一种腕关节仿生机构及机器人手臂结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种腕关节仿生机构，其属于机器人技术领域。该腕关节仿生机构包括固定座、连接叉和限位件。固定座上设置有第一连接组件和第二连接组件，连接叉一端铰接于第一连接组件上，连接叉能够绕着第一轴线转动，限位件铰接于第二连接组件上，限位件上开设有腰型槽，连接叉的另一端滑动地设置于腰型槽内，限位件与连接叉共同绕着第二轴线转动，第一轴线与第二轴线呈夹角设置。即连接叉分别可以绕第一轴线和第二轴线转动，模拟人体手腕的掌屈背屈和内收外展。同时腕关节还可以绕其自身旋转，实现腕关节的内旋外旋。本实用新型专利技术提出一种机器人手臂结构，采用上述的腕关节仿生机构，提高机器人手臂结构末端的灵活性，优化机器人机构。

A bionic wrist mechanism and robot arm structure

【技术实现步骤摘要】
一种腕关节仿生机构及机器人手臂结构
本技术涉及机器人
，尤其涉及一种腕关节仿生机构及机器人手臂结构。
技术介绍
随着人工智能以及电子技术的快速发展，机器人逐渐融入人们的生活中，并在一些领域内可以替代人类完成一系列的工作。在医疗领域，对于术后的患者，常需要术后的康复训练。传统的训练方式由治疗师协助患者进行术后康复训练。但是传统的方式存在一定的局限性，比如治疗师与患者之间需要一对一服务，由于治疗师数量严重不足，导致每个治疗师负责的患者较多，而增加了治疗室的负担；在治疗师的辅助下，患者通常只接受来自治疗师的被动训练，而不能将主动训练和被动训练有效的结合起来。此外，治疗师采用分阶段的局部训练，忽视了整体训练的效果，限制了神经系统的恢复，导致患者不能进行全面的恢复。现有的康复机器人，与治疗师相比康复机器人灵活性严重不足，其中康复机器人的末端关节的灵活性尤为重要，腕关节运动灵活性能有效提高机器人的应用范围。因此，本技术提出一种腕关节仿生机构，以辅助患者对于手腕的康复训练。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供一种腕关节仿生机构，对于腕部受伤的患者，提供良好的辅助康复训练，帮助患者腕部的神经组织得到快速恢复。本技术的另一个目的在于提供一种机器人手臂结构，包括上述的腕关节仿生机构，可以实现腕关节仿生机构绕其周向旋转，以模拟人体手腕的回转动作。如上构思，本技术所采用的技术方案是：一种腕关节仿生机构，包括：固定座，其上设置有第一连接组件和第二连接组件；>连接叉，其一端铰接于所述第一连接组件上，所述连接叉能够绕着第一轴线转动；限位件，其铰接于所述第二连接组件上，所述限位件上开设有腰型槽，所述连接叉的另一端滑动地设置于所述腰型槽内，所述限位件与所述连接叉共同绕着第二轴线转动；所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置；以及驱动部件，其连接于所述连接叉，所述驱动部件能够驱动所述连接叉运动。进一步地，所述第一轴线与所述第二轴线垂直设置。进一步地，所述第一连接组件还包括旋转轴和两个凸耳，两个所述凸耳相对设置于所述固定座上，所述旋转轴转动地设置于两个所述凸耳的通孔内，所述连接叉铰接于所述旋转轴；所述第二连接组件还包括限位销和两个凸耳，两个所述凸耳相对设置于所述固定座上，所述限位件的两端开设有安装孔，所述限位销依次穿过所述通孔和所述安装孔，以使所述限位件能够相对所述固定座旋转。进一步地，所述连接叉包括相互连接的叉体和连杆，所述叉体与所述旋转轴铰接，以使所述连接叉能够相对所述旋转轴转动，所述连杆滑动地设置于所述腰型槽内。进一步地，所述叉体的数量为两个，两个所述叉体形成容纳空间，所述旋转轴的部分容纳于所述容纳空间内。进一步地，两个所述叉体相对的位置上开设有连接孔，所述旋转轴上开设有贯穿孔，所述连接孔与所述贯穿孔通过销钉连接。进一步地，所述驱动部件包括驱动马达、传动辊、换向辊及传动线，所述驱动马达设置于所述固定座上，所述换向辊转动地设置于所述固定座上，所述传动辊设置于所述驱动马达的输出轴上，所述传动线的一端连接于所述传动辊，另一端连接于所述旋转轴，所述传动线缠绕于所述换向辊上，使所述旋转轴能够带动所述连接叉转动，以实现所述腕关节仿生机构的内收与外展运动。进一步地，所述驱动部件包括驱动马达、传动辊、换向辊及传动线，所述驱动马达设置于所述固定座上，所述传动辊设置于所述驱动马达输出轴上，所述换向辊转动地设置于固定座上，所述传动线的一端连接于所述传动辊，另一端连接于所述限位销上,所述传动线缠绕于所述换向辊上，所述限位销与所述限位件连接，使得所述限位销带动所述限位件转动，以实现所述腕关节仿生机构的背屈与掌屈运动。一种机器人手臂结构，包括上述的腕关节仿生机构。进一步地，还包括：小臂，其包括转动连接的屈伸部和回转部，所述回转部的自由端连接于所述腕关节仿生机构，并能带动所述腕关节仿生机构绕着所述回转部的周向旋转。本技术的有益效果为：本技术提出的腕关节仿生机构，包括固定座、连接叉和限位件。其中，固定座上设置有第一连接组件和第二连接组件，连接叉一端铰接于第一连接组件上，连接叉能够绕着第一轴线转动，限位件铰接于第二连接组件上，限位件上开设有腰型槽，连接叉的另一端滑动地设置于腰型槽内，限位件与连接叉共同绕着第二轴线转动，第一轴线与第二轴线呈夹角设置。即连接叉分别可以绕第一轴线和第二轴线转动，使得连接叉可以实现圆周转动，以此来对应人体手腕的弯曲和旋转，进而可以辅助患者进行腕关节仿生机构的康复训练。本技术还提出一种机器人手臂结构，采用上述的腕关节仿生机构，通过三个自由度的转动，以模拟治疗师的操作手法，对人体手腕的掌曲、背曲、内收、外展以及回转进行动作模拟，实现人体腕关节运动模拟。附图说明图1是本技术提供的机器人的主视图；图2是本技术提供的腰关节结构的结构示意图；图3是本技术提供的腰关节结构的侧视图；图4是本技术提供的腰关节部分结构的爆炸图；图5是本技术提供的连接轴和旋转座的结构示意图；图6是本技术提供的动力元件的爆炸图；图7是本技术提供的肩关节和机器人手臂结构的结构示意图；图8是本技术提供的肩关节和机器人手臂结构的爆炸图；图9是本技术提供的肩关节的结构示意图；图10是本技术提供的连接部的结构示意图；图11是本技术提供的旋转部的结构示意图；图12是本技术提供的小臂的结构示意图；图13是本技术提供的小臂的爆炸图；图14是本技术提供的腕关节仿生机构的结构示意图；图15是本技术提供的腕关节仿生机构的爆炸图。图中：1、移动平台；2、支撑柱；3、腰关节结构；4、上身结构；5、肩关节；6、机器人手臂结构；7、腕关节仿生机构；11、轮子；31、支撑座；32、传动齿轮；33、俯仰组件；34、侧摆组件；35、回弹件；36、驱动组件；51、连接架；52、第二驱动元件；53、驱动轴；61、安装座；62、大臂；63、小臂；71、固定座；72、凸耳；73、旋转轴；74、连接叉；75、限位件；76、驱动马达；77、限位销；78、扶持夹手；311、安装台；312、安装板；331、动力元件；332、支架；333、连接轴；341、活动架；342、旋转座；343、侧摆元件；344、传动轴；361、驱动齿轮；362、传动元件；611、第一驱动元件；621、连接部；622、旋转部；631、连接耳；632、第二齿圈；633、第五驱动元件；634、第二齿轮；635、回转部；636、轴承保持架；637、连接环；721、通孔；741、叉体；742、连杆；751、腰型槽；752、安装孔；3311、箱体；3312、电机一；3313、齿轮一；3314、齿轮二；3315、蜗杆一；3316、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腕关节仿生机构，其特征在于，包括：/n固定座(71)，其上设置有第一连接组件和第二连接组件；/n连接叉(74)，其一端铰接于所述第一连接组件上，所述连接叉(74)能够绕着第一轴线转动；/n限位件(75)，其铰接于所述第二连接组件上，所述限位件(75)上开设有腰型槽(751)，所述连接叉(74)的另一端滑动地设置于所述腰型槽(751)内，所述限位件(75)与所述连接叉(74)共同绕着第二轴线转动；/n所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置；以及/n驱动部件，其连接于所述连接叉(74)，所述驱动部件能够驱动所述连接叉(74)运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种腕关节仿生机构，其特征在于，包括：
固定座(71)，其上设置有第一连接组件和第二连接组件；
连接叉(74)，其一端铰接于所述第一连接组件上，所述连接叉(74)能够绕着第一轴线转动；
限位件(75)，其铰接于所述第二连接组件上，所述限位件(75)上开设有腰型槽(751)，所述连接叉(74)的另一端滑动地设置于所述腰型槽(751)内，所述限位件(75)与所述连接叉(74)共同绕着第二轴线转动；
所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置；以及
驱动部件，其连接于所述连接叉(74)，所述驱动部件能够驱动所述连接叉(74)运动。


