同时参阅图1至图5，该发明实施方式的机器人臂部件100包括连接座10、轴座20、第一驱动组件31、第一传动机构33、第一机械臂34、第二驱动组件51、第二传动机构53、第二机械臂54、第三驱动组件71、第三传动机构73、第三机械臂74、过线筒90及管线（图未示）。轴座20位于连接座10的一端，第一驱动组件31、第二驱动组件51及第三驱动组件71装设在连接座10远离轴座20的另一端，第一传动机构33连接第一驱动组件31与第一机械臂34，并部分容纳于连接座10中。第二传动机构53连接第二驱动组件51与第二机械臂54，并部分容纳于连接座10中。第三传动机构73连接第三驱动组件71与第三机械臂74，并部分容纳于连接座10中。第一机械臂34、第二机械臂54及第三机械臂74相互转动连接。过线筒90穿设于第一机械臂34、第二机械臂54及第三机械臂74中，用于供管线穿过。管线穿过连接座10及过线筒90到达第一机械臂34，以在机器人臂部件100执行喷涂或清洗等动作时提供液体或气体。在该实施方式中，机器人臂部件100为六轴机器人臂部件，第一机械臂34、第二机械臂54及第三机械臂74分别为第六轴、第五轴及第四轴。

连接座10包括壳体11及可拆卸地装设于壳体11上的保护盖13。壳体11大致为圆筒侧面被沿平行轴线的方向切去部分后的形状，且其截面大致为L形，其于一端开设有贯穿孔111，以供管线穿过。保护盖13封盖壳体11侧面被切的开口（图未标），并可拆卸地锁固于壳体11上。轴座20位于壳体11远离贯穿孔111的一侧，其大致为中空圆柱状，且沿着轴线开设有一个通孔21，并于绕着通孔21的圆周上开设有第一开孔23、第二开孔25及第三开孔27。通孔21为台阶孔，第一开孔23及第二开孔25的连线为轴座20端面的直径，第三开孔27位于第一开孔23及第二开孔25的一侧。

第一驱动组件31包括第一驱动件311及凸伸形成于第一驱动件311一端的第一驱动端313。第一驱动件311装设在壳体11靠近贯穿孔111的一端，且第一驱动端313朝向并容纳于壳体11中。在该实施方式中，第一驱动件311为马达。

第一传动机构33包括第一齿轮传动组件330及第一传动件338。第一传动件338与第一驱动端313固接，第一齿轮传动组件330连接第一传动件338与第一机械臂34，以使得第一驱动件311通过第一驱动端313、第一传动件338及第一齿轮传动组件330带动第一机械臂34转动。

第一传动件338大致为杆状，其一端与第一驱动端313固定连接，以在第一驱动件311的驱动下旋转。第一传动件338沿平行壳体11的长度方向容纳于壳体11中，且朝向壳体11远离贯穿孔111一端延伸至轴座20的第一开孔23中。

第一齿轮传动组件330包括第一齿轮331、第二齿轮332、第一连接件334、第三齿轮335、第四齿轮336及第五齿轮337。第一齿轮331与第一传动件338固定连接，第二齿轮332与第一齿轮331啮合。第一连接件334的两端分别与第二齿轮332及第三齿轮335固定连接。第三齿轮335、第四齿轮336及第五齿轮337依次相啮合，第一机械臂34与第五齿轮337固定连接，从而使得第一驱动件311驱动时，通过第一传动件338、第一齿轮331、第二齿轮332、第一连接件334、第三齿轮335、第四齿轮336及第五齿轮337驱动第一机械臂34转动。

第一齿轮331固定装设在第一传动件338远离第一驱动件311的一端，且与第一传动件338同轴设置。第二齿轮332位于第一齿轮331靠近壳体11轴线的一侧，且与壳体11同轴设置，并与第一齿轮331啮合。第二齿轮332的旋转轴为轴线A。第一连接件334为直径大致与第二齿轮332相等的圆筒状，且同轴设置于第二齿轮332远离第一传动件338的一端。第一连接件334与第二齿轮332固定连接。第三齿轮335与第一连接件334远离第二齿轮332的一端固定连接，且与第一连接件334同轴设置。第四齿轮336位于第三齿轮335远离第一连接件334的一侧，并与第三齿轮335啮合。第四齿轮336的旋转轴为轴线B，轴线B与轴线A斜交。第五齿轮337设置于第四齿轮336远离第三齿轮335的一侧，并与第四齿轮336啮合。第五齿轮337的旋转轴为轴线C，轴线C与轴线A平行，并与轴线B斜交。第一机械臂34固定装设于第五齿轮337远离第四齿轮336的一侧，并与第五齿轮337同轴设置。第一驱动件311带动第一传动件338旋转时，通过第一传动件338、第一齿轮331、第二齿轮332、第一连接件334、第三齿轮335、第四齿轮336及第五齿轮337驱动第一机械臂34绕轴线C转动。

