一种仿生机械手臂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107160386A(43)申请公布日2017.09.15(21)申请号201710566187.5(22)申请日2017.07.12(71)申请人国家康复辅具研究中心地址100176北京市大兴区经济技术开发区荣华中路1号(72)发明人徐建光李霞张秀峰付慧群张宁(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人胡福恒(51)Int.Cl.B25J9/12(2006.01)B25J17/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种仿生机械手臂(57)摘要一种仿生机械手臂，它包括有第一肩关节轴、第二肩关节轴、第一肘关节轴、第二肘关节轴，在第一肩关节轴的下部连接有水平转动的第一肩关节轴尼龙滚轮，在第一肩关节轴尼龙滚轮两侧设有向下运动的第一导向轮，在第一导向轮下部设有第二肩关节轴，该第二肩关节轴上设有两个竖直第二肩关节轴尼龙滚轮，在第一肩关节轴尼龙滚轮、第一导向轮和第二肩关节轴尼龙滚轮之间连接有第一肩关节轴钢丝；本发明的有益效果是：空间利用率高、结构紧凑、外形美观、易于控制且位姿精度高、连接方便的仿生机械手臂，该机械手臂结构上采用了尼龙滚轮和钢丝，减小了传动系统的体积和重量，传动声音小，价格较低，并保证了运动所需要的自由度。CN107160386ACN107160386A权利要求书1/1页1.一种仿生机械手臂，它包括有第一肩关节轴、第二肩关节轴、第一肘关节轴、第二肘关节轴，其特征在于：在第一肩关节轴的下部连接有水平转动的第一肩关节轴尼龙滚轮，在第一肩关节轴尼龙滚轮两侧设有向下运动的第一导向轮，在第一导向轮下部设有第二肩关节轴，该第二肩关节轴上设有两个竖直第二肩关节轴尼龙滚轮，在第一肩关节轴尼龙滚轮、第一导向轮和第二肩关节轴尼龙滚轮之间连接有第一肩关节轴钢丝；在第二肩关节轴的下部并排设有竖直转动的第一电机和第二电机，在第一电机和第二电机上端分别连接有水平第二肩关节轴尼龙滚轮，在水平第二肩关节轴尼龙滚轮的外侧设有第二导向轮，在水平第二肩关节轴尼龙滚轮、第二导向轮和竖直第二肩关节轴尼龙滚轮之间连接有第二肩关节轴钢丝；在第一电机和第二电机的底端连接有大臂外壳，在大臂外壳上设有竖直转动的第三电机，在第三电机下端连接有第一肘关节轴，在第一肘关节轴的下部设有第二肘关节轴，在第二肘关节轴上连接有竖直第二肘关节轴尼龙滚轮，在第二肘关节轴下部设有小臂外壳，在该小臂外壳内设有竖直转动的第四电机，在该第四电机的上端连接有水平第二肘关节轴尼龙滚轮，在水平第二肘关节轴尼龙滚轮的侧边设有第三导向轮，在竖直第二肘关节轴尼龙滚轮、第三导向轮和水平第二肘关节轴尼龙滚轮之间连接有第三肩关节轴钢丝。2CN107160386A说明书1/3页一种仿生机械手臂技术领域[0001]本发明专利涉及仿生假肢技术领域，属于一种仿生机械手臂。背景技术[0002]假肢是为恢复人体的形态和功能，以补偿截肢造成的缺损而制作和装配的人工肢体，安装假肢是截肢者康复、回归社会的重要手段。仿生机械手臂的结构设计更是假肢设计中的关键组成部分。仿生机械臂的体积、重量、外观，以及可运动的自由度等等，都由机械臂的结构设计决定。仿生机械臂要求体积小、重量轻、外形美观、尽可能多的完成人们先要实现的动作。但是若要求体积小、重量轻，则会限制其运动功能。若要求运动功能较强，又会增加机械臂的体积和重量。于是设计一种新的机械结构成为解决这个问题的方法。[0003]《装备制造技术》期刊在2013年3期发表的一篇文章《一种7自由度机械假肢运动学研究》中的假肢结构主要采用链传动来进行运动和力的传递。链传动虽然能较好的传动力，但对机械臂的体积和重量影响较大，且链传动有冲击和噪声，并不是最适合做机械假肢的传动机构。专利申请号为CN201510608817.1，名称为《假肢机械手臂和机器人及其控制方法》的中国专利，使用三角柱铰链和扭力夹紧弹簧等多个机构进行传动。动力源为气压或液压。虽然可以实现较多功能，但结构过于复杂，不易于维护，并且造价过高。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种空间利用率高、结构紧凑、外形美观、易于控制且位姿精度高、连接方便的仿生机械手臂，该机械手臂结构上采用了尼龙滚轮和钢丝，减小了传动系统的体积和重量，传动声音小，价格较低，并保证了运动所需要的自由度。[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：[0006]一种仿生机械手臂，它包括有第一肩关节轴、第二肩关节轴、第一肘关节轴、第二肘关节轴，其特征在于：在第一肩关节轴的下部连接有水平转动的第一肩关节轴尼龙滚轮，在第一肩关节轴尼龙滚轮两侧设有向下运动的第一导向轮，在第一导向轮下部设有第二肩关节轴，该第二肩关节轴上设有两个竖直第二肩关节轴