本发明专利技术涉及一种多关节仿人按摩机器人手臂，属于服务机器人领域。由具有摆动副的肩关节通过大臂与具有一个回转副和一个摆动副的肘关节连接、该肘关节通过小臂与具有回转副和摆动副的腕部关节连接。优点是结构新颖、简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了；手臂具有５自由度的特点，手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于服务机器人领域，尤其是指能进行按摩的医疗服务设备。
技术介绍
我国已进入老龄化社会，现在我国的老年人口已达到1. 32亿，并以年均3. 30%的 速度持续增长，不断增加的老年人口对医疗和保健有着巨大的需求，成为我国面对的重大 社会服务问题。服务机器人可有效的缓解医务人员不足的现状，提高老年人和残疾人的生 活质量，为我国社会的稳定发展起到积极作用。然而目前缺少能实现一定按摩功能的按摩 机器人，在这种按摩机器人的结构中，按摩机器人手臂是其中的关键装置之一，需要它能模 仿人的手臂功能进行各种各样的操作，即完成腕部回转、腕部摆动、肘部摆动、肘部回转、大 臂摆动等动作，这些都是需要人们进行研制的。
技术实现思路
本专利技术提供一种多关节仿人按摩机器人手臂，以解决目前缺少能实现一定按摩功 能的按摩机器人手臂的问题。本专利技术采取的技术方案是由具有摆动副的肩关节通过大臂与具有一个回转副和 一个摆动副的肘关节连接、该肘关节通过小臂与具有回转副和摆动副的腕部关节连接。本专利技术肩关节的结构是第一电机与肩部电机座固定连接，肩部电机座与肩部支 架固定连接，肩部旋转轴与肩部支架连接，肩部连接轴与肩部支架连接，肩部轴承端盖与肩 部支架固定连接，肩部旋转轴端盖与肩部旋转轴固定，连接形成肩部关节的摆动副，大臂支 架与肩部旋转轴、肩部连接轴固定连接。本专利技术肘关节的结构是大臂支架与肘部俯仰轴承座固定连接，第二电机通过端 面键与主动齿轮相连，齿轮轴轴承套在主动齿轮轴上，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿 轮套套在肘部摆动轴上通过螺帽固定连接，轴承压盖一与肘部摆动支架固定连接，螺钉与 肘部摆动轴固定连接，轴承压盖二与肘部摆动支架固定连接，肘部第三电机通过肘部电机 螺钉与法兰盘连接，肘部回转轴承装在法兰盘内，小臂与肘部旋转轴轴承座固定连接。本专利技术腕部关节的结构是小臂与腕部轴承座固定连接，第四电机输出口与端面 键固定相连，端面键与主动齿轮轴相连带动齿轮轴运动，主动齿轮轴承套在主动齿轮轴上， 主动齿轮与从动齿轮相啮合，轴承压盖与腕部回转支架固定连接，腕部摆动轴承套在腕部 摆动轴上，第五电机与腕部回转支架通过腕部回转电机螺钉固定在支架末端，第五电机输 出口与按摩手相连。该手臂可以模仿人的手臂功能进行各种各样的操作，完成腕部回转、腕部摆动、肘 部摆动、肘部回转、大臂摆动等动作，并通过双手臂的合作与协调动作实现一定的按摩功 能。本专利技术优点是结构新颖、简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块 化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了 ；手臂具有5自由度的特点，手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广；作业手臂能 耗低，采用直流24V供电；单个按摩手臂最大按摩力量》5Kg。附图说明图1是本专利技术的结构示意图2是本专利技术肩部关节的结构示意图3是本专利技术肘关节的结构示意图4是本专利技术腕部关节的结构示意图5是本专利技术多关节仿人按摩机器人手臂的转角示意图。具体实施例方式参阅图1，由具有摆动副的肩关节1通过大臂2与具有一个回转副和一个摆动副的肘关 节3连接、该肘关节3通过小臂4与具有回转副和摆动副的腕部关节5连接。参阅图2，肩关节1的结构是第一电机103与肩部电机座102固定连接，肩部电 机座102与肩部支架101固定连接，肩部旋转轴105与肩部支架101连接，肩部连接轴104 与肩部支架101连接，肩部轴承端盖106与肩部支架101固定连接，肩部旋转轴端盖107与 肩部旋转轴105固定，连接形成肩部关节1的摆动副，大臂支架2与肩部旋转轴105、肩部连 接轴104固定连接。