CN109848976A - 一种多轴独立控制机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴独立控制机械手臂，其包括手臂部件和驱动部件；其中所述驱动部件包括传动机构和动力机构；所述传动机构包括自上而下依次同轴叠加的一级传动单行星排至N+2级传动单行星排，X级传动单行星排与X+1级传动单行星排之间设有X级过渡单行星排，X为1至N+1，X级传动单行星排与X级过渡单行星排共用一个X级太阳轮，X级过渡单行星排与X+1级传动单行星排共用一个X+1级行星架；所述动力机构包括N+2个驱动电机，其中第Y个驱动电机与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈传动连接，Y为1至N+2。本发明的各个自由度运动由各个驱动电机分别独立驱动，且通过多组压力传感器实现外力检测。

Description

一种多轴独立控制机械手臂

技术领域

本发明涉及机械手臂领域，特别是指一种多轴独立控制机械手臂。

背景技术

机械手臂是机械技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。但是现有的多关节机械手臂一般是在两个手臂构件转动连接的关节处设置用于驱动手臂构件运动的驱动电机，即驱动电机是结合到机械手臂的手臂部件上的，这导致机械手臂的手臂部件整体体型和重量过大，大大降低了机械手臂的负载能力。

为提高机械手臂的负载能力，本申请人设计了一种机械手臂（中国专利CN201811494542.3），包括手臂部件和用于驱动手臂部件运动的驱动部件；所述手臂部件包括N个手臂构件，N为大于等于4的正整数；其中第一个手臂构件固定在驱动部件上，第一个手臂构件与第二个手臂构件之间通过第一关节可转动连接，第M个手臂构件与第M+1个手臂构件之间通过第M关节可转动连接，M为2至N-2的正整数；第N-1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N-1关节可转动连接；第一关节包括一级主动锥齿轮组、一级过渡锥齿轮组、一级从动锥齿轮组、与第一个手臂构件首端固定连接的一级连接座和与第二个手臂构件末端固定连接的一级枢接座，一级连接座与一级枢接座枢接；一级主动锥齿轮组位于一级连接座内，一级主动锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮；一级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于一级连接座与一级枢接座的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮，第一个一级过渡锥齿轮固定在一级枢接座上，第一个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组位于一级枢接座内，一级从动锥齿轮组包括N个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮，第一个一级从动锥齿轮至第N个一级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮分别一一对应啮合；所述驱动部件包括N+1个驱动电机，第一个驱动电机至第N+1个驱动电机分别驱动第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮转动；第M关节包括M级主动锥齿轮组、M级过渡锥齿轮组、M级从动锥齿轮组、与第M个手臂构件首端固定连接的M级连接座和与第M+1个手臂构件末端固定连接的M级枢接座，M级连接座与M级枢接座枢接；M级主动锥齿轮组位于M级连接座内，M级主动锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级主动锥齿轮；M级过渡锥齿轮组转动中心轴位于M级连接座与M级枢接座的枢接轴上，M级过渡锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级过渡锥齿轮，其中第一个M级过渡锥齿轮固定在M级枢接座上，第一个M级过渡锥齿轮至第N-M+2个M级过渡锥齿轮与第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮分别一一对应啮合；M级从动锥齿轮组位于M级枢接座内，M级从动锥齿轮组包括N-M+1个依次叠放在一起并且同轴设置的M级从动锥齿轮，第一个M级从动锥齿轮至第N-M+1个M级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N-M+2过渡锥齿轮分别一一对应啮合；M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别传动连接；第N-1关节包括N-1级主动锥齿轮组、N-1级过渡锥齿轮组、N-1级从动锥齿轮组、与第N-1个手臂构件首端转动连接的N-1级连接座和与第N个手臂构件末端固定连接的N-1级枢接座，N-1级连接座与N-1级枢接座枢接；N-1级主动锥齿轮组位于N-1级连接座内，N-1级主动锥齿轮组包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级主动锥齿轮，第一个N-1级主动锥齿轮与N-1级连接座固定连接且第一个N-1级主动锥齿轮的转动中心轴位于N-1级连接座的转动中心轴上；N-1级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于N-1级连接座与N-1级枢接座的枢接轴上，N-1级过渡锥齿轮组包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级过渡锥齿轮，第一个N-1级过渡锥齿轮固定在N-1级枢接座上，第一个N-1级过渡锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮与第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别一一对应啮合；N-1级从动锥齿轮组位于N-1级枢接座内，N-1级从动锥齿轮组包括一个N-1级从动锥齿轮，该N-1级从动锥齿轮与第二个N-1级过渡锥齿啮合；该N-1级从动锥齿轮还与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别传动连接。其中所述驱动部件还包括第N+2个驱动电机，第N+2个驱动电机驱动第一手臂构件绕第一手臂构件转动中心轴转动。所述驱动部件的第一个驱动电机至第N+2个电机通过齿轮传动机构或涡轮蜗杆传动机构与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件分别传动连接。

这种机械手臂将手臂部件与驱动部件分离设置的，有效降低了手臂部件的重量，有利于提高机械手臂的负载能力；这种机械手臂能实现N+2个自由度运动，包括手臂部件端部绕第一手臂构件的转动中心轴转动的自由度运动、手臂部件端部绕一级过渡锥齿轮组的转动中心轴转动的自由度运动、手臂部件端部绕M级过渡锥齿轮组的转动中心轴转动的自由度运动、手臂部件端部绕N-1级过渡锥齿轮组的转动中心轴转动的自由度运动、手臂部件端部绕N-1级连接座的转动中心轴的自由度运动以及手臂部件端部绕转动杆的转动中心轴转动的自由度运动。

但是这种机械手臂存在一个问题，那就是这种机械手臂的各个自由度运动之间存在干扰，导致各个自由度运动不能由各个驱动电机分别独立驱动，致使这种机械手臂的运动控制十分复杂；例如：若是要单独进行手臂构件端部绕第一手臂构件转动中心轴转动的这个自由度运动，要求第一个驱动电机至第N+2个驱动电机分别驱动第一关节的第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件同时以相同方向和相同速度转动，使得第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮以及第一手臂构件保持相对静止，这样才能消除手臂构件端部绕第一手臂构件转动中心轴转动的这个自由度运动对其他自由度运动的干扰，导致要单独进行手臂构件端部绕第一手臂构件转动中心轴转动的这个自由度运动就需要第一个驱动电机至第N+2个驱动电机同时控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴独立控制机械手臂，该多轴独立控制机械手臂的各个自由度运动分别由各个驱动电机独立驱动。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种多轴独立控制机械手臂，其包括手臂部件和用于驱动手臂部件运动的驱动部件；所述手臂部件包括N个手臂构件，N为大于等于4的正整数；其中第一个手臂构件固定在驱动部件上，第一个手臂构件与第二个手臂构件之间通过第一关节可转动连接，第M个手臂构件与第M+1个手臂构件之间通过第M关节可转动连接，M为2至N-2的正整数；第N-1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N-1关节可转动连接；第一关节包括一级主动锥齿轮组、一级过渡锥齿轮组、一级从动锥齿轮组、与第一个手臂构件首端固定连接的一级连接座和与第二个手臂构件末端固定连接的一级枢接座，一级连接座与一级枢接座枢接；一级主动锥齿轮组位于一级连接座内，一级主动锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮；一级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于一级连接座与一级枢接座的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮，第一个一级过渡锥齿轮固定在一级枢接座上，第一个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组位于一级枢接座内，一级从动锥齿轮组包括N个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮，第一个一级从动锥齿轮至第N个一级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮分别一一对应啮合；第M关节包括M级主动锥齿轮组、M级过渡锥齿轮组、M级从动锥齿轮组、与第M个手臂构件首端固定连接的M级连接座和与第M+1个手臂构件末端固定连接的M级枢接座，M级连接座与M级枢接座枢接；M级主动锥齿轮组位于M级连接座内，M级主动锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级主动锥齿轮；M级过渡锥齿轮组转动中心轴位于M级连接座与M级枢接座的枢接轴上，M级过渡锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级过渡锥齿轮，其中第一个M级过渡锥齿轮固定在M级枢接座上，第一个M级过渡锥齿轮至第N-M+2个M级过渡锥齿轮与第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮分别一一对应啮合；M级从动锥齿轮组位于M级枢接座内，M级从动锥齿轮组包括N-M+1个依次叠放在一起并且同轴设置的M级从动锥齿轮，第一个M级从动锥齿轮至第N-M+1个M级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N-M+2过渡锥齿轮分别一一对应啮合；M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别传动连接；第N-1关节包括N-1级主动锥齿轮组、N-1级过渡锥齿轮组、N-1级从动锥齿轮组、与第N-1个手臂构件首端转动连接的N-1级连接座和与第N个手臂构件末端固定连接的N-1级枢接座，N-1级连接座与N-1级枢接座枢接；N-1级主动锥齿轮组位于N-1级连接座内，N-1级主动锥齿轮组包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级主动锥齿轮，第一个N-1级主动锥齿轮与N-1级连接座固定连接且第一个N-1级主动锥齿轮的转动中心轴位于N-1级连接座的转动中心轴上；N-1级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于N-1级连接座与N-1级枢接座的枢接轴上，N-1级过渡锥齿轮组包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级过渡锥齿轮，第一个N-1级过渡锥齿轮固定在N-1级枢接座上，第一个N-1级过渡锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮与第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别一一对应啮合；N-1级从动锥齿轮组位于N-1级枢接座内，N-1级从动锥齿轮组包括一个N-1级从动锥齿轮，该N-1级从动锥齿轮与第二个N-1级过渡锥齿啮合；该N-1级从动锥齿轮还与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别传动连接；其中所述驱动部件包括传动机构和动力机构；所述传动机构包括自上而下依次同轴叠加的一级传动单行星排至N+2级传动单行星排，其中X级传动单行星排与X+1级传动单行星排之间设有一个X级过渡单行星排，X为1至N+1，X级传动单行星排与X级过渡单行星排共用一个X级太阳轮，N+2级传动单行星排的太阳轮为N+2级太阳轮；X级过渡单行星排与X+1级传动单行星排共用一个X+1级行星架，X级过渡单行星排的各个X级过渡行星齿轮和X+1级传动单行星排的各个X+1级传动行星齿轮均可转动的配合在X+1级行星架上，X级过渡单行星排的X级过渡齿圈内侧齿牙和X级过渡单行星排的X级过渡行星齿轮齿牙的齿数比与X+1级传动单行星排的X+1级传动齿圈内侧齿牙和X+1级传动单行星排的X+1级传动行星齿轮齿牙的齿数比相同，X级太阳轮与X+1级太阳轮的齿数相同；一级传动单行星排的各个一级传动行星齿轮可转动的配合在一级行星架上且一级传动单行星排的一级传动行星架固定不动，X级过渡单行星排的X级过渡齿圈固定不动；第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮自下而上依次叠加，所述第一个手臂构件与一级太阳轮相连，第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别与二级太阳轮至N+2级太阳轮同轴相连；所述动力机构包括N+2个驱动电机，其中第Y个驱动电机与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈传动连接，Y为1至N+2。

