1.一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,包括肩关节(1)、肘关节和腕关节(4),其中肘关节包含上臂部分(2)和前臂部分(3);肩关节(1)与上臂部分(2)上端连接,上臂部分(2)下端与前臂部分(3)上端连接,前臂部分(3)下端与腕关节(4)上端连接;
所述肩关节(1)包括基座固定板(201)、第一电机(207)、第一减速器(203)、第一L型连接板(202)、第一联轴器(204)、第二L型连接板(206)、第三L型连接板(216)、第一输出轴(205)、第一圆弧板(208)、第二电机(210)、第二减速器(211)、第四L型连接板(214)、三角型加强筋(215)、第二联轴器(212)、第二输出轴(213)和第二圆弧板(209);所述第一减速器(203)通过螺栓固定连接在第一L型连接板(202)上,所述第一电机(207)固定在第一减速器(203)上,第一电机(207)的输出轴依次通过第一减速器(203)和第一联轴器(204)连接第一输出轴(205)的一端;所述第一输出轴(205)的另一端通过轴承内嵌在所述第二L型连接板(206)和第三L型连接板(216)内,所述第一L型连接板(202)、第二L型连接板(206)和第三L型连接板(216)均通过螺栓固定在基座固定板(201),所述第一圆弧板(208)和第一输出轴(205)通过键连接,所述第四L型连接板(214)通过螺栓固定连接第一圆弧板(208),所述第二减速器(211)通过螺栓固定在第四L型连接板(214)上,所述第二电机(210)通过螺栓固定在第二减速器(211)上,第二电机(210)的输出轴通过第二减速器(211)和第二联轴器(212)连接第二输出轴(213)的一端,所述第二输出轴(213)的另一端通过轴承内嵌在所述第一圆弧板(208)内,所述第二圆弧板(209)通过键与第二输出轴(213)连接;第一电机(207)运动时通过第一减速器(203)、第一联轴器(204)和第一输出轴(205)带动第一圆弧板(208)、第二圆弧板(209)、第二电机(210)、第二减速器(211)、第四L型连接板(214),三角型加强筋(215)、第二联轴器(212)和第二输出轴(213)组成的整体绕着第一输出轴(205)转动,第二电机(210)运动时通过第二减速器(211)、第二联轴器(212)和第二输出轴(213)带动第二圆弧板(209)绕着第二输出轴(213)进行转动;
所述肘关节包括第一上臂(303),第二上臂(308)、第一U型连接板(301)、第三电机(302),第二U型连接板(304)、谐波减速器(305),第三U型连接板(306)、第四电机(307)、第三减速器(309)、第四U型连接板(310)、主动圆锥齿轮(311)、从动圆锥齿轮(313)、第三输出轴(312)、前臂(314)和第五U型连接板(315);所述第一U型连接板(301)通过螺栓与第二圆弧板(209)固定连接,所述第一上臂(303)与第一U型连接板(301)和第二U型连接板(304)固定连接,第一上臂(303)、第一U型连接板(301)和第二U型连接板(304)组成的整体作为肩关节动平台,传递肩关节的运动到肘关节和腕关节,所述第三电机(302)固定在第二U型连接板(304)上,所述谐波减速器(305)通过键连接第三电机(302)的输出轴,谐波减速器(305)通过螺栓固定在所述第二U型连接板(304)上,所述第三U型连接板(306)和第四U型连接板(310)通过两块第二上臂(308)固定连接,所述第四电机(307)连接在所述第三减速器(309)上,所述第三减速器(309)通过螺栓固定在第四U型板(310)上,第三减速器(309)输出轴通过键连接主动圆锥齿轮(311),所述主动圆锥齿轮(311)与从动圆锥齿轮(313)啮合连接,所述从动圆锥齿轮(313)通过键连接在第三输出轴(312)上,所述第三输出轴(312)的两端穿过第二上臂(308)和前臂(314),第三输出轴(312)的两端通过轴承内嵌在第二上臂(308)上,所述第五U型连接板(315)通过螺栓与前臂(314)固定连接;
所述腕关节有六个自由度,其结构包括腕关节定平台(403)、腕关节动平台(413)、第一支链、第二支链、支链支撑板(419),所述第一支链的固定端连接腕关节定平台(403),所述第二支链的固定端连接支链支撑板(419),第一支链和第二支链的输出端连接腕关节动平台(413),所述第一支链有五条,所述第二支链有一条;
