一固定件(101)；所述第二肘部驱动绳索(3022)的第三端(30221)沿第二转动方向与所述第一固定件(101)连接，第四端(30222)绕经所述第二活动件(202)的第一位置(2021)、所述第二肘部主动绳轮(3012)和所述第二活动件(202)的第二位置(2022后，沿第一转动方向连接所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊坤，刘天亮，张正友，黎雄，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：