所述第Y个驱动电机输出轴上套设有与一级传动单行星排的一级传动齿圈外侧齿牙至N+2级传动单行星排的N+2级传动齿圈外侧齿牙分别啮合的N+2个电机齿轮，其中第Y个驱动电机输出轴上与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈外侧齿牙啮合的电机齿轮与第Y个驱动电机输出轴固定连接，而第Y个驱动电机输出轴上除了与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈外侧齿牙啮合的电机齿轮外的其他电机齿轮可相对第Y个驱动电机输出轴转动。

所述第Y个驱动电机输出轴同轴连接有一输入蜗杆，第Y个驱动电机上的输入蜗杆与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈外侧齿牙啮合；所述驱动部件还包括至少两根定位轴，每根定位轴上可转动的套设有与一级传动单行星排的一级传动齿圈外侧齿牙至N+2级传动单行星排的N+2级传动齿圈外侧齿牙分别啮合的N+2个限位齿轮。

所述驱动部件还包括壳体，所述传动机构安装于壳体内，动力结构安装于壳体上，所述壳体内安装有N+2组压力传感器，每组压力传感器包括两个压力传感器；一级传动单行星排的一级传动行星架外侧向外凸起有一级传动卡块，X级过渡单行星排的X级过渡齿圈外侧向外凸起有X级过渡卡块；第一组压力传感器的两个压力传感器的压力感应面分别与一级传动卡块的前后两侧面抵触；第X组压力传感器的两个压力传感器的压力感应面分别与X级过渡卡块的前后两侧面抵触。

所述M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮通过设置于第M个手臂构件内的N-M+2根同轴设置并自外向内依次穿套的M级连接杆与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别同轴相连；所述N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮通过设置于第N-1个手臂构件内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的N-1级连接杆与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别同轴相连。

相邻的一级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠。

所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，一级连接座与一级枢接座异面设置且在沿垂直于一级连接座与一级枢接座的枢接轴方向互不重叠；所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，M级连接座与M级枢接座异面设置且在沿垂直于M级连接座与M级枢接座的枢接轴方向互不重叠。

所述一级连接座上设有一级连接座孔，所述一级枢接座上对应于一级连接座孔设有一级枢接座孔；所述一级过渡锥齿轮组的每个一级过渡锥齿轮包括一级连接轴以及与一级连接轴两端分别相连的第一一级锥齿轮和第二一级锥齿轮；各个一级过渡锥齿轮的一级连接轴相互套置并穿过一级连接座孔和一级枢接座孔；各个一级过渡锥齿轮的第一一级锥齿轮位于一级连接座内并与一级主动锥齿轮组的各个一级主动锥齿轮分别啮合，各个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮位于一级枢接座内并与一级从动锥齿轮组的各个一级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮与一级枢接座固定连接；所述M级连接座上设有M级连接座孔，所述M级枢接座上对应于M级连接座孔设有M级枢接座孔；所述M级过渡锥齿轮组的每个M级过渡锥齿轮包括M级连接轴以及与M级连接轴两端分别相连的第一M级锥齿轮和第二M级锥齿轮；各个M级过渡锥齿轮的M级连接轴相互套置并穿过M级连接座孔和M级枢接座孔；各个M级过渡锥齿轮的第一M级锥齿轮位于M级连接座内并与M级主动锥齿轮组的各个M级主动锥齿轮分别啮合，各个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮位于M级枢接座内并与M级从动锥齿轮组的各个M级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮与M级枢接座固定连接；所述N-1级连接座上设有N-1级连接座孔，所述N-1级枢接座上对应于N-1级连接座孔设有N-1级枢接座孔；所述N-1级过渡锥齿轮组的每个N-1级过渡锥齿轮包括N-1级连接轴以及与N-1级连接轴两端分别相连的第一N-1级锥齿轮和第二N-1级锥齿轮；各个N-1级过渡锥齿轮的N-1级连接轴相互套置并穿过N-1级连接座孔和N-1级枢接座孔；第一个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮均位于N-1级连接座内并分别与N-1级主动锥齿轮组的第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别啮合，各个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮位于N-1级枢接座内，第二个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级从动锥齿轮组的N-1级从动锥齿轮啮合，第一个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级枢接座固定连接。

所述手臂部件还包括第N+1个手臂构件，第N+1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N关节连接；第N关节包括一个N级主动锥齿轮、一个N级过渡锥齿轮、一个N级从动锥齿轮、与第N个手臂构件首端和第N+1个手臂构件末端固定连接的N级固定座，N级主动锥齿轮、N级过渡锥齿轮和N级从动锥齿轮位于N级固定座内，N级主动锥齿轮与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N级从动锥齿轮与位于第N+1个手部构件内的旋转杆同轴相连，旋转杆的转动中心轴与N-1级连接座的转动中心轴位于同一平面；N级过渡锥齿轮包括N级连接轴以及与N级连接轴两端分别相连的第一N级锥齿轮和第二N级锥齿轮，N级连接轴可转动的配合在N级固定座内，N级连接轴的转动中心轴与旋转杆的转动中心轴和N-1级连接座的转动中心轴垂直；第一N级过渡锥齿轮与N级主动锥齿轮啮合，第二N级过渡锥齿轮与N级从动锥齿轮啮合。

所述的一种多轴独立控制机械手臂还包括用于检测第一个手臂构件转动角度的第一编码器、用于检测第一关节的一级连接座相对于一级枢接座的转动角度的第二编码器、用于检测第M关节的M级连接座相对于M级枢接座的转动角度的第M+1编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于第N-1个手臂构件的转动角度的第N编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于N-1级枢接座的转动角度的第N+1编码器以及用于检测旋转杆的转动角度的第N+2编码器；其中第一编码器固定在驱动部件上且第一编码器的旋转主轴与第一个手臂构件同轴相连，第二编码器固定在一级连接座上且第二编码器的旋转主轴与第一个一级过渡锥齿轮同轴相连，第M+1编码器固定在M级连接座上且第M+1编码器的旋转主轴与第一个M级过渡锥齿轮同轴相连，第N编码器固定在第N-1个手臂构件上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级主动锥齿轮同轴相连，第N+1编码器固定在N-1级连接座上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级过渡锥齿轮同轴相连，第N+2编码器固定在第N+1个手臂构件上且第N+1编码器的旋转主轴与旋转杆同轴相连。

所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述N-1级主动锥齿轮组的转动中心轴以及所述N-1级从动锥齿轮组的转动中心轴均位于同一平面上。

所述的一种多轴独立控制机械手臂还包括用于检测第一个手臂构件转动角度的第一编码器、用于检测第一关节的一级连接座相对于一级枢接座的转动角度的第二编码器、用于检测第M关节的M级连接座相对于M级枢接座的转动角度的第M+1编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于第N-1个手臂构件的转动角度的第N编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于N-1级枢接座的转动角度的第N+1编码器以及用于检测转动杆的转动角度的第N+2编码器；其中第一编码器固定在驱动部件上且第一编码器的旋转主轴与第一个手臂构件同轴相连，第二编码器固定在一级连接座上且第二编码器的旋转主轴与第一个一级过渡锥齿轮同轴相连，第M+1编码器固定在M级连接座上且第M+1编码器的旋转主轴与第一个M级过渡锥齿轮同轴相连，第N编码器固定在第N-1个手臂构件上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级主动锥齿轮同轴相连，第N+1编码器固定在N-1级连接座上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级过渡锥齿轮同轴相连，第N+2编码器固定在第N个手臂构件上且第N+1编码器的旋转主轴与转动杆同轴相连。

所述第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮的中心分别开设有固定孔，第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮各自的固定孔孔径依次减小；所述一级太阳轮至N+2级太阳轮的中心分别开设有安装孔，一级太阳轮至N+2级太阳轮各自的安装孔孔径依次减小；所述第一个手臂构件与一级太阳轮的安装孔同轴相连，第一个手臂构件内设有N+1根同轴设置并自外向内依次穿套的一级连接杆，各根一级连接杆自外向内依次分为第一一级连接杆至第N+1一级连接杆；第X一级连接杆上下两端分别同轴连接第X个一级主动锥齿轮的固定孔和X+1级太阳轮的安装孔。

采用上述方案后，本发明消除了各个自由度运动之间的干扰，使得本发明的各个自由度运动能由各个驱动电机分别独立驱动。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的组合剖视图；

图3为图2的a处放大图；

图4为图2的b处放大图；

图5为图2的c处放大图；

图6为图2的d处放大图；

图7为本发明实施例一的驱动部件的分解图；

图8为本发明实施例一的传动机构的分解图；

图9为本发明实施例一的驱动部件的结构简图；

图10为本发明实施例二的结构示意图；

图11为本发明实施例二的组合剖视图；

图12为图11的e处放大图；

图13为图11的f处放大图；

图14为图11的g处放大图；

图15为图11的h处放大图；

图16为本发明实施例二的驱动部件的分解图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

实施例一：

在本实施例中，N为4；

具体的，配合图1至图9所示，本实施例的一种机械手臂包括手臂部件A和用于驱动手臂部件A运动的驱动部件B；

在本实施例中，所述手臂部件A包括四个手臂构件A1，第一个手臂构件A11可转动的配合在驱动部件B上，第一个手臂构件A11与第二个手臂构件A12之间通过第一关节1可转动连接，第二个手臂构件A12与第三个手臂构件A13之间通过第二关节2可转动连接，第三个手臂构件A13与第四个手臂构件A14之间通过第三关节3可转动连接。

