手臂总成和人形机器人的制作方法

本发明涉及人形机器人，具体涉及一种手臂总成和人形机器人。

背景技术：

1、目前，人形机器人由于在面对复杂地形时仍具有良好机动性，因此近些年来人形机器人的研发得到了越来越多的重视。人形机器人需要使用双臂进行承接物体，那么人形机器人的手臂的结构设计尤其重要。现有技术中的手臂通常通过内部骨骼连接各处电机，之后再包覆外壳，存在装配程序复杂和成本增加的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种手臂总成和人形机器人，解决现有技术中的手臂通常通过内部骨骼连接各处电机，之后再包覆外壳，存在装配程序复杂和成本增加的问题。

2、为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种手臂总成，用于人形机器人，包括：大臂外壳；第一驱动件，至少部分收容于所述大臂外壳内并与所述大臂外壳连接；肘关节外壳，与所述第一驱动件连接；小臂外壳；第二驱动件，至少部分收容于所述小臂外壳内并与所述小臂外壳连接，所述第二驱动件还与所述肘关节外壳连接。通过设置第一驱动件的至少部分收容于大臂外壳内并连接大臂外壳和肘关节外壳，第二驱动件的至少部分收容于小臂外壳内并连接小臂外壳和肘关节外壳，使得大臂外壳、肘关节外壳和小臂外壳在作为仿人皮肤的同时还作为仿人骨骼，简化了装配程序，且仿人效果较好。

4、一种实施方式中，所述肘关节外壳围合形成有u型槽，所述u型槽在第一方向上贯穿所述肘关节外壳，且所述u型槽的开口方向为第二方向，所述大臂外壳的部分和所述第一驱动件均收容于所述u型槽，所述u型槽的底壁与所述u型槽的开口相对，所述u型槽的底壁用于对所述大臂外壳限位，所述第一方向与所述第二方向相交。通过在肘关节外壳上设置在第一方向上贯穿肘关节外壳的u型槽，且u型槽的开口方向为第二方向，大臂外壳的部分和第一驱动件均收容于u型槽，u型槽的底壁与u型槽的开口相对，u型槽的底壁用于对大臂外壳限位，使得大臂外壳相对于肘关节外壳绕第一轴线l转动时大臂外壳和小臂外壳之间的夹角限制在预设范围内，防止大臂外壳和小臂外壳之间产生运动干涉。

5、一种实施方式中，所述肘关节外壳包括依次连接的第一连接壳、第二连接壳和第三连接壳，所述第一连接壳和所述第三连接壳在第三方向上相对间隔设置，所述第一连接壳、所述第二连接壳和所述第三连接壳围合形成所述u型槽，所述第二连接壳具有所述u型槽的底壁；所述第一驱动件与所述第一连接壳和/或所述第三连接壳连接，所述第一驱动件用于驱动所述大臂外壳和所述肘关节外壳绕沿所述第三方向延伸的轴线相对转动，所述第二连接壳用于对所述大臂外壳限位，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向相交。通过设置肘关节外壳包括依次连接的第一连接壳、第二连接壳和第三连接壳，第一连接壳和第三连接壳在第三方向上相对间隔设置，第一连接壳、第二连接壳和第三连接壳围合形成u型槽，使得第一连接壳和第三连接壳可在第三方向上遮盖第一驱动件和大臂外壳的部分，提高了手臂总成的仿人效果，通过设置第一驱动件与第一连接壳和/或第三连接壳连接，第一驱动件用于驱动大臂外壳和肘关节外壳绕沿第三方向延伸的轴线相对转动，第二连接壳具有u型槽的底壁，第二连接壳用于对大臂外壳限位，第三方向与第一方向和第二方向相交，使得第一连接壳和/或第三连接壳仅用于与第一驱动件连接，第二连接壳仅用于限制大臂外壳的转动角度，防止大臂外壳和肘关节外壳之间产生运动干涉。

6、一种实施方式中，所述大臂外壳包括第一外壳，所述第一外壳靠近所述肘关节外壳的一端具有避让槽，所述避让槽沿所述第三方向贯穿所述第一外壳，所述避让槽用于收容所述第二连接壳的部分。通过设置大臂外壳包括第一外壳，第一外壳靠近肘关节外壳的一端具有避让槽，避让槽沿第三方向贯穿第一外壳，避让槽用于收容第二连接壳的部分，使得大臂外壳相对于肘关节外壳的旋转角度更大，更加符合人体结构，提高了人形机器人的仿人效果。

