一种仿人机器人及其模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种仿人机器人及其模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，四自由度机械臂包括一关节模块、肩二关节模块、肩三关节模块、大臂模块和小臂模块，各模块顺序连接；肩一关节模块实现肩部俯仰自由度，肩二关节模块实现肩部滚转自由度，肩三关节模块实现肩部偏航自由度，通过安装在大臂模块中并与小臂模块相连的第四关节实现肘部俯仰自由度；由外接驱动器及工控机分别控制肩一关节模块中的第一关节、肩二关节模块中的第二关节、肩三关节模块中的第三关节、第四关节，实现机械臂的肩部三自由度及肘部一自由度运动。本发明专利技术具备高度仿生、惯量上移、模块集成的特性，能够满足仿人机器人上肢的基本运动需求，且控制方便、能耗较少、方便拆卸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人领域，具体涉及一种模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂。

技术介绍

1、紧凑合理的仿人机器人上肢机械结构设计是仿人机器人执行各种操作、完成各种任务的基础。仿人机器人上肢机械结构设计有三个关键点：一是高度仿生，人类在几万年的进化中演化出的上肢结构足以应对绝大多数任务场景，故而仿人机器人上肢应当模仿人类上肢的自由度配置；二是惯量上移，不论是执行精密操作，还是承受摔倒冲击，惯量上移的机械臂总能给控制带来方便，减少能量的消耗；三是模块集成，采用高集成化模块构筑的机械臂，在零部件采购加工、零部件升级迭代以及整机装配拆卸过程中，都有巨大的优势。现有的仿人机器人上肢机械结构设计的缺点主要为惯量偏下、集成度低，导致能量消耗比较高以及拆装不方便等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂。

2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

3、一种模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，包括肩一关节模块、肩二关节模块、肩三关节模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，其特征在于，包括肩一关节模块、肩二关节模块、肩三关节模块、大臂模块和小臂模块，所述肩一关节模块与肩二关节模块连接，所述肩二关节模块与肩三关节模块连接，所述肩三关节模块与大臂模块连接，所述大臂模块与小臂模块连接；所述肩一关节模块实现肩部俯仰自由度，所述肩二关节模块实现肩部滚转自由度，所述肩三关节模块实现肩部偏航自由度，通过安装在大臂模块中并与小臂模块相连的一体化直线关节实现肘部俯仰自由度；

2.根据权利要求1所述的模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，其特征在于，所述肩一关节模块包括第一关节(11)、第一交叉滚子轴承(14)和第一U型架(1...

【技术特征摘要】

1.一种模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，其特征在于，包括肩一关节模块、肩二关节模块、肩三关节模块、大臂模块和小臂模块，所述肩一关节模块与肩二关节模块连接，所述肩二关节模块与肩三关节模块连接，所述肩三关节模块与大臂模块连接，所述大臂模块与小臂模块连接；所述肩一关节模块实现肩部俯仰自由度，所述肩二关节模块实现肩部滚转自由度，所述肩三关节模块实现肩部偏航自由度，通过安装在大臂模块中并与小臂模块相连的一体化直线关节实现肘部俯仰自由度；

2.根据权利要求1所述的模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，其特征在于，所述肩一关节模块包括第一关节(11)、第一交叉滚子轴承(14)和第一u型架(16)；所述第一关节(11)的输出内圈通过第一输出法兰(12)与第一u型架(16)径向一侧固连，第一关节(11)的固定外圈通过第一固定转接法兰(13)与臂环(0)固连；所述第一交叉滚子轴承(14)位于第一关节(11)和第一u型架(16)之间，且第一交叉滚子轴承(14)的外圈通过第一固定转接法兰(13)、第一交叉滚子轴承外挡圈(15)的凹槽固定，第一交叉滚子轴承(14)的内圈通过第一输出法兰(12)、第一u型架(16)径向一侧轴肩固定。

3.根据权利要求2所述的模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，其特征在于，所述第一交叉滚子轴承外挡圈(15)为钢制。

4.根据权利要求1所述的模仿人类肩肘关节的四自由度机械臂，其特征在于，所述肩二关节模块包括第二关节(21)、第二u型架(23)和第二交叉滚子轴承(25)；所述第二关节(21)的输出内圈通过第二输出法兰(22)与第二u型架(23)轴向一侧固连，第二关节(21)的固定外圈与第一u型架(16)轴向一侧固连，且第二u型架(23)位于第一u型架(16)内部；所述第二交叉滚子轴承(25)的外圈通过第二u型架(23)的轴向另一侧、第二交叉滚子轴承外挡圈(24)的凹槽固定，第二交叉滚子轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，孙超，孟非，陈学超，余张国，马晓帅，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：