在本实施例中，第一关节1包括一级主动锥齿轮组11、一级过渡锥齿轮组12、一级从动锥齿轮组13、与第一个手臂构件A11首端固定连接的一级连接座14和与第二个手臂构件A12末端固定连接的一级枢接座15，一级连接座14与一级枢接座15枢接；所述一级主动锥齿轮组11位于一级连接座14内，一级主动锥齿轮组11包括五个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮111；一级过渡锥齿轮组12的转动中心轴位于一级连接座14与一级枢接座15的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组12包括五个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮121，第一个一级过渡锥齿轮1211固定在一级枢接座15上以通过第一个一级过渡锥齿轮1211带动一级枢接座15相对于一级连接座14转动而使得第一个手臂构件A11相对于第二手臂构件A12转动，第一个一级过渡锥齿轮1211、第二个一级过渡锥齿轮1212、第三个一级过渡锥齿轮1213、第四个一级过渡锥齿轮1214和第五个一级过渡锥齿轮1215与第一个一级主动锥齿轮1111、第二个一级主动锥齿轮1112、第三个一级主动锥齿轮1113、第四个一级主动锥齿轮1114和第五个一级主动锥齿轮1115分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组13位于一级枢接座15内，一级从动锥齿轮组13包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮131，第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314与第二个一级过渡锥齿轮1212、第三个一级过渡锥齿轮1213、第四个一级过渡锥齿轮1214和第五个一级过渡锥齿轮1215分别一一对应啮合。

在本实施例中，所述驱动部件B包括壳体K和设置在壳体K上的传动机构和动力机构；其中传动机构安装于壳体K内，传动机构包括自上而下依次同轴叠加的一级传动单行星排C1至六级传动单行星排C6，其中一级传动单行星排C1与二级传动单行星排C2之间设有一级过渡单行星排C1’，二级传动单行星排C2与三级传动单行星排C3之间设有二级过渡单行星排C2’，三级传动单行星排C3与四级传动单行星排C4之间设有三级过渡单行星排C3’，四级传动单行星排C4与五级传动单行星排C5之间设有四级过渡单行星排C4’，五级传动单行星排C5与六级传动单行星排C6之间设有五级过渡单行星排C5’；一级传动单行星排C1的一级传动行星架C12与壳体K固定连接而使得一级传动行星架C12固定不动，一级传动单行星排C1与一级过渡单行星排C1’共用一个一级太阳轮C11，一级过渡单行星排C1’与二级传动单行星排C2共用一个二级行星架C22，一级过渡单行星排C1’的一级过渡行星齿轮C13’和二级传动单行星排C2的二级传动行星齿轮C23均通过轴承可转动的配合在二级行星架C22上，一级过渡单行星排C1’的一级过渡齿圈C14’与壳体K固定连接而使得一级过渡齿圈C14’固定不动；二级传动单行星排C2与二级过渡单行星排C2’共用一个二级太阳轮C21，二级过渡单行星排C2’与三级传动单行星排C3共用一个三级行星架C32，二级过渡单行星排C2’的各个二级过渡行星齿轮C23’和三级传动单行星排C3的各个三级传动行星齿轮C33均通过轴承可转动的配合在三级行星架C32上，二级过渡单行星排C2’的二级过渡齿圈C24’与壳体K固定连接而使得二级过渡齿圈C24’固定不动；三级传动单行星排C3与三级过渡单行星排C3’共用一个三级太阳轮C31，三级过渡单行星排C3’与四级传动单行星排C4共用一个四级行星架C42，三级过渡单行星排C3’的各个三级过渡行星齿轮C33’和四级传动单行星排C4的各个四级传动行星齿轮C43均通过轴承可转动的配合在四级行星架C42上，三级过渡单行星排C3’的三级过渡齿圈C34’与壳体K固定连接而使得三级过渡齿圈C34’固定不动；四级传动单行星排C4与四级过渡单行星排C4’共用一个四级太阳轮C41，四级过渡单行星排C4’与五级传动单行星排C5共用一个五级行星架C52，四级过渡单行星排C4’的各个四级过渡行星齿轮C43’和五级传动单行星排C5的各个五级传动行星齿轮C53均通过轴承可转动的配合在五级行星架C52上，四级过渡单行星排C4’的四级过渡齿圈C44’与壳体K固定连接而使得四级过渡齿圈C44’固定不动；五级传动单行星排C5与五级过渡单行星排C5’共用一个五级太阳轮C51，五级过渡单行星排C5’与六级传动单行星排C6共用一个六级行星架C62，五级过渡单行星排C5’的各个五级过渡行星齿轮C53’和六级传动单行星排C6的各个六级传动行星齿轮C63均通过轴承可转动的配合在六级行星架C62上，五级过渡单行星排C5’的五级过渡齿圈C54’与壳体K固定连接而使得五级过渡齿圈C54’固定不动；六级传动单行星排C6的太阳轮为六级太阳轮C61；一级过渡单行星排C1’的一级过渡齿圈C14’内侧齿牙和一级过渡单行星排C1’的一级过渡行星齿轮C13’齿牙的齿数比与二级传动单行星排C2的二级传动齿圈C24内侧齿牙和二级传动单行星排C2的二级传动行星齿轮C23齿牙的齿数比相同，二级过渡单行星排C2’的二级过渡齿圈C24’内侧齿牙和二级过渡单行星排C2’的二级过渡行星齿轮C23’齿牙的齿数比与三级传动单行星排C3的三级传动齿圈C34内侧齿牙和三级传动单行星排C3的三级传动行星齿轮C33齿牙的齿数比相同，三级过渡单行星排C3’的三级过渡齿圈C34’内侧齿牙和三级过渡单行星排C3’的三级过渡行星齿轮C33’齿牙的齿数比与四级传动单行星排C4的四级传动齿圈C44内侧齿牙和四级传动单行星排C4的四级传动行星齿轮C43齿牙的齿数比相同，四级过渡单行星排C4’的四级过渡齿圈C44’内侧齿牙和四级过渡单行星排C4’的四级过渡行星齿轮C43’齿牙的齿数比与五级传动单行星排C5的五级传动齿圈C54内侧齿牙和五级传动单行星排C5的五级传动行星齿轮C53齿牙的齿数比相同，五级过渡单行星排C5’的五级过渡齿圈C54’内侧齿牙和五级过渡单行星排C5’的五级过渡行星齿轮C53’齿牙的齿数比与六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64内侧齿牙和六级传动单行星排C6的六级传动行星齿轮C63齿牙的齿数比相同，一级太阳轮C11至六级太阳轮C61的齿数相同，一级太阳轮C11至六级太阳轮C61的中心分别开设有安装孔C111、C211、C311、C411、C511、C611，一级太阳轮C11至六级太阳轮C61各自的安装孔C111、C211、C311、C411、C511、C611孔径依次减小。在本实施例中，第一个一级主动锥齿轮1111至第五个一级主动锥齿轮1115自下而上依次叠加，第一个一级主动锥齿轮1111至第五个一级主动锥齿轮1115的中心分别开设有固定孔1101、1102、11103、1104、1105，第一个一级主动锥齿轮1111至第五个一级主动锥齿轮1115各自的固定孔1101、1102、11103、1104、1105孔径依次减小，所述第一个手臂构件A11与一级太阳轮C11的安装孔C111同轴相连以使得一级太阳轮C11与第一个手臂构件A11同轴相连，从而使得一级太阳轮C11的转动可以带动第一个手臂构件A11转动；第一个手臂构件A11内设有五根同轴设置并自外向内依次穿套的一级连接杆D1，各根一级连接杆D1自外向内依次分为第一一级连接杆D11至第五一级连接杆D15；第一一级连接杆D11上下两端分别同轴连接第一个一级主动锥齿轮1111的固定孔1101和二级太阳轮C21的安装孔C211以使得二级太阳轮C21与第一个一级主动锥齿轮1111同轴相连，从而使得二级太阳轮C21的转动可以带动第一个一级主动锥齿轮1111转动；第二一级连接杆D12上下两端分别同轴连接第二个一级主动锥齿轮1112的固定孔1102和三级太阳轮C31的安装孔C311以使得三级太阳轮C31与第二个一级主动锥齿轮1112同轴相连，从而使得三级太阳轮C31的转动可以带动第二个一级主动锥齿轮1112转动；第三一级连接杆D13上下两端分别同轴连接第三个一级主动锥齿轮1113的固定孔1103和四级太阳轮C41的安装孔C411以使得四级太阳轮C41与第三个一级主动锥齿轮1113同轴相连，从而使得四级太阳轮C41的转动可以带动第三个一级主动锥齿轮1113转动；第四一级连接杆D14上下两端分别同轴连接第四个一级主动锥齿轮1114的固定孔1104和五级太阳轮C51的安装孔C511以使得五级太阳轮C51与第四个一级主动锥齿轮1114同轴相连，从而使得五级太阳轮C51的转动可以带动第四个一级主动锥齿轮1114转动；第五一级连接杆D15上下两端分别同轴连接第五个一级主动锥齿轮1115的固定孔1105和六级太阳轮C61的安装孔C611以使得六级太阳轮C61与第五个一级主动锥齿轮1115同轴相连，从而使得六级太阳轮C61的转动可以带动第五个一级主动锥齿轮1115转动。