7、一种实施方式中，所述大臂外壳还包括第二外壳，所述第二外壳的一部分收容于所述避让槽并与所述第一外壳连接，所述第二外壳的另一部分收容于所述u型槽内，所述第二外壳遮盖所述u型槽的至少部分和所述避让槽的至少部分。通过设置第二外壳，第二外壳的一部分收容于避让槽并与第一外壳连接，第二外壳的另一部分收容于u型槽内，第二外壳遮盖u型槽的至少部分和避让槽的至少部分，使得手臂总成的外观面平整，仿人效果较好，且第二外壳为u型槽内的第一驱动件隔绝外界水分或灰尘，防止第一驱动件损坏。

8、一种实施方式中，所述第一外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体在所述第三方向上可拆卸连接，所述第一驱动件与所述第一壳体和/或所述第二壳体连接。通过设置第一外壳包括第一壳体和第二壳体，第一壳体与第二壳体在第三方向上可拆卸连接，第一驱动件与第一壳体和/或第二壳体连接，使得第一壳体先与第一驱动件连接后，第一壳体再与第二壳体连接，或者，第二壳体先与第一驱动件连接后，第二壳体再与第一壳体连接，降低了第一驱动件的安装难度。

9、一种实施方式中，所述肘关节外壳开设有沿环向延伸的第一限位槽，所述手臂总成还包括第一限位件，所述第一限位件收容于所述肘关节外壳内并与所述大臂外壳连接，所述第一限位件用于与所述第一限位槽在环向上的两端的侧壁抵接。通过设置肘关节外壳开设有沿环向延伸的第一限位槽，手臂总成还包括第一限位件，第一限位件收容于肘关节外壳内并与大臂外壳连接，第一限位件用于与第一限位槽在环向上的两端的侧壁抵接，使得大臂外壳相对于肘关节外壳转动时大臂外壳和小臂外壳之间的夹角限制在预设范围内，防止大臂外壳和小臂外壳之间产生运动干涉。

10、一种实施方式中，所述小臂外壳包括第三外壳和第四外壳，所述第三外壳具有安装空间，所述第四外壳连接于所述第三外壳远离所述肘关节外壳的一端，所述第二驱动件收容于所述安装空间并与所述第三外壳连接固定；所述手臂总成还包括第三驱动件和手掌结构，所述第三驱动件与所述手掌结构传动连接，所述第三驱动件收容于所述安装空间并与所述第三外壳连接，所述手掌结构与所述第四外壳连接。通过设置小臂外壳包括第三外壳和第四外壳，第三外壳具有安装空间，第四外壳连接于第三外壳远离肘关节外壳的一端，第二驱动件收容于安装空间并与第三外壳连接固定，手臂总成还包括第三驱动件和手掌结构，第三驱动件与手掌结构传动连接，第三驱动件收容于安装空间并与第三外壳连接，手掌结构与第四外壳连接，使得手掌结构可相对于小臂外壳转动，实现了手腕功能，且手掌结构转动时不会与第三外壳发生运动干涉。

11、一种实施方式中，所述小臂外壳还包括第五外壳和第六外壳，所述第三外壳还开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别设置于所述第三外壳在第二方向上的两端，所述第一通孔与所述第二通孔均与所述安装空间连通；所述第三驱动件用于自所述第一通孔和/或所述第二通孔进入所述安装空间，所述第五外壳与所述第三外壳连接并封闭所述第一通孔，所述第六外壳与所述第三外壳连接并封闭所述第二通孔。通过设置小臂外壳还包括第五外壳和第六外壳，第三外壳还开设有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔分别设置于第三外壳在第二方向上的两端，第一通孔与第二通孔均与安装空间连通，第三驱动件用于自第一通孔和/或第二通孔进入安装空间，第五外壳与第三外壳连接并封闭第一通孔，第六外壳与第三外壳连接并封闭第二通孔，降低了第三驱动件的装配难度。

