1.一种双关节多自由度机械臂，包括基座(1)、驱动机构、大臂模块和小臂模块；其特征在于：所述的驱动机构包括安装在基座(1)上三个双向驱动组件(2)；双向驱动组件(2)既能够输出旋转运动，又能够输出轴向伸缩运动；所述的大臂模块包括大臂推杆(3)、大臂中心杆(4)和肘关节万向盘(5)；肘关节万向盘(5)上开设有第一中心球窝(5‑1)，以及环绕在第一中心球窝(5‑1)周围的三个腰型球窝(5‑2)；

所述大臂中心杆(4)的内端与基座(1)固定；大臂中心杆(4)的外端固定有第一中心球体(4‑1)；第一中心球体(4‑1)与肘关节万向盘(5)上的第一中心球窝(5‑1)构成球面副；三根大臂推杆(3)内端与三个双向驱动组件(2)的输出轴固定；三根大臂推杆(3)的外端均固定有连接球(3‑2)；三个连接球(3‑2)分别被约束在三个腰型球窝(5‑2)内；

所述的小臂模块包括腕关节万向盘(10)、万向节联轴器(12)、小臂中心杆(13)、小臂伸缩杆和腕关节万向盘(10)；腕关节万向盘(10)上开设有第二中心球窝(10‑1)；所述小臂中心杆(13)的内端与肘关节万向盘(5)固定；小臂中心杆(13)的外端固定有第二中心球(13‑

1)；第二中心球(13‑1)与腕关节万向盘(10)上的第二中心球窝构成球面副；

所述的小臂伸缩杆包括第一连杆(8)和第二连杆(9)；第一连杆(8)的外端与第二连杆(9)的内端构成螺旋副；三根小臂伸缩杆中第一连杆(8)的内端与三个连接球分别通过万向节联轴器(12)传动连接；三根小臂伸缩杆中第二连杆(9)的外端与腕关节万向盘(10)上的三个不同位置分别构成转动副。

2.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：三个双向驱动组件(2)呈正三角形排布。

3.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：所述的第一中心球窝(5‑1)位于肘关节万向盘(5)的中心位置；三个腰型球窝(5‑2)沿着第一中心球窝(5‑1)的周向均布。

4.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：以三个腰型球窝(5‑2)共同所在的平面为特征平面；经过第一中心球窝(5‑1)的球心的特征平面法线为特征中心线；腰型球窝(5‑2)的长度方向沿着特征中心线的径向设置。

5.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：所述腰型球窝(5‑

2)的横截面呈腰型孔状；腰型球窝(5‑2)的纵截面轮廓为两条相互正对的圆弧形。

6.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：所述的肘关节万向盘(5)的外侧固定有大臂柔性外壳(6)；大臂柔性外壳(6)的边缘处与基座(1)的边缘之间通过筒状的大臂保护套连接；所述的腕关节万向盘(10)的外侧固定有小臂柔性外壳(11)；小臂柔性外壳(11)的边缘处与大臂柔性外壳(6)的边缘之间通过筒状的小臂保护套(7)连接。

7.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：所述的腕关节万向盘(10)上设置有三根铰接轴(10‑2)；第二中心球窝(10‑1)位于腕关节万向盘(10)的中心位置；三根铰接轴沿着第二中心球窝(10‑1)的周向均布；铰接轴(10‑2)的轴线均沿着第二中心球窝(10‑1)的切向设置；第二连杆(9)的外端固定有铰接套(9‑2)；三根第二连杆(9)上的铰接套(9‑2)与腕关节万向盘(10)上的三个铰接轴(10‑2)分别铰接。

8.根据权利要求1所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：所述的双向驱动组件(2)包括外壳(2‑2)、伸缩驱动舵机(2‑3)、旋转驱动舵机(2‑4)、输出轴(2‑6)、两用柱齿轮(2‑7)、周向传动齿轮(2‑9)、周向主动齿轮(2‑10)、轴向传动齿轮(2‑11)和轴向主动齿轮(2‑12)；输出轴(2‑6)与外壳(2‑2)构成圆柱副；周向传动齿轮(2‑9)转动连接在外壳(2‑2)内；周向传动齿轮(2‑9)的轴线与输出轴(2‑6)的轴线平行；轴向传动齿轮(2‑11)转动连接在外壳(2‑2)内；轴向传动齿轮(2‑11)的轴线与输出轴(2‑6)的轴线垂直；

所述的伸缩驱动舵机(2‑3)和旋转驱动舵机(2‑4)均固定在外壳(2‑2)内；伸缩驱动舵机(2‑3)的输出轴(2‑6)上固定有轴向主动齿轮(2‑12)；旋转驱动舵机(2‑4)的输出轴(2‑6)上固定有周向主动齿轮(2‑10)；周向主动齿轮(2‑10)与周向传动齿轮(2‑9)啮合；轴向主动齿轮(2‑12)与轴向传动齿轮(2‑11)啮合；

所述的两用柱齿轮(2‑7)同轴固定在输出轴(2‑6)上；所述的两用柱齿轮(2‑7)的外圆周面上设置有沿着柱齿轮(2‑7)轴线的周向均布的多个轮齿队列；每个轮齿队列均包括沿着两用柱齿轮(2‑7)的轴线方向依次等间隔排列的多个两用轮齿；每个两用轮齿沿两用柱齿轮(2‑7)切向上的两个侧面为能够与周向传动齿轮(2‑9)配合传动的周向啮合齿面(7‑

1)；每个两用轮齿沿两用柱齿轮(2‑7)轴向上的两个侧面为能够与轴向传动齿轮(2‑11)配合传动的轴向啮合齿面(7‑2)；工作过程中，周向传动齿轮转动，带动两用柱齿轮旋转；轴向传动齿轮转动，带动两用柱齿轮轴向移动。

9.根据权利要求8所述的一种双关节多自由度机械臂，其特征在于：周向传动齿轮的齿宽B1的取值范围为m1′*4≤B1≤m1′*6；轴向传动齿轮的齿宽B2的取值范围为m1*3≤B2≤m1*5；

m1′和m1为两用柱齿轮的轴向模数和周向模数。

10.如权利要求1‑9中任意一项所述的一种双关节多自由度机械臂的驱动方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、根据机械臂的工作任务，在腕关节万向盘(10)的外侧面安装对应的末端执行器；

步骤二、通过三个双向驱动组件(2)的输出轴的轴向带动移动肘关节万向盘进行翻转；

通过三个双向驱动组件(2)的输出轴的周向旋转带动腕关节万向盘(10)进行翻转，使得末端执行器移动至目标位置执行工作任务。