配合图1所示，在本实施例中，所述动力机构安装于壳体K上，所述动力机构包括六个驱动电机E，其中所述第一个驱动电机E1至第六个驱动电机E6的输出轴分别同轴连接有一输入蜗杆，第一个驱动电机E1的输入蜗杆E11与一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14外侧齿牙啮合以使得第一个驱动电机E1与一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14传动连接，第二个驱动电机E2的输入蜗杆E12与二级传动单行星排C2的二级传动齿圈C24外侧齿牙啮合以使得第二个驱动电机E2与二级传动单行星排C2的一级传动齿圈C24传动连接，第三个驱动电机E3的输入蜗杆E13与三级传动单行星排C3的三级传动齿圈C34外侧齿牙啮合以使得第三个驱动电机E3与三级传动单行星排C3的三级传动齿圈C34传动连接，第四个驱动电机E4的输入蜗杆E14与四级传动单行星排C4的四级传动齿圈C44外侧齿牙啮合以使得第四个驱动电机E4与四级传动单行星排C4的四级传动齿圈C44传动连接，第五个驱动电机E5的输入蜗杆E15与五级传动单行星排C5的五级传动齿圈C54外侧齿牙啮合以使得第五个驱动电机E5与五级传动单行星排C5的五级传动齿圈C54传动连接，第六个驱动电机E6的输入蜗杆E16与六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64外侧齿牙啮合以使得第六个驱动电机E6与六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64传动连接，所述驱动部件B还包括至少两根定位轴F，每根定位轴F上可转动的套设有与一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14外侧齿牙至六级传动单行星排C61的六级传动齿圈C61外侧齿牙分别啮合的六个限位齿轮F1，这样通过定位轴F的限位齿轮F1便能对一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14至六级传动单行星排C61的六级传动齿圈C61起到限位作用而防止一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14至六级传动单行星排C61的六级传动齿圈C61发生偏移。

在本实施例中，第二关节2包括二级主动锥齿轮组21、二级过渡锥齿轮组22、二级从动锥齿轮组23、与第二个手臂构件A12首端固定连接的二级连接座24和与第三个手臂构件A13末端固定连接的二级枢接座25，二级连接座24与二级枢接座25枢接；二级主动锥齿轮组21位于二级连接座24内，二级主动锥齿轮组21包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的二级主动锥齿轮211；二级过渡锥齿轮组22转动中心轴位于二级连接座24与二级枢接座25的枢接轴上，二级过渡锥齿轮组22包括四个依次叠放在一起并且同轴设置的二级过渡锥齿轮221，其中第一个二级过渡锥齿轮2211固定在二级枢接座25上，以通过第一个二级过渡锥齿轮2211带动二级枢接座25相对于二级连接座24转动而使得第二手臂构件A12相对于第三手臂构件A13转动；第一个二级过渡锥齿轮2211、第二个二级过渡锥齿轮2212、第三个二级过渡锥齿轮2213和第四个二级过渡锥齿轮2214与第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114分别一一对应啮合；二级从动锥齿轮组23位于二级枢接座25内，二级从动锥齿轮组23包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的二级从动锥齿轮231，第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313与第二个二级过渡锥齿轮2212、第三个二级过渡锥齿轮2213和第四个二级过渡锥齿轮2214分别一一对应啮合；二级主动锥齿轮组21的第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114通过设置在第二手臂构件A12内的四根同轴设置并自外向内依次穿套的二级连接杆D2与一级从动锥齿轮组13的第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314分别同轴相连，以使得二级主动锥齿轮组21的第一个二级主动锥齿轮2111、第二个二级主动锥齿轮2112、第三个二级主动锥齿轮2113和第四个二级主动锥齿轮2114与一级从动锥齿轮组13的第一个一级从动锥齿轮1311、第二个一级从动锥齿轮1312、第三个一级从动锥齿轮1313和第四个一级从动锥齿轮1314分别传动连接；其中设置在第二手臂构件A12内的四根同轴设置的二级连接杆D2自内向外依次分为第一二级连接杆D21、第二二级连接杆D22、第三二级连接杆D23和第四二级连接杆D24，第一二级连接杆D21两端分别连接第四个二级主动锥齿轮2114和第四个一级从动锥齿轮1314，第二二级连接杆D22两端分别连接第三个二级主动锥齿轮2113和第三个一级从动锥齿轮1313，第三二级连接杆D23两端分别连接第二个二级主动锥齿轮2112和第二个一级从动锥齿轮1312，第四二级连接杆D24两端分别连接第一个二级主动锥齿轮2111和第一个一级从动锥齿轮1311。

在本实施例中，第三关节3包括三级主动锥齿轮组31、三级过渡锥齿轮组32、三级从动锥齿轮组33、与第三个手臂构件A13首端转动连接的三级连接座34和与第四个手臂构件A14末端固定连接的三级枢接座35，三级连接座34与三级枢接座35枢接；三级主动锥齿轮组31位于三级连接座34内，三级主动锥齿轮组31包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的三级主动锥齿轮311，第一个三级主动锥齿轮3111与三级连接座34固定连接且第一个三级主动锥齿轮3111的转动中心轴位于三级连接座34的转动中心轴上，使得第一个三级主动锥齿轮3111用于带动三级连接座34转动；三级过渡锥齿轮组32的转动中心轴位于三级连接座34与三级枢接座35的枢接轴上，三级过渡锥齿轮组32包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的三级过渡锥齿轮321，第一个三级过渡锥齿轮3211固定在三级枢接座35上，以通过第一个三级过渡锥齿轮3211带动三级枢接座35相对于二级连接座24转动而使得第三手臂构件A13相对于第四手臂构件A14转动；第一个三级过渡锥齿轮3211和第二个三级过渡锥齿轮3212与第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113分别一一对应啮合；三级从动锥齿轮组33位于三级枢接座34内，三级从动锥齿轮组33包括一个三级从动锥齿轮331，该三级从动锥齿轮331与第二个三级过渡锥齿轮3212啮合，该三级从动锥齿轮331还与位于第四个手部构件A14内的转动杆G同轴相连；所述三级主动锥齿轮组31的第一个三级主动锥齿轮3111、第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113通过设置于第三个手臂构件A13内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的三级连接杆D3与二级从动锥齿轮组23的第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313分别同轴相连，以使得所述三级主动锥齿轮组31的第一个三级主动锥齿轮3111、第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113与二级从动锥齿轮组23的第一个二级从动锥齿轮2311、第二个二级从动锥齿轮2312和第三个二级从动锥齿轮2313分别传动连接；其中设置于第三个手臂构件A13内的三根同轴设置的三级连接杆D3自内向外依次分为第一三级连接杆D31、第二三级连接杆D32和第三三级连接杆D33，第一三级连接杆D31两端分别连接第三个三级主动锥齿轮3113和第三个二级从动锥齿轮2313，第二三级连接杆D32两端分别连接第二个三级主动锥齿轮3112和第二个二级从动锥齿轮2312，第三三级连接杆D33两端分别连接第一个三级主动锥齿轮3111和第一个二级从动锥齿轮2311。

在本实施例中，所述一级主动锥齿轮组11的转动中心轴、所述一级从动锥齿轮组13的转动中心轴、所述二级主动锥齿轮组21的转动中心轴、所述二级从动锥齿轮组23的转动中心轴、所述三级主动锥齿轮组31的转动中心轴以及所述三级从动锥齿轮组33的转动中心轴均位于同一平面上，这样可以减少对本发明的占用体积。

配合图5所示，在本实施例中，相邻的一级主动锥齿轮111之间设有若干个滚珠Z以减小相邻的一级主动锥齿轮111之间的磨损；同样的，相邻的一级过渡锥齿轮121之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的一级从动锥齿轮131之间也可以设有若干个滚珠Z；相邻的二级主动锥齿轮211之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的二级过渡锥齿轮221之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的二级从动锥齿轮231之间也可以设有若干个滚珠Z；相邻的三级主动锥齿轮311之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的三级过渡锥齿轮321之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的三级从动锥齿轮331之间也可以设有若干个滚珠Z；相邻的四级主动锥齿轮411之间也可以设有若干个滚珠Z，相邻的四级过渡锥齿轮421之间也可以设有若干个滚珠Z。

以下阐述本实施例的工作原理:

在本实施例中，所述的一种多轴独立控制机械手臂共有六个自由度运动，第一个自由度运动为手臂部件A端部绕第一手臂构件A11转动中心轴转动，第二个自由度运动为手臂部件A端部绕一级过渡锥齿轮组12的转动中心轴转动，第三个自由度运动为手臂部件A端部绕二级过渡锥齿轮组22的转动中心轴转动，第四个自由度运动为手臂部件A端部绕三级连接座34的转动中心轴转动，第五个自由度运动为手臂部件A端部绕三级过渡锥齿轮组32的转动中心轴转动，第六个自由度运动为手臂部件A端部绕转动杆G转动中心轴转动。

其中第一个自由度运动由第一太阳轮来控制；而各个太阳轮的转动分别控制本发明的各个自由度运动，其中第一个自由度运动是由一级太阳轮C11控制，第二个自由度运动由二级太阳轮C21控制，第三个自由度运动由三级太阳轮C31控制，第四个自由度运动由四级太阳轮C41控制，第五个自由度运动由五级太阳轮C51控制，第六个自由度运动由六级太阳轮C61控制。

针对于一级传动单行星排C1，一级太阳轮C11是由一级传动齿圈C14单独进行驱动，而一级传动齿圈C14则由第一个驱动电机E1驱动，这样第一个自由度运动便由第一个驱动电机E1独立驱动；

针对于二级传动单行星排C2，二级太阳轮C21是由二级传动齿圈C24和二级行星架C22共同进行驱动，这样，二级太阳轮C21的实际转速便由二级太阳轮C21单独由二级传动齿圈C24驱动时的转速与二级太阳轮C21单独由二级行星架C22驱动时的转速叠加而成；而由于一级传动单行星排C1与一级过渡单行星排C1’共用一个一级太阳轮C11，一级过渡单行星排C1’与二级传动单行星排C2共用一个二级行星架C22，一级过渡单行星排C1’的一级过渡齿圈C14’固定不动，一级过渡单行星排C1’的一级过渡齿圈C14’内侧齿牙和一级过渡单行星排C1’的一级过渡行星齿轮C13’齿牙的齿数比与二级传动单行星排C2的二级传动齿圈C24内侧齿牙和二级传动单行星排C2的二级传动行星齿轮C23齿牙的齿数比相同，一级太阳轮C11的齿数与二级太阳轮C21齿数相同，这使得二级太阳轮C21单独由二级行星架C22驱动时的转速与一级太阳轮C11的转速相同。二级太阳轮C21单独由二级行星架C22驱动时的转速与一级太阳轮C11的转速相同便能消除第一个自由度运动对第二个自由度运动的干扰，而二级传动齿圈C24是由第二个驱动电机E2进行驱动，这样第二个自由度运动便能由第二驱动电机E2来独立驱动。

