机械腕关节、机械臂及机器人制造技术

本公开提供了一种机械腕关节、机械臂及机器人，涉及机器人技术领域。机械腕关节包括：固定件、连接件、第一活动件、第二活动件和驱动组件；连接件沿第一轴线与固定件转动连接，第一活动件沿第二轴线与连接件转动连接，第二活动件沿第三轴线与第一活动件转动连接；驱动组件包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；第一驱动器分别与固定件和连接件连接，用于驱动连接件绕第一轴线相对于固定件转动；第二驱动器分别与连接件和第一活动件连接，用于驱动第一活动件绕第二轴线相对于连接件转动；第三驱动器与固定件和连接件的其中之一，以及第二活动件连接，用于驱动第二活动件绕第三轴线相对于第一活动件转动。于第一活动件转动。于第一活动件转动。

【技术实现步骤摘要】
机械腕关节、机械臂及机器人


[0001]本公开涉及机器人
，特别涉及一种机械腕关节、机械臂及机器人。

技术介绍

[0002]随着人类社会生活水平的不断发展，机器人的应用不断地扩大。末端负载能力和加速度是机器人性能的重要评价指标，机器人的腕关节的设计，对末端负载和加速度的影响较大。
[0003]相关技术中，机器人腕部通常采用电机模组串联和并联两种方式实现腕部三自由度控制，但是前一种方案使得腕部体积臃肿，紧凑性较差，后一种结构刚度较差，运动精度低，负载能力差。