所述第一支链包括第五电机(402)、第六U型连接板(401)、第三联轴器(422)、丝杠(421)、丝杠螺母(420)、丝杠螺母连接板(406)、第五L型连接板(405)、第七U型连接板(417)、第八U型连接板(407)、支链支撑板(419)、第一球铰支座(408)、球头定长杆(409)、第二球铰支座(411)、导杆(404),所述腕关节定平台(403)通过螺栓连接第六U型板(401),所述第六U型板(401)通过螺栓固定连接在第五U型连接板(315)上,所述第五电机(402)通过螺钉固定在腕关节定平台(403)上,所述丝杠(421)一端通过第三联轴器(422)连接第五电机(402),丝杠(421)另一端通过轴承内嵌在第七U型连接板(417)内,所述第五L型连接板(405)一端通过螺栓固定在腕关节定平台(403)上,第五L型连接板(405)另一端与第七U型连接板(417)固定连接,所述导杆(404)的两端分别固定在腕关节定平台(403)和第七U型连接板(417)上;所述丝杠螺母(420)与丝杠通过螺纹配合连接,所述丝杠螺母连接板(406)一端通过螺钉固定在丝杠螺母(420)上,丝杠螺母连接板(406)另一端与第八U型连接板(407)固定连接,所述第一球铰支座(408)通过螺栓固定连接在第八U型连接板(407)上,所述球头定长杆(409)一端通过球副与第一球铰支座(408)连接,球头定长杆(409)另一端通过球副与第二球铰支座(411)连接,所述第二球铰支座(411)通过螺栓固定连接在腕关节定平台(403)上;
所述第二支链包括支链支撑板(419)、第三球铰支座(423)、第一球头杆(418)、第一球头连接件(416),直线电机连接件(415)、直线电机(410)、第二球头连接件(414)、第二球头杆(412),所述支链支撑板(419)通过螺栓固定在五个第七U型连接板(417)上,所述第三球铰支座(423)通过螺栓连接在支链支撑板(419)上,所述第一球头杆(418)一端通过球铰与第三球铰支座(423)连接,第一球头杆(418)另一端与第一球头连接件(416)通过紧固螺钉固定连接,所述直线电机连接件(415)通过螺栓与第一球头连接件(416)固定连接,所述直线电机(410)一端与直线电机连接件(415)螺栓连接,直线电机(410)另一端与第二球头连接件(414)通过螺栓固定连接,所述第二球头杆(412)一端通过紧固螺钉与第二球头连接件固定连接,第二球头杆(412)另一端与第二球铰支座(411)通过球副连接;
所述第一输出轴(205)穿过第二L型连接板(206)和第三L型连接板(216)的外侧均安装有轴承端盖;
所述第一输出轴(205)位于第二输出轴(213)的上方,且在空间成90度夹角。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:所述第一圆弧板(208)整体为空心箱体,左右端为正方形,有三个键槽孔,前后端为半圆形且高于左右端,前后端有圆孔,内嵌轴承。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:所述第二圆弧板(209)上端为半圆形,下端为正方形,上端有一个键槽孔,下端有正方形孔。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:所述的肘关节的第三输出轴(312)通过从动圆锥齿轮(313)大端和轴套定位,所述主动圆锥齿轮(311)通过键定位在第三输出轴(312)上,第三输出轴(312)穿过第二上臂(308)的外侧均装有轴承端盖。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:所述第二上臂(308)和前臂(314)上端为正方形,下端为圆形,且整体呈Z型。
6.根据权利要求1所述的一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:所述腕关节定平台(403)为正五边形结构,外侧均匀有五个圆孔与电机连接,中心有十个圆形小孔与第五U型连接板固定连接,通过五个U型连接板与肘关节固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种多自由度冗余串并联拟人机械臂,其特征在于:所述腕关节支链支撑板(419)为类五角星形状,通过螺栓固定在第七U型连接板(417)上。