针对于三级传动单行星排C3，三级太阳轮C31是由三级传动齿圈C34和三级行星架C32共同进行驱动，这样，三级太阳轮C31的实际转速便由三级太阳轮C31单独由三级传动齿圈C34驱动时的转速与三级太阳轮C31单独由三级行星架C22驱动时的转速叠加而成；而由于二级传动单行星排C2与二级过渡单行星排C2’共用一个二级太阳轮C21，二级过渡单行星排C2’与三级传动单行星排C3共用一个三级行星架C32，二级过渡单行星排C2’的二级过渡齿圈C24’固定不动，二级过渡单行星排C2’的二级过渡齿圈C24’内侧齿牙和二级过渡单行星排C2’的二级过渡行星齿轮C23’齿牙的齿数比与三级传动单行星排C3的三级传动齿圈C34内侧齿牙和三级传动单行星排C3的三级传动行星齿轮C33齿牙的齿数比相同，二级太阳轮C21的齿数与三级太阳轮C31齿数相同，这使得三级太阳轮C31单独由三级行星架C32驱动时的转速与二级太阳轮C21的转速相同。三级太阳轮C31单独由三级行星架C32驱动时的转速与二级太阳轮C21的转速相同便能消除第二个自由度运动对第三个自由度运动的干扰，而三级传动齿圈C34是由第三个驱动电机E3进行驱动，这样第二个自由度运动便能由第三个驱动电机E3来独立驱动。

针对于四级传动单行星排C4，四级太阳轮C41是由四级传动齿圈C44和四级行星架C42共同进行驱动，这样，四级太阳轮C41的实际转速便由四级太阳轮C41单独由四级传动齿圈C44驱动时的转速与四级太阳轮C41单独由四级行星架C42驱动时的转速叠加而成；而由于三级传动单行星排C3与三级过渡单行星排C3’共用一个三级太阳轮C31，三级过渡单行星排C3’与四级传动单行星排C4共用一个四级行星架C42，三级过渡单行星排C3’的三级过渡齿圈C34’固定不动，三级过渡单行星排C3’的三级过渡齿圈C34’内侧齿牙和三级过渡单行星排C3’的三级过渡行星齿轮C33’齿牙的齿数比与四级传动单行星排C4的四级传动齿圈C44内侧齿牙和四级传动单行星排C4的四级传动行星齿轮C43齿牙的齿数比相同，三级太阳轮C31的齿数与四级太阳轮C41齿数相同，这使得四级太阳轮C41单独由四级行星架C42驱动时的转速与三级太阳轮C31的转速相同。四级太阳轮C41单独由四级行星架C42驱动时的转速与三级太阳轮C31的转速相同便能消除第三个自由度运动对第四个自由度运动的干扰，而四级传动齿圈C44是由第四个驱动电机E4进行驱动，这样第四个自由度运动便能由第四个驱动电机E4来独立驱动。

针对于五级传动单行星排C5，五级太阳轮C51是由五级传动齿圈C54和五级行星架C52共同进行驱动，这样，五级太阳轮C51的实际转速便由五级太阳轮C51单独由五级传动齿圈C54驱动时的转速与五级太阳轮C51单独由五级行星架C52驱动时的转速叠加而成；而由于四级传动单行星排C4与四级过渡单行星排C4’共用一个四级太阳轮C41，四级过渡单行星排C4’与五级传动单行星排C5共用一个五级行星架C52，四级过渡单行星排C4’的四级过渡齿圈C44’固定不动，四级过渡单行星排C4’的四级过渡齿圈C44’内侧齿牙和四级过渡单行星排C4’的四级过渡行星齿轮C43’齿牙的齿数比与五级传动单行星排C5的五级传动齿圈C54内侧齿牙和五级传动单行星排C5的五级传动行星齿轮C53齿牙的齿数比相同，四级太阳轮C41的齿数与五级太阳轮C51齿数相同，这使得五级太阳轮C51单独由五级行星架C52驱动时的转速与四级太阳轮C41的转速相同。五级太阳轮C51单独由五级行星架C52驱动时的转速与四级太阳轮C41的转速相同便能消除第四个自由度运动对第五个自由度运动的干扰，而五级传动齿圈C54是由第五个驱动电机E5进行驱动，这样第五个自由度运动便能由第五个驱动电机E5来独立驱动。

针对于六级传动单行星排C6，六级太阳轮C61是由六级传动齿圈C64和六级行星架C62共同进行驱动，这样，六级太阳轮C61的实际转速便由六级太阳轮C61单独由六级传动齿圈C64驱动时的转速与六级太阳轮C61单独由六级行星架C62驱动时的转速叠加而成；而由于五级传动单行星排C5与五级过渡单行星排C5’共用一个五级太阳轮C51，五级过渡单行星排C5’与六级传动单行星排C6’共用一个六级行星架C62，五级过渡单行星排C5’的五级过渡齿圈C54’固定不动，五级过渡单行星排C5’的五级过渡齿圈C54’内侧齿牙和五级过渡单行星排C5’的五级过渡行星齿轮C53’齿牙的齿数比与六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64内侧齿牙和六级传动单行星排C6的六级传动行星齿轮C63齿牙的齿数比相同，五级太阳轮C51的齿数与六级太阳轮C61齿数相同，这使得六级太阳轮C61单独由六级行星架C62驱动时的转速与五级太阳轮C51的转速相同。六级太阳轮C61单独由六级行星架C62驱动时的转速与五级太阳轮C51的转速相同便能消除第五个自由度运动对第六个自由度运动的干扰，而六级传动齿圈C64是由第六个驱动电机E6进行驱动，这样第六个自由度运动便能由第六个驱动电机E6来独立驱动。

综上可知，在本实施例中，所述的一种多轴独立控制机械手臂消除了各个自由度运动之间的干扰，使得各个自由度运动能由各个驱动电机分别独立驱动，从而降低所述的一种多轴独立控制机械手臂的运动控制难度。

进一步，本实施例中，所述传动机构安装于壳体K内，动力结构安装于壳体K上，所述壳体K内安装有六组压力传感器，每组压力传感器包括两个压力传感器L；一级传动单行星排C1的一级传动行星架C12外侧向外凸起有一级传动卡块C121，一级过渡单行星排C1’的一级过渡齿圈C14’外侧向外凸起有一级过渡卡块C141’，二级过渡单行星排C2’的二级过渡齿圈C24’外侧向外凸起有二级过渡卡块C241’，三级过渡单行星排C3’的三级过渡齿圈C34’外侧向外凸起有三级过渡卡块C341’，四级过渡单行星排C4’的四级过渡齿圈C44’外侧向外凸起有四级过渡卡块C441’，五级过渡单行星排C5’的五级过渡齿圈C54’外侧向外凸起有五级过渡卡块C541’，第一组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与一级传动卡块C121的前后两侧面抵触，第二组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与一级过渡卡块C141’的前后两侧面抵触，第三组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与二级过渡卡块C241’的前后两侧面抵触，第四组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与三级过渡卡块C341’的前后两侧面抵触，第五组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与四级过渡卡块C441’的前后两侧面抵触，第六组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与五级过渡卡块C541’的前后两侧面抵触；通过这六组压力传感器，使得所述的一种多轴独立控制机械手臂的手臂构件A受到外力时，通过各组压力传感器能对外力进行检测，从而实现对外界环境的感应。

进一步，本实施例中，所述的一种多轴独立控制机械手臂还包括用于检测第一个手臂构件A11转动角度的第一编码器Q1、用于检测第一关节1的一级连接座14相对于一级枢接座15的转动角度的第二编码器Q2、用于检测第二关节2的二级连接座24相对于二级枢接座25的转动角度的第三编码器Q3、用于检测第三关节3的三级连接座34相对于第三个手臂构件A13的转动角度的第四编码器Q4、用于检测第三关节3的三级连接座34相对于三级枢接座35的转动角度的第五编码器Q5以及用于检测转动杆G的转动角度的第六编码器Q6，这样通过第一编码器Q1、第二编码器Q2、第三编码器Q3、第四编码器Q4、第五编码器Q5和第六编码器Q6便能对所述的一种多轴独立控制机械手臂的运动进行反馈，从而便于外部的控制器对所述的一种多轴独立控制机械手臂进行运动调节以保证手臂部件A的端部能准确运动到指定位置，使得所述的一种多轴独立控制机械手臂便具有定位精度高的优点；配合图2至图6所示，第一编码器Q1固定在驱动部件B上且第一编码器Q1的旋转主轴Q11与第一个手臂构件A11同轴相连，其中第一编码器Q1的旋转主轴Q11可为中空结构，第一编码器Q1的旋转主轴Q11套置第一个手臂构件A11并与第一个手臂构件A11固定连接；第二编码器Q2固定在一级连接座14上且第二编码器Q2的旋转主轴Q21与第一个一级过渡锥齿轮1211同轴相连，其中第二编码器Q2的旋转主轴Q21可与用于将一级连接座14和一级枢接座15枢接的一级枢接杆S1相连，一级枢接杆S1通过轴承与一级连接座14转动连接，一级枢接杆S1与一级枢接座15固定连接，一级过渡锥齿轮组12的各个一级过渡锥齿轮121套置一级枢接杆S1，第一个一级过渡锥齿轮1211与一级枢接杆S1固定连接；第三编码器Q3固定在二级连接座24上且第三编码器Q3的旋转主轴Q31与第一个二级过渡锥齿轮2211同轴相连，其中第三编码器Q3的旋转主轴Q31可与用于将二级连接座24和二级枢接座25枢接的二级枢接杆S2相连，二级枢接杆S2通过轴承与二级连接座24转动连接，二级枢接杆S2与二级枢接座25固定连接，二级过渡锥齿轮组22的各个二级过渡锥齿轮221套置二级枢接杆S2，第一个二级过渡锥齿轮2211与二级枢接杆S2固定连接；第四编码器Q4固定在第三个手臂构件A13上且第四编码器Q4的旋转主轴Q41与第一个三级主动锥齿轮3111同轴相连，其中第四编码器Q4的旋转主轴Q41为中空结构，第四编码器Q4的旋转主轴Q41套置三级连接座24的转动底盘242并与转动底盘242固定连接，该转动底盘242可转动的第三个手臂构件A13相连，第一个三级主动锥齿轮3111固定在转动底盘242上并与转动底盘242同轴设置；第五编码器Q5固定在三级连接座24上且第五编码器Q5的旋转主轴Q51与第一个三级过渡锥齿轮C3211同轴相连，其中第五编码器Q4的旋转主轴Q41可与用于将三级连接座34和三级枢接座35枢接的三级枢接杆S3相连，三级枢接杆S3通过轴承与三级连接座34转动连接，三级枢接杆S3与三级枢接座35固定连接，三级过渡锥齿轮组32的各个三级过渡锥齿轮321套置三级枢接杆S3，第一个三级过渡锥齿轮3211与三级枢接杆S3固定连接；第六编码器Q6固定在第四个手臂构件A14上且第六编码器Q6的旋转主轴Q61与转动杆G同轴相连，其中第六编码器Q1的旋转主轴Q11可为中空结构，第六编码器Q6的旋转主轴Q61套置转动杆G并与转动杆G固定连接。