2.根据权利要求1所述的腕关节仿生机构，其特征在于，所述第一轴线与所述第二轴线垂直设置。


3.根据权利要求1所述的腕关节仿生机构，其特征在于，所述第一连接组件还包括旋转轴(73)和两个凸耳(72)，两个所述凸耳(72)相对设置于所述固定座(71)上，所述旋转轴(73)转动地设置于两个所述凸耳(72)的通孔(721)内，所述连接叉(74)铰接于所述旋转轴(73)；
所述第二连接组件还包括限位销(77)和两个凸耳(72)，两个所述凸耳(72)相对设置于所述固定座(71)上，所述限位件(75)的两端开设有安装孔(752)，所述限位销(77)依次穿过所述通孔(721)和所述安装孔(752)，以使所述限位件(75)能够相对所述固定座(71)旋转。


4.根据权利要求3所述的腕关节仿生机构，其特征在于，所述连接叉(74)包括相互连接的叉体(741)和连杆(742)，所述叉体(741)与所述旋转轴(73)铰接，以使所述连接叉(74)能够相对所述旋转轴(73)转动，所述连杆(742)滑动地设置于所述腰型槽(751)内。


5.根据权利要求4所述的腕关节仿生机构，其特征在于，所述叉体(741)的数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春宝，刘铨权，龙建军，尚万峰，申亚京，段丽红，陆志祥，夏金凤，孙正迪，陈晓娇，王同，毛志贤，韦建军，李伟光，吴正治，王玉龙，李华，张晓丽，陈晓峰，
申请(专利权)人：广东铭凯医疗机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44