第二驱动组件51包括第二驱动件511及凸伸形成于第二驱动件511一端的第二驱动端513。第二驱动件511装设在壳体11靠近贯穿孔111的一端，且第二驱动端513朝向并容纳于壳体11中。第一驱动件311与第二驱动件511的连线为壳体11端面的直径。在该实施方式中，第二驱动件511为马达。

第二传动机构53包括第二齿轮传动组件530及第二传动件536。第二传动件536与第二驱动端513固接，第二齿轮传动组件530连接第二传动件536与第二机械臂54，以使得第二驱动件511通过第二驱动端513、第二传动件536及第二齿轮传动组件530带动第二机械臂54转动。

第二传动件536大致为杆状，其一端与第二驱动端513固定连接，以在第二驱动件511的驱动下旋转。第二传动件536沿平行第一传动件338的方向容纳于壳体11中，且朝向壳体11远离贯穿孔111一端延伸至轴座20的第二开孔25中。

第二齿轮传动组件530包括第六齿轮531、第七齿轮532、第二连接件533、第八齿轮534及第九齿轮535。第六齿轮531与第二传动件536固定连接，第七齿轮532与第六齿轮531啮合。第二连接件533的两端分别与第七齿轮532及第八齿轮534固定连接。第九齿轮535与第八齿轮534啮合，第二机械臂54与第九齿轮535固定连接，从而使得第二驱动件511驱动时，通过第二驱动端513、第二传动件536、第六齿轮531、第七齿轮532、第二连接件533、第八齿轮534及第九齿轮535驱动第二机械臂54转动。

第六齿轮531固定装设在第二传动件536远离第二驱动件511的一端，且与第二传动件536同轴设置。第七齿轮532位于第六齿轮531靠近壳体11轴线的一侧，且位于第二齿轮332远离壳体11的一侧，并与第六齿轮531啮合。第七齿轮532的旋转轴与轴线A重合。第二连接件533为直径大致与第七齿轮532相等的圆筒状，且同轴套设在第一连接件334上，并位于第七齿轮532远离第二传动件536的一端。第二连接件533与第七齿轮532固定连接。第八齿轮534与第二连接件533远离第七齿轮532的一端固定连接，并套设在第三齿轮335上，且与第二连接件533同轴设置。第九齿轮535位于第八齿轮534远离第二连接件533的一侧，并同轴套设在第四齿轮336上，并与第八齿轮534啮合。第九齿轮535的旋转轴与轴线B重合。第二机械臂54固定装设于第九齿轮535远离第八齿轮534的一侧。第二驱动件511带动第二传动件536旋转时，通过第六齿轮531、第七齿轮532、第二连接件533、第八齿轮534及第九齿轮535驱动第二机械臂54绕轴线B转动。

第三驱动组件71包括第三驱动件711及凸伸形成于第三驱动件711一端的第三驱动端713。第三驱动件711装设在壳体11靠近贯穿孔111的一端，且第三驱动端713朝向并容纳于壳体11中。第三驱动件711位于第一驱动件311及第二驱动件511的一侧，且第一驱动件311、第二驱动件511及第三驱动件711位于壳体11端面上的一个圆周上。在该实施方式中，第二驱动件511为马达。

第三传动机构73包括第三齿轮传动组件730及第三传动件734。第三传动件734与第三驱动端713固接，第三齿轮传动组件730连接第三传动件734与第三机械臂74，以使得第三驱动件711通过第三驱动端713、第三传动件734及第三齿轮传动组件730带动第三机械臂74转动。

第三传动件734大致为杆状，其一端与第三驱动端713固定连接，以在第三驱动件711的驱动下旋转。第三传动件734沿平行第一传动件338的方向容纳于壳体11中，且朝向壳体11远离贯穿孔111一端延伸至轴座20的第三开孔27中。