实施例二：

配合图10至图16所示，在本实施例中，N为4；本实施例与实施例一的主要区别在于动力机构的不同以及第一关节至第三关节的结构不同。

具体的，在本实施例中，所述动力机构包括六个驱动电机E，其中所述第一个驱动电机E1至第六个驱动电机E6各自的输出轴上均套设有与一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14外侧齿牙至六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64外侧齿牙分别啮合的六个电机齿轮P；其中第一个驱动电机E1输出轴上与一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14外侧齿牙啮合的电机齿轮P与第一个驱动电机E1输出轴固定连接，从而使得第一个驱动电机E1能带动一级传动齿圈C14转动；而第一个驱动电机E1输出轴上除了与一级传动单行星排C1的一级传动齿圈C14外侧齿牙啮合的电机齿轮P外的其他电机齿轮P可相对第一个驱动电机E1输出轴转动而避免阻碍二级传动齿圈C24、三级传动齿圈C34、四级传动齿圈C44、五级传动齿圈C54和六级传动齿圈C64的转动。第二个驱动电机E2输出轴上与二级传动单行星排C2的二级传动齿圈C24外侧齿牙啮合的电机齿轮P与第二个驱动电机E2输出轴固定连接，而第二个驱动电机E2输出轴上除了与二级传动单行星排C2的二级传动齿圈C24外侧齿牙啮合的电机齿轮P外的其他电机齿轮P可相对第二个驱动电机E2输出轴转动。第三个驱动电机E3输出轴上与三级传动单行星排C3的三级传动齿圈C34外侧齿牙啮合的电机齿轮P与第三个驱动电机E3输出轴固定连接，而第三个驱动电机E3输出轴上除了与三级传动单行星排C3的三级传动齿圈C34外侧齿牙啮合的电机齿轮P外的其他电机齿轮P可相对第三个驱动电机E3输出轴转动。第四个驱动电机E4输出轴上与四级传动单行星排C4的四级传动齿圈C44外侧齿牙啮合的电机齿轮P与第四个驱动电机E4输出轴固定连接，而第四个驱动电机E4输出轴上除了与四级传动单行星排C4的四级传动齿圈C44外侧齿牙啮合的电机齿轮P外的其他电机齿轮P可相对第四个驱动电机E4输出轴转动。第五个驱动电机E5输出轴上与五级传动单行星排C5的五级传动齿圈C54外侧齿牙啮合的电机齿轮P与第五个驱动电机E5输出轴固定连接，而第五个驱动电机E5输出轴上除了与五级传动单行星排C5的五级传动齿圈C54外侧齿牙啮合的电机齿轮P外的其他电机齿轮P可相对第五个驱动电机E5输出轴转动。第六个驱动电机E6输出轴上与六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64外侧齿牙啮合的电机齿轮P与第六个驱动电机E6输出轴固定连接，而第六个驱动电机E6输出轴上除了与六级传动单行星排C6的六级传动齿圈C64外侧齿牙啮合的电机齿轮P外的其他电机齿轮P可相对第六个驱动电机E6输出轴转动。

在本实施例中，所述一级主动锥齿轮组11的转动中心轴与所述一级从动锥齿轮组13的转动中心轴异面设置，一级连接座14与一级枢接座15异面设置且在沿垂直于一级连接座14与一级枢接座15的枢接轴方向互不重叠，这样使得第一个手臂构件A11与第二手臂构件A12相互之间的转动不会互相造成阻碍；具体的，所述一级连接座14上设有一级连接座孔141，所述一级枢接座15上对应于一级连接座孔141设有一级枢接座孔151；所述一级过渡锥齿轮组12的每个一级过渡锥齿轮121包括一级连接轴12101以及与一级连接轴两端分别相连的第一一级锥齿轮12102和第二一级锥齿轮12103；各个一级过渡锥齿轮121的一级连接轴12101相互套置并穿过一级连接座孔141和一级枢接座孔151；各个一级过渡锥齿轮121的第一一级锥齿轮12102位于一级连接座14内并与一级主动锥齿轮组11的各个一级主动锥齿轮111分别啮合，各个一级过渡锥齿轮121的第二一级锥齿轮12103位于一级枢接座15内并与一级从动锥齿轮组13的各个一级从动锥齿轮131分别啮合，其中第一个一级过渡锥齿轮1211的第二一级锥齿轮12103与一级枢接座15固定连接。

在本实施例中，所述二级主动锥齿轮组21的转动中心轴与所述二级从动锥齿轮组23的转动中心轴异面设置，二级连接座24与二级枢接座25异面设置且在沿垂直于二级连接座24与二级枢接座25的枢接轴方向互不重叠，这样使得第二手臂构件A12与第三手臂构件A13相互之间的转动不会互相造成阻碍；具体的，所述二级连接座24上设有二级连接座孔241，所述二级枢接座25上对应于二级连接座孔241设有二级枢接座孔251；所述二级过渡锥齿轮组22的每个二级过渡锥齿轮221包括二级连接轴22101以及与二级连接轴两端分别相连的第一二级锥齿轮22102和第二二级锥齿轮22103；各个二级过渡锥齿轮221的二级连接轴22101相互套置并穿过二级连接座孔241和二级枢接座孔251；各个二级过渡锥齿轮221的第一二级锥齿轮22102位于二级连接座24内并与二级主动锥齿轮组21的各个二级主动锥齿轮211分别啮合，各个二级过渡锥齿轮221的第二二级锥齿轮22103位于二级枢接座25内并与二级从动锥齿轮组23的各个二级从动锥齿轮231分别啮合，其中第一个二级过渡锥齿轮2211的第二二级锥齿轮22103与二级枢接座25固定连接。

在本实施例中，所述三级主动锥齿轮组31的转动中心轴与所述三级从动锥齿轮组33的转动中心轴异面设置，三级连接座34与三级枢接座35异面设置且在沿垂直于三级连接座34与三级枢接座35的枢接轴方向互不重叠，这样使得第三手臂构件A13与第四手臂构件A14相互之间的转动不会互相造成阻碍；具体的，所述三级连接座34上设有三级连接座孔341，所述三级枢接座35上对应于三级连接座孔341设有三级枢接座孔351；所述三级过渡锥齿轮组32的每个三级过渡锥齿轮321包括三级连接轴32101以及与三级连接轴两端分别相连的第一三级锥齿轮32102和第二三级锥齿轮32103；各个三级过渡锥齿轮321的三级连接轴32101相互套置并穿过三级连接座孔341和三级枢接座孔351；第一个三级过渡锥齿轮3211的第一三级锥齿轮32102和第二个三级过渡锥齿轮3212的第一三级锥齿轮32102均位于三级连接座34内并分别与三级主动锥齿轮组31的第二个三级主动锥齿轮3112和第三个三级主动锥齿轮3113分别啮合；各个三级过渡锥齿轮32的第二三级锥齿轮32103位于三级枢接座35内，第二个三级过渡锥齿轮3212的第二三级锥齿轮32103与三级从动锥齿轮组33的三级从动锥齿轮331啮合，其中第一个三级过渡锥齿轮3211的第二三级锥齿轮32103与三级枢接座35固定连接。

在本实施中，所述手臂部件A还包括第五个手臂构件A15，第四个手臂构件A14与第五个手臂构件A15之间通过第四关节4连接，其中第四关节4包括一个四级主动锥齿轮41、一个四级过渡锥齿轮42、一个四级从动锥齿轮43、与第四个手臂构件A14首端和第五个手臂构件A15末端固定连接的四级固定座44，四级主动锥齿轮41、四级过渡锥齿轮42和四级从动锥齿轮43位于四级固定座44内，四级主动锥齿轮41与位于第四个手部构件A14内的转动杆G同轴相连；四级从动锥齿轮43与位于第五个手部构件A15内的旋转杆H同轴相连，旋转杆H的转动中心轴与三级连接座34的转动中心轴位于同一平面；四级过渡锥齿轮42包括四级连接轴421以及与四级连接轴421两端分别相连的第一四级锥齿轮422和第二四级锥齿轮423，四级连接轴421可转动的固定在四级固定座44内，四级连接轴421的转动中心轴与旋转杆H的转动中心轴和三级连接座34的转动中心轴垂直；第一四级过渡锥齿轮422与四级主动锥齿轮41啮合，第二四级过渡锥齿轮423与四级从动锥齿轮43啮合。由于第五手臂构件A15内的旋转杆H的转动中心轴与三级连接座34的转动中心轴位于同一平面；这样通过第三关节3而使得第三手臂构件A13与第四手臂构件A14相对转动时，可以实现第三手臂构件A13与第五手臂构件A15处于同一直线上，而第六个自由度运动便由手臂部件A端部绕转动杆G的转动中心轴转动变成手臂部件A绕旋转杆H的转动中心轴转动。