技术实现思路

[0004]本公开提供了一种机械腕关节、机械臂及机器人，能够解决相关技术中的机器人腕部设计紧凑性、刚度度，负载能力差等问题。
[0005]所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种机械腕关节，所述机械腕关节包括：固定件、连接件、第一活动件、第二活动件和驱动组件；
[0007]所述连接件沿第一轴线与所述固定件转动连接，所述第一活动件沿第二轴线与所述连接件转动连接，所述第二活动件沿第三轴线与所述第一活动件转动连接；
[0008]所述驱动组件包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；
[0009]所述第一驱动器分别与所述固定件和所述连接件连接，用于驱动所述连接件绕所述第一轴线相对于所述固定件转动；
[0010]所述第二驱动器分别与所述连接件和所述第一活动件连接，用于驱动所述第一活动件绕所述第二轴线相对于所述连接件转动；
[0011]所述第三驱动器与所述固定件和所述连接件的其中之一，以及所述第二活动件连接，用于驱动所述第二活动件绕所述第三轴线相对于所述第一活动件转动。
[0012]另一方面，提供了一种机械臂，所述机械臂包括本公开所述的机械腕关节。
[0013]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腕关节。
[0014]本公开提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0015]本公开的机械腕关节，包括固定件、连接件、第一活动件、第二活动件和驱动组件，固定件和第一活动件分别与连接件转动连接，第二活动件与第一活动件转动连接；第一驱动器用于驱动连接件相对于固定件转动，实现第一自由度控制，第二驱动器用于驱动第一活动件相对于连接件转动，实现第二自由度控制，第三驱动器用于驱动第二活动件相对于第一活动件转动，实现第三自由度控制，从而实现了第一、第二自由度的串联后，与第三自由度的并联，具有结构简单，紧凑性较强，结构刚度高，有利于实现机械腕关节的高精度和高负载。
附图说明
[0016]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。
[0017]图1是本公开实施例提供的机械腕关节的结构示意图；
[0018]图2是本公开实施例提供的第一轴线、第二轴线、第三轴线的空间位置示意图；
[0019]图3是本公开另一实施例提供的第一轴线、第二轴线、第三轴线的空间位置示意图；
[0020]图4是本公开另一实施例提供的第一轴线、第二轴线、第三轴线的空间位置示意图；
[0021]图5是本公开实施例提供的机械腕关节的结构爆炸图；
[0022]图6是本公开实施例提供的机械腕关节的结构剖视图；
[0023]图7是本公开实施例提供的连接件、驱动组件和万向传动件的位置示意图。
[0024]图中的附图标记分别表示为：
[0025]01、第一轴线；02、第二轴线；03、第三轴线；
[0026]1、固定件；11、固定本体；111、第三避让部；12、第二轴承部；13、第二悬臂部；
[0027]2、连接件；21、连接本体；211、第二避让部；22、第一转轴部；23、第二转轴部；
[0028]3、第一活动件；31、活动本体；311、第一避让部；32、第一悬臂部；33、第一轴承部；
[0029]4、第二活动件；41、轴承座；
[0030]5、驱动组件；51、第一驱动器；52、第二驱动器；53、第三驱动器；
[0031]6、万向传动件；
[0032]7、编码器；
[0033]8、减速器。
具体实施方式
[0034]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。
[0035]在公开的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
[0036]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。
[0037]随着人类社会生活水平的不断发展，机器人的应用不断地扩大。末端负载能力和加速度是机器人性能的重要评价指标，机器人的腕关节的设计，对末端负载和加速度的影
响较大。
[0038]对于仿人机器人关节，既要求具有紧凑的结构设计，又需要满足相应高负载、高强度刚度、以及高精度的控制需求。
[0039]相关技术中的机器人腕部设计，一方面大部分采用的是腕部双自由的设计，这类设计牺牲了腕部三自由度的一些运动范围和姿态。
[0040]另外一类设计成三自由度，主要有电机模组串联和并联两种方式实现腕部三自由度控制。
[0041]其中，电机模组串联是第一电机带动第二三电机实现一自由度，第二电机带动三电机实现二自由度，第三电机实现三自由度，导致机器人的腕部结构臃肿，紧凑性差。还会导致机器人腕部的重量较大，转动惯量较大，无法实现高速、高精度、高负载。
[0042]并联方案，通常采用球关节、Agile eye(三转动自由度的并联机构)、3
‑
SPS parrallel(三自由度并联结构)、Omini wrist(欧米尼腕结构)等实现复杂运动，普遍刚度较差，精度较低，而且结构不紧凑，很难实现高负载、高精度的腕部控制。
[0043]因此，本公开提供了一种机械腕关节，实现了第一、第二自由度的串联后，与第三自由度的并联，具有结构简单，紧凑性较强，结构刚度高，有利于实现机械腕关节的高精度和高负载。
[0044]应理解，本申请提供的机械腕关节，可以应用于云技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械腕关节，其特征在于，所述机械腕关节包括：固定件(1)、连接件(2)、第一活动件(3)、第二活动件(4)和驱动组件(5)；所述连接件(2)沿第一轴线(01)与所述固定件(1)转动连接，所述第一活动件(3)沿第二轴线(02)与所述连接件(2)转动连接，所述第二活动件(4)沿第三轴线(03)与所述第一活动件(3)转动连接；所述驱动组件(5)包括第一驱动器(51)、第二驱动器(52)和第三驱动器(53)；所述第一驱动器(51)分别与所述固定件(1)和所述连接件(2)连接，用于驱动所述连接件(2)绕所述第一轴线(01)相对于所述固定件(1)转动；所述第二驱动器(52)分别与所述连接件(2)和所述第一活动件(3)连接，用于驱动所述第一活动件(3)绕所述第二轴线(02)相对于所述连接件(2)转动；所述第三驱动器(53)与所述固定件(1)和所述连接件(2)的其中之一，以及所述第二活动件(4)连接，用于驱动所述第二活动件(4)绕所述第三轴线(03)相对于所述第一活动件(3)转动。2.根据权利要求1所述的机械腕关节，其特征在于，所述第一轴线(01)、所述第二轴线(02)和所述第三轴线(03)两两垂直相交。3.根据权利要求1所述的机械腕关节，其特征在于，所述第一轴线(01)和所述第二轴线(02)异面垂直，所述第三轴线(03)分别所述第一轴线(01)和所述第二轴线(02)垂直相交。4.根据权利要求1所述的机械腕关节，其特征在于，所述第一轴线(01)和所述第二轴线(02)垂直相交，所述第三轴线(03)分别所述第一轴线(01)和所述第二轴线(02)异面垂直。5.根据权利要求1所述的机械腕关节，其特征在于，所述第一活动件(3)包括活动本体(31)；所述第二活动件(4)位于所述活动本体(31)背离所述连接件(2)的一侧，所述第二活动件(4)通过轴承座(41)与所述活动本体(31)连接；所述活动本体(31)设有第一避让部(311)，所述第三驱动器(53)穿过所述第一避让部(311)与所述第二活动件(4)连接。6.根据权利要求5所述的机械腕关节，其特征在于，所述机械腕关节还包括万向传动件(6)，所述万向传动件(6)穿过所述第一避让部(311)，所述万向传动件(6)的两端分别连接所述第三驱动器(53)和所述第二活动件(4)。7.根据权利要求6所述的机械腕关节，其特征在于，所述连接件(2)包括连接本体(21)、第一转轴部(22)和第二转轴部(23)；所述第一转轴部(22)沿所述第一轴线(01)与所述连接本体(21)连接，所述第二转轴部(23)沿所述第二轴线(...

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