CN112045710A - 手臂机构及人形机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，提供一种手臂机构及人形机器人。手臂机构包括肘臂结构、手部结构和腕接结构，肘臂结构于其一侧设有至少一臂端电连接器；手部结构于其面向肘臂结构的一侧设有至少一手端电连接器，各手端电连接器分别与各臂端电连接器电连接；腕接结构套接于肘臂结构，并能够相对肘臂结构转动，腕接结构与手部结构螺纹连接配合，以使肘臂结构与手部结构相对固定。手臂机构快速、轻松地实现了肘臂结构和手部结构之间的连接固定，且手部结构从肘臂结构进行拆装的便利性也较高，手部结构具有较高的可互换性，从而可使得手臂机构在形态和性能上具有多样性和扩展性，能够更大程度地满足更多的使用需求。

Description

手臂机构及人形机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种手臂机构及人形机器人。

背景技术

人形机器人的手臂机构通常包括肘臂结构和手部结构，肘臂结构和手部结构之间大多采用螺钉连接或回转卡扣的方式实现连接固定，采用螺钉连接的连接方式难免会导致手部结构的互换性和拆装便利性较差，致使人形机器人的手臂机构在形态和性能上缺少多样性，且扩展性较差，无法满足使用需求；而采用回转卡扣的连接方式难免会导致肘臂结构和手部结构之间的连接面的刚度较差，整体结构强度也较差，致使人形机器人的手臂机构在运作过程中会出现明显的抖动现象，手臂机构的位置精度将较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种手臂机构，以解决现有手臂机构的手部结构的互换性和拆装便利性较差，以及肘臂结构和手部结构的连接刚度和整体结构强度较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种手臂机构，包括：

肘臂结构，于其一侧设有至少一臂端电连接器；

手部结构，于其面向所述肘臂结构的一侧设有至少一手端电连接器，各所述手端电连接器分别与各所述臂端电连接器电连接；

腕接结构，所述腕接结构套接于所述肘臂结构，并能够相对所述肘臂结构转动，所述腕接结构与所述手部结构螺纹连接配合，以使所述肘臂结构与所述手部结构相对固定。

在一个实施例中，所述手部结构于其外周侧设有手部外螺纹，所述腕接结构于其内筒面设有连接内螺纹，所述连接内螺纹与所述手部外螺纹螺纹连接配合。

在一个实施例中，所述手部外螺纹和所述连接内螺纹均为细牙螺纹。

在一个实施例中，所述肘臂结构包括依次连接的手臂本体、臂端止挡部和臂端对接部，各所述臂端电连接器设于所述臂端对接部面向所述手部结构的一侧，所述臂端对接部的截面尺寸大于所述手臂本体的截面尺寸，所述臂端止挡部的截面尺寸从其与所述手臂本体连接的一侧至其与所述臂端对接部连接的一侧渐扩设置；

所述腕接结构包括依次连接的止挡环和螺接环，所述螺接环能够与所述臂端对接部套接配合且与所述手部结构螺纹连接配合，所述止挡环的内环面能够与所述臂端止挡部的外周面相抵接，以使所述止挡环止挡于所述臂端止挡部。

在一个实施例中，所述臂端止挡部的截面形状为圆形。

在一个实施例中，所述螺接环使所述止挡环受到沿轴向且指向所述臂端止挡部的拉力F，所述拉力F在垂直于所述止挡环的内环面的方向上的分力为法向压力Fx，所述拉力F与所述法向压力Fx之间所形成的夹角α小于所述臂端止挡部与所述止挡环之间的摩擦角，夹角α的计算公式为：

α≤arctan(f)

其中，f为所述臂端止挡部与所述止挡环之间的静摩擦系数。

在一个实施例中，所述手臂本体包括依次连接的手肘段、过渡段和手腕段，所述手腕段还与所述臂端止挡部连接，所述手腕段的截面尺寸大于所述手肘段的截面尺寸，所述过渡段的截面尺寸从其与所述手腕段连接的一侧至其与所述手肘段连接的一侧渐缩设置。

在一个实施例中，所述肘臂结构和所述手部结构其中之一凸设有至少两个相互错位设置的对位凸起，另一则凹设有至少两个用于与所述对位凸起对位配合的对位槽，所述对位凸起还与所述臂端电连接器或所述手端电连接器错位设置。

在一个实施例中，各所述对位凸起分设于各所述臂端电连接器的相对两侧，或各所述对位凸起分设于各所述手端电连接器的相对两侧。

在一个实施例中，所述肘臂结构和所述手部结构其中之一凸设有对接凸台，另一则凹设有用于与所述对接凸台对接配合的对接凹槽，各所述臂端电连接器、各所述手端电连接器、各所述对位凸起和各所述对位槽均设于所述对接凸台和所述对接凹槽所围合的范围内。