进一步，本实施例中，所述传动机构安装于壳体K内，动力结构安装于壳体K上，所述壳体K内安装有六组压力传感器，每组压力传感器包括两个压力传感器L；一级传动单行星排C1的一级传动行星架C12外侧向外凸起有一级传动卡块C121，一级过渡单行星排C1’的一级过渡齿圈C14’外侧向外凸起有一级过渡卡块C141’，二级过渡单行星排C2’的二级过渡齿圈C24’外侧向外凸起有二级过渡卡块C241’，三级过渡单行星排C3’的三级过渡齿圈C34’外侧向外凸起有三级过渡卡块C341’，四级过渡单行星排C4’的四级过渡齿圈C44’外侧向外凸起有四级过渡卡块C441’，五级过渡单行星排C5’的五级过渡齿圈C54’外侧向外凸起有五级过渡卡块C541’，第一组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与一级传动卡块C121的前后两侧面抵触，第二组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与一级过渡卡块C141’的前后两侧面抵触，第三组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与二级过渡卡块C241’的前后两侧面抵触，第四组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与三级过渡卡块C341’的前后两侧面抵触，第五组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与四级过渡卡块C441’的前后两侧面抵触，第六组压力传感器的两个压力传感器L的压力感应面分别与五级过渡卡块C541’的前后两侧面抵触；通过这六组压力传感器，使得所述的一种多轴独立控制机械手臂的手臂构件A受到外力时，通过各组压力传感器能对外力进行检测，从而实现对外界环境的感应。

进一步，本实施例中，所述的一种多轴独立控制机械手臂还包括用于检测第一个手臂构件A11转动角度的第一编码器Q1、用于检测第一关节1的一级连接座14相对于一级枢接座15的转动角度的第二编码器Q2、用于检测第二关节2的二级连接座24相对于二级枢接座25的转动角度的第三编码器Q3、用于检测第三关节3的三级连接座34相对于第三个手臂构件A13的转动角度的第四编码器Q4、用于检测第三关节3的三级连接座34相对于三级枢接座35的转动角度的第五编码器Q5以及用于检测旋转杆H的转动角度的第六编码器Q6，这样通过第一编码器Q1、第二编码器Q2、第三编码器Q3、第四编码器Q4、第五编码器Q5和第六编码器Q6便能对所述的一种多轴独立控制机械手臂的运动进行反馈，从而便于外部的控制器对所述的一种多轴独立控制机械手臂进行运动调节以保证手臂部件A的端部能准确运动到指定位置，使得所述的一种多轴独立控制机械手臂具有定位精度高的优点；配合图11至图15所示，第一编码器Q1固定在驱动部件B上且第一编码器Q1的旋转主轴Q11与第一个手臂构件A11同轴相连，其中第一编码器Q1的旋转主轴Q11可为中空结构，第一编码器Q1的旋转主轴Q11套置第一个手臂构件A11并与第一个手臂构件A11固定连接；第二编码器Q2固定在一级连接座14上且第二编码器Q2的旋转主轴Q21与第一个一级过渡锥齿轮1211同轴相连，其中第二编码器Q2的旋转主轴Q21可与用于将一级连接座14和一级枢接座15枢接的一级枢接杆S1相连，一级枢接杆S1通过轴承与一级连接座14转动连接，一级枢接杆S1与一级枢接座15固定连接，一级过渡锥齿轮组12的第二个一级过渡锥齿轮1212至第五个套置一级过渡锥齿轮1215套置一级枢接杆S1，第一个一级过渡锥齿轮1211的一级连接轴12101与一级枢接杆S1一体成型；第三编码器Q3固定在二级连接座24上且第三编码器Q3的旋转主轴Q31与第一个二级过渡锥齿轮2211同轴相连，其中第三编码器Q3的旋转主轴Q31可与用于将二级连接座24和二级枢接座25枢接的二级枢接杆S2相连，二级枢接杆S2通过轴承与二级连接座24转动连接，二级枢接杆S2与二级枢接座25固定连接，二级过渡锥齿轮组22的第二个二级过渡锥齿轮2212至第四个一级过渡锥齿轮2214套置二级枢接杆S2，第一个二级过渡锥齿轮2211的二级连接轴22101与二级枢接杆S2一体成型；第四编码器Q4固定在第三个手臂构件A13上且第四编码器Q4的旋转主轴Q41与第一个三级主动锥齿轮3111同轴相连，其中第四编码器Q4的旋转主轴Q41为中空结构，第四编码器Q4的旋转主轴Q41套置三级连接座24的转动底盘242并与转动底盘242固定连接，该转动底盘242可转动的第三个手臂构件A13相连，第一个三级主动锥齿轮3111固定在转动底盘242上并与转动底盘242同轴设置；第五编码器Q5固定在三级连接座24上且第五编码器Q5的旋转主轴Q51与第一个三级过渡锥齿轮C3211同轴相连，其中第五编码器Q4的旋转主轴Q41可与用于将三级连接座34和三级枢接座35枢接的三级枢接杆S3相连，三级枢接杆S3通过轴承与三级连接座34转动连接，三级枢接杆S3与三级枢接座35固定连接，三级过渡锥齿轮组32的第二个三级过渡锥齿轮3212套置三级枢接杆S3，第一个三级过渡锥齿轮3211的三级连接轴32101与三级枢接杆S3一体成型；第六编码器Q6固定在第五个手臂构件A15上且第六编码器Q6的旋转主轴Q61与旋转杆H同轴相连，其中第六编码器Q1的旋转主轴Q11可为中空结构，第六编码器Q6的旋转主轴Q61套置旋转杆H并与旋转杆H固定连接。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (13)

1.一种多轴独立控制机械手臂，其包括手臂部件和用于驱动手臂部件运动的驱动部件；所述手臂部件包括N个手臂构件，N为大于等于4的正整数；其中第一个手臂构件固定在驱动部件上，第一个手臂构件与第二个手臂构件之间通过第一关节可转动连接，第M个手臂构件与第M+1个手臂构件之间通过第M关节可转动连接，M为2至N-2的正整数；第N-1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N-1关节可转动连接；第一关节包括一级主动锥齿轮组、一级过渡锥齿轮组、一级从动锥齿轮组、与第一个手臂构件首端固定连接的一级连接座和与第二个手臂构件末端固定连接的一级枢接座，一级连接座与一级枢接座枢接；一级主动锥齿轮组位于一级连接座内，一级主动锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级主动锥齿轮；一级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于一级连接座与一级枢接座的枢接轴上，一级过渡锥齿轮组包括N+1个依次叠放在一起并且同轴设置的一级过渡锥齿轮，第一个一级过渡锥齿轮固定在一级枢接座上，第一个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮与第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别一一对应啮合；一级从动锥齿轮组位于一级枢接座内，一级从动锥齿轮组包括N个依次叠放在一起并且同轴设置的一级从动锥齿轮，第一个一级从动锥齿轮至第N个一级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N+1个一级过渡锥齿轮分别一一对应啮合；第M关节包括M级主动锥齿轮组、M级过渡锥齿轮组、M级从动锥齿轮组、与第M个手臂构件首端固定连接的M级连接座和与第M+1个手臂构件末端固定连接的M级枢接座，M级连接座与M级枢接座枢接；M级主动锥齿轮组位于M级连接座内，M级主动锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级主动锥齿轮；M级过渡锥齿轮组转动中心轴位于M级连接座与M级枢接座的枢接轴上，M级过渡锥齿轮组包括N-M+2个依次叠放在一起并且同轴设置的M级过渡锥齿轮，其中第一个M级过渡锥齿轮固定在M级枢接座上，第一个M级过渡锥齿轮至第N-M+2个M级过渡锥齿轮与第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮分别一一对应啮合；M级从动锥齿轮组位于M级枢接座内，M级从动锥齿轮组包括N-M+1个依次叠放在一起并且同轴设置的M级从动锥齿轮，第一个M级从动锥齿轮至第N-M+1个M级从动锥齿轮与第二个一级过渡锥齿轮至第N-M+2过渡锥齿轮分别一一对应啮合；M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别传动连接；第N-1关节包括N-1级主动锥齿轮组、N-1级过渡锥齿轮组、N-1级从动锥齿轮组、与第N-1个手臂构件首端转动连接的N-1级连接座和与第N个手臂构件末端固定连接的N-1级枢接座，N-1级连接座与N-1级枢接座枢接；N-1级主动锥齿轮组位于N-1级连接座内，N-1级主动锥齿轮组包括三个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级主动锥齿轮，第一个N-1级主动锥齿轮与N-1级连接座固定连接且第一个N-1级主动锥齿轮的转动中心轴位于N-1级连接座的转动中心轴上；N-1级过渡锥齿轮组的转动中心轴位于N-1级连接座与N-1级枢接座的枢接轴上，N-1级过渡锥齿轮组包括两个依次叠放在一起并且同轴设置的N-1级过渡锥齿轮，第一个N-1级过渡锥齿轮固定在N-1级枢接座上，第一个N-1级过渡锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮与第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别一一对应啮合；N-1级从动锥齿轮组位于N-1级枢接座内，N-1级从动锥齿轮组包括一个N-1级从动锥齿轮，该N-1级从动锥齿轮与第二个N-1级过渡锥齿啮合；该N-1级从动锥齿轮还与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别传动连接；其特征在于：

所述驱动部件包括传动机构和动力机构；

所述传动机构包括自上而下依次同轴叠加的一级传动单行星排至N+2级传动单行星排，其中X级传动单行星排与X+1级传动单行星排之间设有一个X级过渡单行星排，X为1至N+1，X级传动单行星排与X级过渡单行星排共用一个X级太阳轮，N+2级传动单行星排的太阳轮为N+2级太阳轮；

X级过渡单行星排与X+1级传动单行星排共用一个X+1级行星架，X级过渡单行星排的各个X级过渡行星齿轮和X+1级传动单行星排的各个X+1级传动行星齿轮均可转动的配合在X+1级行星架上，X级过渡单行星排的X级过渡齿圈内侧齿牙和X级过渡单行星排的X级过渡行星齿轮齿牙的齿数比与X+1级传动单行星排的X+1级传动齿圈内侧齿牙和X+1级传动单行星排的X+1级传动行星齿轮齿牙的齿数比相同，X级太阳轮与X+1级太阳轮的齿数相同；一级传动单行星排的各个一级传动行星齿轮可转动的配合在一级行星架上且一级传动单行星排的一级传动行星架固定不动，X级过渡单行星排的X级过渡齿圈固定不动；