第三齿轮传动组件730包括第三机械臂74第十齿轮731、第十一齿轮732及第三连接件733。第十齿轮731固定装设在第三传动件734远离第三驱动件711的一端，且与第三传动件734同轴设置。第十一齿轮732位于第十齿轮731靠近壳体11轴线的一侧，且通过轴承（图未标）套设在第二连接件533上，并与第六齿轮531啮合。第十一齿轮732的旋转轴与轴线A重合。第三连接件733为直径大致与第十一齿轮732相等的圆筒状，且同轴套设在第一连接件334上，并与第七齿轮532固定连接。第三机械臂74固定装设于第三连接件733远离第十一齿轮732的一侧，且远离第三连接件733的一端与第二机械臂54相抵接。第三驱动件711带动第三传动件734旋转时，通过第十齿轮731、第十一齿轮732及第三连接件733驱动第三机械臂74绕轴线A转动。在该实施方式中，第一齿轮331、第二齿轮332、第三齿轮335、第六齿轮531、第七齿轮532、第八齿轮534、第十齿轮731及第十一齿轮732为直齿轮，第四齿轮336、第五齿轮337及第九齿轮56为锥齿轮。

在该实施方式中，过线筒90由轴座20的通孔21处，经过第三齿轮335及第四齿轮336延伸至第一机械臂34，并通过紧固件（图未标）与第二机械臂54固定，用以供管线穿过到达第一机械臂34以进行喷涂等作业。管线从贯穿孔111处穿过，并穿过壳体11及过线筒90到达第一机械臂34。

使用时，将保护盖13拆下，将用于供送液体或气体的管线从壳体的贯穿孔111处穿过至壳体11远离第一驱动件311的一端，并从壳体11上由于拆下保护盖13形成的开口处将管线进一步从通孔21处穿过至到达第一机械臂34。第一驱动件311带动第一传动件338旋转时，通过第一传动件338、第一齿轮331、第二齿轮332、第一连接件334、第三齿轮335、第四齿轮336及第五齿轮337驱动第一机械臂34绕轴线C转动。第二驱动件511带动第二传动件536旋转时，通过第六齿轮531、第七齿轮532、第二连接件533、第八齿轮534及第九齿轮535驱动第二机械臂54绕轴线B转动。第三驱动件711带动第三传动件734旋转时，通过第十齿轮731、第十一齿轮732及第三连接件733驱动第三机械臂74绕轴线A转动。

该实施方式中的机器人臂部件100，由于轴座20至第一机械臂34之间的距离较短，使得管线能够较容易从过线筒90的一端穿至另一端。由于保护盖13可以拆卸，在安装管线时，可将保护盖13拆下，使得管线较方便穿过贯穿孔到达轴座20处，进而方便将管线从过线筒90穿至第一机械臂34。另外，第一机械臂34的旋转轴线C与第三机械臂74的旋转轴线A之间的垂直距离较短，减小了机器人臂部件100运动过程中，过线筒90中管线的曲折度，提高了管线的使用寿命。

可以理解，第三机械臂74可以省略，机器人臂部件100可仅包括两个机械臂，同样，机器人臂部件100还可以包括其他多个机械臂。第一齿轮传动组件330、第二齿轮传动组件530及第三齿轮传动组件730均可为其他形式的齿轮传动结构，以使得将第一、第二、第三驱动件的驱动分别传动至第一、第二、第三机械臂。

1.《机器人臂部件》其包括第一机械臂及第二机械臂，其特征在于：该机器人臂部件还包括连接座、轴座、第一驱动组件、第一传动机构、第二驱动组件、第二传动机构、和过线筒，该第一传动机构包括第一传动件及第一齿轮传动组件，该第二传动机构包括第二传动件及第二齿轮传动组件，该连接座包括壳体及保护盖，该壳体的侧面开设有开口，该保护盖封盖该开口并可拆卸地装设在该壳体上，该壳体一端开设有贯穿孔，该轴座位于该壳体远离该贯穿孔的一端，该第一驱动组件及该第二驱动组件装设在该壳体靠近该贯穿孔的一端，该第一传动件与该第一驱动组件连接，该第二传动件与该第二驱动组件连接，该第一传动件及该第二传动件容纳于该壳体中并延伸至该轴座，该第一齿轮传动组件连接该第一传动件与该第一机械臂，并穿过该轴座，该第二齿轮传动组件连接该第二传动件及该第二机械臂，并穿过该轴座，该第二齿轮传动组件活动套设在该第一齿轮传动组件上，该过线筒穿过该第一齿轮传动组件及第一机械臂。

