一种机械臂关节、机械臂和仿生机器人的制作方法

本技术涉及机械臂，尤其是一种机械臂关节、机械臂和仿生机器人。

背景技术：

1、相互联动的机械臂在运动作业时存在相互干扰的情况，导致机械臂之间的运动范围具有较大的局限性。因此，机械臂的运动范围系目前行业内所要解决的技术痛点。

2、机械臂的运动范围，例如：联动程度、开合范围等，都取决于机械臂关节的结构，现有的机械臂关节为解决大臂与小臂之间贴合的极限角度过大的问题，通常是将联动的机械臂通过关节错位的方式令大臂端与小臂端交错布置，但采用这种关节错位的方式会使机械臂整体占用较多的空间。

技术实现思路

1、本技术提供一种机械臂关节、机械臂和仿生机器人，能够令机械臂具有较大的运动范围，且机械臂关节不占用过多空间，提高空间利用率。

2、为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种机械臂关节，包括第一臂、第二臂和连接组件；

4、所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的两端分别与所述第一臂、所述第二臂活动连接，所述第二连接件的两端分别与所述第一臂、所述第二臂活动连接；

5、所述第一连接件运动时能够带动所述第二连接件运动，以改变所述第一臂相对所述第二臂之间的相对位置或角度。

6、通过这样的结构设置使第一臂和第二臂的连接端相邻且相对，形成了沿第一连接件延伸方向连接的布局结构，减小了机械臂关节整体占用的空间，已让空间利用率提高，同时在实现机械臂关节各关节臂相对运动的基础上，调节机械臂关节整体的运动范围。

7、作为一种可能的实施方式，所述第一连接件与所述第一臂绕第一转动轴线活动连接，并与所述第二臂绕第二转动轴线活动连接。

8、这样在第一连接件相对第一臂绕第一转动轴线转动的时候，可避免第二臂和第一臂发生碰撞进而导致第二臂的俯仰运动范围减小的问题，增大第二臂相对第一臂的俯仰运动的范围。

9、作为一种可能的实施方式，所述第一转动轴线和所述第二转动轴线之间的空间夹角小于或等于30°。这样可以减少第一臂和第二臂之间的相对运动干涉，以使机械臂关节的运动流畅度提升。

10、作为一种可能的实施方式，所述第一转动轴线和所述第二转动轴线相互平行。这样可以增大第二臂相对第一臂的俯仰运动范围，同时还可减小机械臂关节所占用的空间。

11、作为一种可能的实施方式，所述第一连接件的第一端与所述第一臂绕所述第一转动轴线活动连接，所述第一连接件的第二端与所述第二臂绕所述第二转动轴线活动连接。

12、这样的实施方式，可以通过调整第一臂和第二臂之间的间距，以避免第二臂在第一连接件的带动下做俯仰运动时和第一臂发生碰撞，导致第二臂的俯仰运动范围相对较小。

13、作为一种可能的实施方式，所述第二连接件与所述第一臂绕第三转动轴线转动设置，所述第二连接件与所述第二臂绕第四转动轴线转动设置。

14、作为一种可能的实施方式，所述第三转动轴线和所述第四转动轴线之间的空间夹角小于或等于30°。这样的结构设置可使第二臂相对第一臂的运动范围提升，同时可保证机械臂关节的整体运动过程更加流畅。

15、作为一种可能的实施方式，所述第三转动轴线和所述第四转动轴线平行设置。这样不仅可以缩小第一臂和第二臂之间贴合的极限角度，还可以减小机械臂关节所占用的空间。

16、作为一种可能的实施方式，所述第二臂相对所述第一臂的转动角度大于所述第一连接件相对所述第一臂的转动角度。这样通过调整第一臂和第二臂的长度比例，可以扩大第二臂相对第一臂的极限角度。

17、作为一种可能的实施方式，机械臂关节还包括驱动部，所述驱动部被配置为带动所述第一连接件绕所述第一转动轴线转动。通过驱动部驱动第一连接件绕第一转动轴线转动，可精准控制机械臂关节的运动过程。

18、作为一种可能的实施方式，所述驱动部被配置为带动所述第一连接件相对所述第一臂绕所述第一转动轴线转动。这样通过圆周运动的传动方式，可使机械臂关节的第一臂和第二臂之间的相对运动和相对位置可控，以实现机械臂关节精准运动。

19、作为一种可能的实施方式，所述驱动部沿所述第一转动轴线的延伸方向设置于所述第一臂上。这样避免驱动部在机械臂关节的各部件的运动平面内妨碍各部件之间的相对运动，从而使机械臂关节的相对运动更加顺畅，有益于机械臂关节的运动范围的扩大。

20、作为一种可能的实施方式，所述第一臂具有回转腔，所述驱动部设置于所述回转腔内，所述回转腔的回转轴线和所述第一转动轴线共线设置。这样通过回转腔容纳驱动部，以使机械臂关节的空间占比下降，从而让机械臂关节的空间利用率有所提升。