12、一种实施方式中，所述肘关节外壳还开设有沿环向延伸的第二限位槽，所述手臂总成还包括第二限位件，所述第二限位件的一部分收容于所述小臂外壳内并与所述小臂外壳连接，所述第二限位件的另一部分收容于所述第二限位槽并用于与第二限位槽在环向上的两端的侧壁抵接。通过设置肘关节外壳还开设有沿环向延伸的第二限位槽，手臂总成还包括第二限位件，第二限位件的一部分收容于小臂外壳内并与小臂外壳连接，第二限位件的另一部分收容于第二限位槽并用于与第二限位槽在环向上的两端的侧壁抵接，使得小臂外壳相对于肘关节外壳的转动角度限制在预设范围内，防止小臂外壳转动过度损坏第二驱动件或与其他部分发生运动干涉。

13、一种实施方式中，所述手臂总成还包括肩关节外壳和第四驱动件，所述第四驱动件的至少部分收容于所述大臂外壳内，并与所述肩关节外壳连接。通过设置肩关节外壳和第四驱动件，第四驱动件的至少部分收容于大臂外壳内，并与肩关节外壳连接，使得大臂外壳可带动肘关节外壳、小臂外壳和手掌结构同步相对于肩关节外壳转动，仿人效果较好。

14、一种实施方式中，所述肩关节外壳开设有沿环向延伸的第三限位槽，所述手臂总成还包括第三限位件，所述第三限位件的一部分收容于所述大臂外壳内并与所述大臂外壳连接，所述第三限位件的另一部分收容于所述第三限位槽并用于与所述第三限位槽在环向上的两端的侧壁抵接。通过设置肩关节外壳开设有沿环向延伸的第三限位槽，手臂总成还包括第三限位件，第三限位件的一部分收容于大臂外壳内并与大臂外壳连接，第三限位件的另一部分收容于第三限位槽并用于与第三限位槽在环向上的两端的侧壁抵接，使得大臂外壳相对于肩关节外壳的转动角度限制在预设范围内，不易发生转动过度和运动干涉等风险。

15、一种实施方式中，所述肩关节外壳包括第七外壳和第八外壳，所述手臂总成还包括第五驱动件，所述第五驱动件的至少部分收容于所述第七外壳内，并与第八外壳连接，所述第八外壳与所述第四驱动件连接，所述第七外壳用于与躯干组件连接。通过设置肩关节外壳包括第七外壳和第八外壳，手臂总成还包括第五驱动件，第五驱动件的至少部分收容于第七外壳内，并与第八外壳连接，第八外壳与第四驱动件连接，第七外壳用于与躯干组件连接，使得第五驱动件可带动第八外壳、大臂外壳、肘关节外壳、小臂外壳和手掌结构相对于躯干组件转动，仿人效果较好。

16、一种实施方式中，所述第八外壳开设有沿环向延伸的第四限位槽，所述手臂总成还包括第四限位件，所述第四限位件连接于所述第七外壳，所述第四限位件的至少部分收容于所述第四限位槽，所述第四限位件用于与所述第四限位槽在环向上的两端的侧壁抵接。通过设置第八外壳开设有沿环向延伸的第四限位槽，手臂总成还包括第四限位件，第四限位件连接于第七外壳，第四限位件的至少部分收容于第四限位槽，第四限位件用于与第四限位槽在环向上的两端的侧壁抵接，使得第八外壳相对于第七外壳的转动角度限制在预设范围内，防止手臂总成转动过度和与其他部分发生运动干涉。

17、第二方面，本发明还提供一种人形机器人，包括躯干组件和第一方面的各项实施方式中任一项所述的手臂总成，所述躯干组件包括躯干外壳和第六驱动件，所述第六驱动件的至少部分收容于所述躯干外壳并与所述躯干外壳连接，所述第六驱动件与所述手臂总成连接。本发明提供的人形机器人，通过采用躯干组件和本发明实施例中的手臂总成，躯干组件包括躯干外壳和第六驱动件，第六驱动件的至少部分收容于躯干外壳并与躯干外壳连接，第六驱动件与手臂总成连接，实现了人形机器人的仿人上肢运动，且仿人上肢运动的仿人效果好。