2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一齿轮传动组件包括第一齿轮、第二齿轮、第一连接件、第三齿轮、第四齿轮及第五齿轮，该第一齿轮与该第一传动件固接，该第二齿轮与该第一齿轮啮合，该第一连接件的两端与该第二齿轮及该第三齿轮分别固接，该第二齿轮、该第一连接件及该第三齿轮同轴设置，该第四齿轮与该第三齿轮啮合，该第四齿轮的旋转轴与该第三齿轮的旋转轴斜交，该第五齿轮与该第四齿轮啮合，该第五齿轮的旋转轴与该第四齿轮的旋转轴斜交，且与该第三齿轮的旋转轴平行，该过线筒穿过该三齿轮、该第四齿轮及该第一机械臂。

3.如权利要求2所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二齿轮传动组件包括第六齿轮、第七齿轮、第二连接件、第八齿轮及第九齿轮，该第六齿轮与该第二传动件固接，该第七齿轮与该第六齿轮啮合，该第二连接件的两端分别与该第七齿轮与该第八齿轮啮合，该第九齿轮与该第八齿轮啮合，该第七齿轮、该第二连接件及该第八齿轮同轴设置，该第九齿轮的旋转轴与该第八齿轮的旋转轴斜交。

4.如权利要求3所述的机器人臂部件，其特征在于：该第七齿轮、该第二连接件及该第八齿轮的轴线与该第二齿轮、该第一连接件及该第三齿轮的轴线重合，该第七齿轮及该第二连接件套设在该第一连接件上，该第八齿轮套设在该第三齿轮上，该第九齿轮同轴套设在该第四齿轮上。

5.如权利要求4所述的机器人臂部件，其特征在于：该机器人臂部件还包括第三机械臂、第三驱动组件及第三传动机构，该第三机械臂与该第二机械臂转动连接，该第三传动机构包括第三传动件及第三齿轮传动组件，该第三驱动组件装设于该壳体靠近该第一驱动组件的一端，该第三传动件装设于该第三驱动组件上，并容纳于该壳体中，该第三齿轮传动组件连接该第三传动组件及该第三机械臂。

6.如权利要求5所述的机器人臂部件，其特征在于：该第三齿轮传动组件包括第十齿轮、第十一齿轮及第三连接件，该第十齿轮与该第三传动件固接，该第十一齿轮与该第十齿轮啮合，该第三连接件的两端分别与该第十齿轮及该第三机械臂连接。

7.如权利要求6所述的机器人臂部件，其特征在于：该第十一齿轮及该第三连接件同轴设置，该第十一齿轮及该第三连接件同轴套设在该第二连接件上，该第三机械臂套设在该第八齿轮上。

8.如权利要求7所述的机器人臂部件，其特征在于：该轴座位于该壳体远离该第一驱动件的一端，该轴座开设有通孔及于通孔周围开设有第一开孔、第二开孔及第三开孔，该第一传动件穿设于该第一开孔中，且该第一齿轮容纳于该第一开孔中，该第二传动件穿设于该第二开孔中，且该第六齿轮容纳于该第二开孔中，该第三传动件穿设于该第三开孔中，且该第十齿轮容纳于该第三通孔中，该第二齿轮、第七齿轮及该第十一齿轮容纳于该通孔中，该过线筒穿过该轴座、该第三齿轮、该第四齿轮及该第一机械臂。

9.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一驱动组件包括第一驱动件及凸伸于该第一驱动件的第一驱动端，该第二驱动组件包括第二驱动件及凸伸于该第二驱动件的第二驱动端，该第三驱动组件包括第三驱动件及凸伸于该第三驱动件的第三驱动端，该第一驱动件、该第二驱动件及该第三驱动件装设于该壳体靠近该壳体的一端，该第一驱动端与该第一传动件固接，该第二驱动端与该第二传动件固接，该第三驱动端与该第三传动件固接，该第一驱动件驱动该第一驱动端转动，该第二驱动件驱动该第二驱动端转动，该第三驱动件驱动该第三驱动端转动。

10.如权利要求9所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一驱动件与该第二驱动件的连线为该壳体端面的直径。