21、作为一种可能的实施方式，所述驱动部包括驱动轴，所述驱动轴沿所述回转腔的回转轴线延伸方向和所述第一连接件的第一端连接，以驱动所述第一连接件绕所述第一转动轴线转动。这样通过简单的驱动轴转动的方式，便可带动第一连接件绕第一转动轴线转动。

22、作为一种可能的实施方式，所述第一连接件为两个，且对称设置在所述回转腔沿所述回转轴线的相对两端；

23、所述驱动轴贯穿所述驱动部，两个所述第一连接件分别和所述驱动轴的不同端连接，且在所述驱动轴的带动下绕所述驱动轴的轴线转动。这样第一连接件的传动连接受力较为均衡，运动较为稳定。

24、作为一种可能的实施方式，所述驱动轴的端部具有连接盘，所述连接盘和所述第一连接件的第一端相对固定；和/或，

25、所述第一连接件的第二端具有非圆孔，所述驱动轴的端部具有和所述非圆孔形状相匹配的定位部，所述定位部嵌设于所述非圆孔内。这样通过连接盘或者非圆孔，可以让第一连接件随驱动轴同步转动。

26、作为一种可能的实施方式，所述第一臂和所述第二臂之间的极限夹角小于或等于10°。本实施方式通过对机械臂关节的结构设置，以使第一臂和第二臂尽可能的靠近，减小第一臂和第二臂之间的夹角，从而扩大机械臂关节的整体运动范围。

27、作为一种可能的实施方式，所述驱动部还包括伸缩件，所述伸缩件的两端分别和所述第一臂、所述第一连接件活动连接。本实施中的伸缩件相较于电机驱动或液压传动的方式，通过结构简单的伸缩件提高机械臂关节的驱动部的整体集成度。

28、作为一种可能的实施方式，所述伸缩件包括丝杠和螺套，所述丝杠连接于所述第一臂和所述第一连接件中的一者，所述螺套连接于另一者，且所述丝杠相对所述螺套转动，以使所述丝杠和所述螺套沿所述丝杠的轴向相对移动，并带动所述第一连接件相对于所述第一臂转动。这样通过丝杠和螺套之间的转动—直线运动方式的转换，即可实现第一连接件相对第一臂绕第一转动轴线转动。

29、作为一种可能的实施方式，所述第一臂包括围壳和连接凸起，所述围壳呈筒状，并围成所述回转腔，且所述连接凸起连接于所述围壳的外侧壁，所述第一连接件的第一端位于所述围壳的端面外侧，所述第二连接件的第一端和所述连接凸起绕所述第二转动轴线活动连接。通过第一臂的结构设置，可以保护回转腔内的驱动部，将部分用于驱动和传动的部件集成在第一臂上，以提高机械臂关节的整体集成度，从而可以减小机械臂关节的空间占比。

30、作为一种可能的实施方式，所述第二臂包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部间隔设置，所述第一连接部和所述第二连接部中的至少一者和所述第一连接件的第二端活动连接，所述第二连接件的第二端活动连接于所述第一连接部和所述第二连接部之间。第一连接部和第二连接部主要用于实现第一连接件和第二连接件与第二臂之间的活动连接，且通过这样的连接布局能够在满足机械臂关节的机械运动的基础上，使机械臂关节的整体结构更加紧凑。

31、作为一种可能的实施方式，所述第一连接部和所述第二连接部均具有第一连接孔和第二连接孔，所述第一连接孔位于所述第二连接孔的朝向所述第一臂的一侧，所述第一连接件的第二端和所述第一连接孔活动连接，所述第二连接件的第二端和所述第二连接孔活动连接。

32、作为一种可能的实施方式，所述第二连接件呈弯折状，且所述第二连接件的弯折方向凸向背离所述第一臂的一侧，以在所述第二连接件的第一端和第二端之间形成避让区。通过第二连接件的结构设置，以使机械臂关节运动的过程中，促使第二臂尽可能的和第一臂贴合，从而缩小第一臂和第二臂之间的极限贴合角度。

33、作为一种可能的实施方式，所述第二连接件可伸缩设置，以带动所述第二臂相对所述第二连接件转动。本实施方式通过第二连接件的长度变化以使第二臂和第一臂之间的角度可控，以达到精准控制机械臂关节运动的目的和要求。

34、第二方面，本技术提供一种机械臂，包括上述第一方面所述的机械臂关节。

35、第三方面，本技术提供一种仿生机器人，包括前述第一方面所述的机械臂关节或第二方面所述的机械臂。

36、本技术提供一种机械臂关节、机械臂和仿生机器人，包括第一臂、第二臂和连接组件；所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的两端分别与所述第一臂、所述第二臂活动连接，所述第二连接件的两端分别与所述第一臂、所述第二臂活动连接；所述第一连接件运动时带动所述第二连接件运动，以改变所述第一臂相对所述第二臂之间的角度。通过这样的结构设置使第一臂和第二臂的连接端相邻且相对，形成了沿第一连接件延伸方向连接的布局结构，减小了机械臂关节整体占用的空间，以让空间利用率提高，同时在实现机械臂关节各关节臂相对运动的基础上，调节机械臂关节整体的运动范围。