参阅图3，肘关节3的结构是大臂支架2与肘部俯仰轴承座317固定连接，第二电 机301通过端面键304与主动齿轮302相连，齿轮轴轴承305套在主动齿轮轴306上，主动 齿轮302与从动齿轮303相啮合，从动齿轮套309套在肘部摆动轴312上通过螺帽固定连 接，轴承压盖一 307与肘部摆动支架310固定连接，螺钉311与肘部摆动轴312固定连接，轴 承压盖二 308与肘部摆动支架310固定连接，肘部第三电机314通过肘部电机螺钉315与 法兰盘连接，肘部回转轴承313装在法兰盘内，小臂4与肘部旋转轴轴承座316固定连接。参阅图4，腕部关节5的结构是小臂4与腕部轴承座512固定连接，第四电机501 输出口与端面键502固定相连，端面键502与主动齿轮轴510相连带动齿轮轴运动，主动齿 轮轴承501套在主动齿轮轴510上，主动齿轮503与从动齿轮505相啮合，轴承压盖506 与腕部回转支架508固定连接，腕部摆动轴承507套在腕部摆动轴504上，第五电机511与 腕部回转支架508通过腕部回转电机螺钉509固定在支架末端，第五电机输出口与按摩手 相连。各关节的回转副和摆动副分别由一台直流伺服电机驱动。该多关节仿人按 摩机器人手臂的肩关节有一个自由度电机通过法兰盘带动大臂绕I轴摆动(运动范 围-60° -+60° );肘部关节分两段上肘部、下肘部，上肘部有1个自由度电机通过齿轮 副传动带动手臂绕手臂纵长轴线回转(运动范围180° )，下肘部有1个自由度电机通过法 兰盘带动小臂绕手臂纵轴线回转(运动范围-90° +90° );腕部关节有2个自由度电机通 过齿轮副传动带动腕部绕手臂纵长轴线III轴摆动(运动范围-90° -+90° )、电机通过法 兰盘，带动按摩手绕手臂纵长轴线回转(运动范围-90° -+90° )。本新型的多关节仿人按 摩机器人手臂，可左右对称安装于机器人身体上，其双臂在计算机控制下可协调动作，相互 配合。手臂采用5 (冗余)自由度仿人结构，长度与人臂相仿。权利要求一种多关节仿人按摩机器人手臂，其特征在于由具有摆动副的肩关节通过大臂与具有一个回转副和一个摆动副的肘关节连接、该肘关节通过小臂与具有回转副和摆动副的腕部关节连接。2.根据权利要求1所述的多关节仿人按摩机器人手臂，其特征在于肩关节的结构是 第一电机与肩部电机座固定连接，肩部电机座与肩部支架固定连接，肩部旋转轴与肩部支 架连接，肩部连接轴与肩部支架连接，肩部轴承端盖与肩部支架固定连接，肩部旋转轴端盖 与肩部旋转轴固定，连接形成肩部关节的摆动副，大臂支架与肩部旋转轴、肩部连接轴固定 连接。3.根据权利要求1所述的多关节仿人按摩机器人手臂，其特征在于肘关节的结构是 大臂支架与肘部俯仰轴承座固定连接，第二电机通过端面键与主动齿轮相连，齿轮轴轴承 套在主动齿轮轴上，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮套套在肘部摆动轴上通过螺帽 固定连接，轴承压盖一与肘部摆动支架固定连接，螺钉与肘部摆动轴固定连接，轴承压盖二 与肘部摆动支架固定连接，肘部第三电机通过肘部电机螺钉与法兰盘连接，肘部回转轴承 装在法兰盘内，小臂与肘部旋转轴轴承座固定连接。4.根据权利要求1所述的多关节仿人按摩机器人手臂，其特征在于腕部关节的结构 是小臂与腕部轴承座固定连接，第四电机输出口与端面键固定相连，端面键与主动齿轮轴 相连带动齿轮轴运动，主动齿轮轴承套在主动齿轮轴上，主动齿轮与从动齿轮相啮合，轴 承压盖与腕部回转支架固定连接，腕部摆动轴承套在腕部摆动轴上，第五电机与腕部回转 支架通过腕部回转电机螺钉固定在支架末端，第五电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王占礼，张邦成，庞在祥，李静，吕天山，毛志阳，陈延伟，姜大伟，蔡赟，柳虹亮，韩跃营，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：82
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