图1是该发明实施例的机器人臂部件的立体示意图。

图2是图1所示机器人臂部件的侧视图。

图3是图2所示机器人臂部件沿III-III线的剖视图。

图4是图1所示机器人臂部件的俯视图。

图5是图4所示机器人臂部件沿V-V线的剖视图。

机器人臂部件专利目的

《机器人臂部件》的目的是提供一种能够方便布置管线的机器人臂部件。

机器人臂部件技术方案

《机器人臂部件》其包括第一机械臂及第二机械臂、连接座、轴座、第一驱动组件、第一传动机构、第二驱动组件、第二传动机构、和过线筒，该第一传动机构包括第一传动件及第一齿轮传动组件，该第二传动机构包括第二传动件及第二齿轮传动组件，该连接座包括壳体及保护盖，该壳体的侧面开设有开口，该保护盖封盖该开口并可拆卸地装设在该壳体上，该壳体一端开设有贯穿孔，该轴座位于该壳体远离该贯穿孔的一端，该第一驱动组件及该第二驱动组件装设在该壳体靠近该贯穿孔的一端，该第一传动件与该第一驱动组件连接，该第二传动件与该第二驱动组件连接，该第一传动件及该第二传动件容纳于该壳体中并延伸至该轴座，该第一齿轮传动组件连接该第一传动件与该第一机械臂，并穿过该轴座，该第二齿轮传动组件连接该第二传动件及该第二机械臂，并穿过该轴座，该第二齿轮传动组件活动套设在该第一齿轮传动组件上，该过线筒穿过该第一齿轮传动组件及第一机械臂。

上述机器人臂部件由于保护盖可拆卸地装设在壳体上，当将管线布置在机器人臂部件中时，管线从贯穿孔穿过后，能够较方便地从壳体的开口处，将管线穿过第一齿轮传动组件到达第一机械臂处。

随着机械工业的发展，越来越多的机械加工过程中使用工业机器人臂部件来实现自动化生产。随着技术的不断进步，机器人臂部件逐渐向多轴化发展，以实现更复杂的运动。多轴机器人臂部件用于喷涂、清洗等场合，需将运送喷涂液或清洗液等液体的管线或输送加压气体的管线从多轴机器人臂部件内穿过，并连接至多轴机器人臂部件的执行端，以对工件进行喷涂或清洗等。然而，由于机器人各机械臂比较长，而管线比较柔软，所以在布置管线时，较难将管线从管线入口到达管线出口，使得不方便布置管线。而且在拆管线时，较容易拆坏管线，造成喷涂线路不通，影响喷涂效果。

2021年11月，《机器人臂部件》获得第八届广东专利奖优秀奖。

本课题开展了大型空间结构在轨装配的双臂空间机器人协调控制研究，取得了如下研究成果：（1）建立了柔性双臂空间机器人装配大型柔性结构过程中的变构型刚柔耦合动力学模型，并分析各种构型下系统的动力学耦合特性，得出空间机械臂、载荷及其基座之间刚性运动、柔性振动等关系；（2）提出了双臂空间机器人在轨操作大载荷过程中保持基座稳定的无奇异路径规划与控制方法；（3）建立了双臂传递大型挠性载荷过程中，机械臂末端与载荷的接触碰撞动力学模型，并提出利用双臂的协调运动最小化碰撞效应的路径规划与控制方法；（4）提出了双臂抓持挠性载荷形成闭链后双臂协调操作的轨迹规划与振动抑制方法；（5）建立了平面气浮台实验系统和空间半物理实验系统，对所提出的方法进行了实验验证。基于研究的成果，发表了学术论文34篇，其中SCI论文26篇、EI论文8篇；出版了学术专著1部；培养了博士后2名、博士研究生3名、硕士研究生3名。 2100433B

本课题面向我国空间站以及未来其他大型航天器系统在轨建造与维护的需求，开展大型空间结构在轨装配的多臂空间机器人协调控制研究，包括：(1)建立柔性多臂空间机器人装配大型柔性结构过程中的变构型刚柔耦合动力学模型，分析各种构型下系统的动力学耦合特性，得出空间机械臂、载荷及其基座之间刚性运动、柔性振动等的耦合关系；(2) 提出多臂空间机器人在轨操作大载荷过程中，保持基座稳定的无奇异路径规划与控制方法；(3) 建立多臂传递大型挠性载荷过程中，机械臂末端与载荷的接触碰撞动力学模型，并提出利用双臂的协调运动最小化碰撞效应的路径规划与控制方法；(4) 提出双臂抓持挠性载荷形成闭链后双臂协调操作的轨迹规划与振动抑制方法。. 课题的研究顺应了我国大力发展空间机器人在轨服务技术的大方向，研究成果对于未来大型航天系统在轨组装、维护、拆解等任务，具有重要的理论和实际意义。

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