第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮自下而上依次叠加，所述第一个手臂构件与一级太阳轮相连，第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮分别与二级太阳轮至N+2级太阳轮同轴相连；

所述动力机构包括N+2个驱动电机，其中第Y个驱动电机与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈传动连接，Y为1至N+2。

2.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述第Y个驱动电机输出轴上套设有与一级传动单行星排的一级传动齿圈外侧齿牙至N+2级传动单行星排的N+2级传动齿圈外侧齿牙分别啮合的N+2个电机齿轮，其中第Y个驱动电机输出轴上与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈外侧齿牙啮合的电机齿轮与第Y个驱动电机输出轴固定连接，而第Y个驱动电机输出轴上除了与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈外侧齿牙啮合的电机齿轮外的其他电机齿轮可相对第Y个驱动电机输出轴转动。

3.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述第Y个驱动电机输出轴同轴连接有一输入蜗杆，第Y个驱动电机上的输入蜗杆与Y级传动单行星排的Y级传动齿圈外侧齿牙啮合；

所述驱动部件还包括至少两根定位轴，每根定位轴上可转动的套设有与一级传动单行星排的一级传动齿圈外侧齿牙至N+2级传动单行星排的N+2级传动齿圈外侧齿牙分别啮合的N+2个限位齿轮。

4.如权利要求1或2或3所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述驱动部件还包括壳体，所述传动机构安装于壳体内，动力结构安装于壳体上，所述壳体内安装有N+2组压力传感器，每组压力传感器包括两个压力传感器；

一级传动单行星排的一级传动行星架外侧向外凸起有一级传动卡块，X级过渡单行星排的X级过渡齿圈外侧向外凸起有X级过渡卡块；第一组压力传感器的两个压力传感器的压力感应面分别与一级传动卡块的前后两侧面抵触；第X组压力传感器的两个压力传感器的压力感应面分别与X级过渡卡块的前后两侧面抵触。

5.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述M级主动锥齿轮组的第一个M级主动锥齿轮至第N-M+2个M级主动锥齿轮通过设置于第M个手臂构件内的N-M+2根同轴设置并自外向内依次穿套的M级连接杆与M-1级从动锥齿轮组的第一个M-1级从动锥齿轮至第N-M+2个M-1级从动锥齿轮分别同轴相连；

所述N-1级主动锥齿轮组的第一个N-1级主动锥齿轮至第三个N-1级主动锥齿轮通过设置于第N-1个手臂构件内的三根同轴设置并自外向内依次穿套的N-1级连接杆与N-2级从动锥齿轮组的第一个N-2级从动锥齿轮至第三个N-2级从动锥齿轮分别同轴相连。

6.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：相邻的一级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的一级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的M级从动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级主动锥齿轮之间设有若干个滚珠；相邻的N-1级过渡锥齿轮之间设有若干个滚珠。

7.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，一级连接座与一级枢接座异面设置且在沿垂直于一级连接座与一级枢接座的枢接轴方向互不重叠；所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴与所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴异面设置，M级连接座与M级枢接座异面设置且在沿垂直于M级连接座与M级枢接座的枢接轴方向互不重叠。

8.如权利要求7所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述一级连接座上设有一级连接座孔，所述一级枢接座上对应于一级连接座孔设有一级枢接座孔；所述一级过渡锥齿轮组的每个一级过渡锥齿轮包括一级连接轴以及与一级连接轴两端分别相连的第一一级锥齿轮和第二一级锥齿轮；各个一级过渡锥齿轮的一级连接轴相互套置并穿过一级连接座孔和一级枢接座孔；各个一级过渡锥齿轮的第一一级锥齿轮位于一级连接座内并与一级主动锥齿轮组的各个一级主动锥齿轮分别啮合，各个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮位于一级枢接座内并与一级从动锥齿轮组的各个一级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个一级过渡锥齿轮的第二一级锥齿轮与一级枢接座固定连接；

所述M级连接座上设有M级连接座孔，所述M级枢接座上对应于M级连接座孔设有M级枢接座孔；所述M级过渡锥齿轮组的每个M级过渡锥齿轮包括M级连接轴以及与M级连接轴两端分别相连的第一M级锥齿轮和第二M级锥齿轮；各个M级过渡锥齿轮的M级连接轴相互套置并穿过M级连接座孔和M级枢接座孔；各个M级过渡锥齿轮的第一M级锥齿轮位于M级连接座内并与M级主动锥齿轮组的各个M级主动锥齿轮分别啮合，各个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮位于M级枢接座内并与M级从动锥齿轮组的各个M级从动锥齿轮分别啮合，其中第一个M级过渡锥齿轮的第二M级锥齿轮与M级枢接座固定连接；

所述N-1级连接座上设有N-1级连接座孔，所述N-1级枢接座上对应于N-1级连接座孔设有N-1级枢接座孔；所述N-1级过渡锥齿轮组的每个N-1级过渡锥齿轮包括N-1级连接轴以及与N-1级连接轴两端分别相连的第一N-1级锥齿轮和第二N-1级锥齿轮；各个N-1级过渡锥齿轮的N-1级连接轴相互套置并穿过N-1级连接座孔和N-1级枢接座孔；第一个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮和第二个N-1级过渡锥齿轮的第一N-1级锥齿轮均位于N-1级连接座内并分别与N-1级主动锥齿轮组的第二个N-1级主动锥齿轮和第三个N-1级主动锥齿轮分别啮合，各个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮位于N-1级枢接座内，第二个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级从动锥齿轮组的N-1级从动锥齿轮啮合，第一个N-1级过渡锥齿轮的第二N-1级锥齿轮与N-1级枢接座固定连接。

9.如权利要求8所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述手臂部件还包括第N+1个手臂构件，第N+1个手臂构件与第N个手臂构件之间通过第N关节连接；

第N关节包括一个N级主动锥齿轮、一个N级过渡锥齿轮、一个N级从动锥齿轮、与第N个手臂构件首端和第N+1个手臂构件末端固定连接的N级固定座，N级主动锥齿轮、N级过渡锥齿轮和N级从动锥齿轮位于N级固定座内，N级主动锥齿轮与位于第N个手部构件内的转动杆同轴相连；N级从动锥齿轮与位于第N+1个手部构件内的旋转杆同轴相连，旋转杆的转动中心轴与N-1级连接座的转动中心轴位于同一平面；N级过渡锥齿轮包括N级连接轴以及与N级连接轴两端分别相连的第一N级锥齿轮和第二N级锥齿轮，N级连接轴可转动的配合在N级固定座内，N级连接轴的转动中心轴与旋转杆的转动中心轴和N-1级连接座的转动中心轴垂直；第一N级过渡锥齿轮与N级主动锥齿轮啮合，第二N级过渡锥齿轮与N级从动锥齿轮啮合。

10.如权利要求9所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：还包括用于检测第一个手臂构件转动角度的第一编码器、用于检测第一关节的一级连接座相对于一级枢接座的转动角度的第二编码器、用于检测第M关节的M级连接座相对于M级枢接座的转动角度的第M+1编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于第N-1个手臂构件的转动角度的第N编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于N-1级枢接座的转动角度的第N+1编码器以及用于检测旋转杆的转动角度的第N+2编码器；其中第一编码器固定在驱动部件上且第一编码器的旋转主轴与第一个手臂构件同轴相连，第二编码器固定在一级连接座上且第二编码器的旋转主轴与第一个一级过渡锥齿轮同轴相连，第M+1编码器固定在M级连接座上且第M+1编码器的旋转主轴与第一个M级过渡锥齿轮同轴相连，第N编码器固定在第N-1个手臂构件上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级主动锥齿轮同轴相连，第N+1编码器固定在N-1级连接座上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级过渡锥齿轮同轴相连，第N+2编码器固定在第N+1个手臂构件上且第N+1编码器的旋转主轴与旋转杆同轴相连。

11.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述一级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述一级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级主动锥齿轮组的转动中心轴、所述M级从动锥齿轮组的转动中心轴、所述N-1级主动锥齿轮组的转动中心轴以及所述N-1级从动锥齿轮组的转动中心轴均位于同一平面上。

12.如权利要求1或11所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：还包括用于检测第一个手臂构件转动角度的第一编码器、用于检测第一关节的一级连接座相对于一级枢接座的转动角度的第二编码器、用于检测第M关节的M级连接座相对于M级枢接座的转动角度的第M+1编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于第N-1个手臂构件的转动角度的第N编码器、用于检测第N-1关节的N-1级连接座相对于N-1级枢接座的转动角度的第N+1编码器以及用于检测转动杆的转动角度的第N+2编码器；其中第一编码器固定在驱动部件上且第一编码器的旋转主轴与第一个手臂构件同轴相连，第二编码器固定在一级连接座上且第二编码器的旋转主轴与第一个一级过渡锥齿轮同轴相连，第M+1编码器固定在M级连接座上且第M+1编码器的旋转主轴与第一个M级过渡锥齿轮同轴相连，第N编码器固定在第N-1个手臂构件上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级主动锥齿轮同轴相连，第N+1编码器固定在N-1级连接座上且第N编码器的旋转主轴与第一个N-1级过渡锥齿轮同轴相连，第N+2编码器固定在第N个手臂构件上且第N+1编码器的旋转主轴与转动杆同轴相连。

13.如权利要求1所述的一种多轴独立控制机械手臂，其特征在于：所述第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮的中心分别开设有固定孔，第一个一级主动锥齿轮至第N+1个一级主动锥齿轮各自的固定孔孔径依次减小；所述一级太阳轮至N+2级太阳轮的中心分别开设有安装孔，一级太阳轮至N+2级太阳轮各自的安装孔孔径依次减小；所述第一个手臂构件与一级太阳轮的安装孔同轴相连，第一个手臂构件内设有N+1根同轴设置并自外向内依次穿套的一级连接杆，各根一级连接杆自外向内依次分为第一一级连接杆至第N+1一级连接杆；第X一级连接杆上下两端分别同轴连接第X个一级主动锥齿轮的固定孔和X+1级太阳轮的安装孔。