在一个实施例中，各所述臂端电连接器处于一直线上，且各所述臂端电连接器的连线经过所述肘臂结构的中心线。

本发明实施例的目的还在于提供一种人形机器人，包括所述手臂机构。

本发明提供的有益效果在于：

本发明实施例提供的手臂机构先通过将手部结构的各手端电连接器与肘臂结构的各臂端电连接器一一电连接配合，再通过将套接于肘臂结构的腕接结构与手部结构螺纹连接配合，以在保障肘臂结构和手部结构的电连接关系的基础上，使肘臂结构和手部结构相互固定，基于此，本发明实施例提供的手臂机构即快速、轻松地实现了肘臂结构和手部结构之间的连接固定，结构简单而紧凑，肘臂结构和手部结构之间的连接刚度较强，还可使手臂机构整体具有较强的结构强度，利于保障手臂机构能够平稳、可靠地运行，且利于保障并提高手臂机构的定位精度，且，手部结构从肘臂结构进行拆装的便利性也较高，手部结构具有较高的可互换性，从而可使得手臂机构在形态和性能上具有多样性和扩展性，能够更大程度地满足更多的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的手臂机构的立体结构示意图；

图2为图1提供的手臂机构沿A-A的剖视图；

图3为图2提供的B区域的放大图；

图4为图1提供的手臂机构的***结构示意图一；

图5为图1提供的手臂机构的***结构示意图二。

其中，图中各附图标记：

100-肘臂结构，110-臂端电连接器，120-手臂本体，121-手肘段，122-过渡段，123-手腕段，130-臂端止挡部，140-臂端对接部，101-对位槽，102-对接凹槽；200-手部结构，210-手端电连接器，220-手部外螺纹，230-对位凸起，240-对接凸台；300-腕接结构，310-连接内螺纹，320-止挡环，330-螺接环。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行更加详细的描述：

请参阅图1、图4、图5，本发明实施例提供了一种手臂机构，手臂机构包括肘臂结构100、手部结构200和腕接结构300，其中，肘臂结构100于面向手部结构200的一侧设有至少一臂端电连接器110，手部结构200于其面向肘臂结构100的一侧设有至少一手端电连接器210，各手端电连接器210分别与各臂端电连接器110一一电连接。腕接结构300呈筒状设置，腕接结构300套接于肘臂结构100，并能够相对肘臂结构100转动。在各手端电连接器210分别与各臂端电连接器110一一电连接配合的基础上，腕接结构300与手部结构200螺纹连接配合，以使肘臂结构100与手部结构200相对固定。

在此需要说明的是，肘臂结构100内设置有相应的用于驱动其运作的臂端驱动器，臂端驱动器与各臂端电连接器110电连接，类似地，手部结构200内设置有相应的用于驱动其运作的手端驱动器，手端驱动器与各手端电连接器210电连接，因而，在各手端电连接器210分别与各臂端电连接器110一一电连接配合时，肘臂结构100内的臂端驱动器和手部结构200内的手端驱动器能够建立电气连接和信号传递，即肘臂结构100和手部结构200可实现电气连接和信号传递，利于手臂机构实现运作。可选地，手端电连接器210和臂端电连接器110其中之一可为但不限于为金属弹簧顶针，另一则可为但不限于为带有金属面的凹槽，手端电连接器210和臂端电连接器110之间可通过弹性抵触即建立起稳定、可靠的电连接关系，操作便利，利于手部结构200快速、轻松、精准地与肘臂结构100建立或解除电连接关系。

可选地，可对肘臂结构100和手部结构200的结构进行设计，以使得手部结构200面向肘臂结构100的侧面与肘臂结构100面向手部结构200的侧面在手臂机构组装完成时存在抵接关系，如此，基于该抵接关系，可使得手部结构200面向肘臂结构100的侧面与肘臂结构100面向手部结构200的侧面之间的距离为0，一方面，可有效避免手端电连接器210在手臂机构运作的过程中出现晃动、抖动的风险，从而可保障手端电连接器210的使用性能和使用寿命，一方面，可稳定手端电连接器210和臂端电连接器110之间的电连接关系，即可进一步保障并提高手端电连接器210和臂端电连接器110之间的电连接关系的稳定性和可靠性；一方面，还可通过手部结构200面向肘臂结构100的侧面与肘臂结构100面向手部结构200的侧面之间相互抵持的作用力，稳定手部结构200和肘臂结构100在运行过程中的状态，降低抖动幅度，提高手臂机构的运行平稳性。

在此还需要说明的是，呈筒状设置的腕接结构300与肘臂结构100存在套接关系，尤其与肘臂结构100的靠近手部结构200的一端存在套接关系，腕接结构300能够绕肘臂结构100转动，且腕接结构300被限制从肘臂结构100的靠近手部结构200的一端与肘臂结构100解除套接关系。在各手端电连接器210分别与各臂端电连接器110一一电连接配合的基础上，操作人员可将腕接结构300沿肘臂结构100移动至手部结构200处，并转动腕接结构300，以使腕接结构300与手部结构200螺纹连接配合，直至无法继续拧动腕接结构300，此时，肘臂结构100、手部结构200和腕接结构300三者的位置关系将相对固定，从而可实现肘臂结构100和手部结构200的连接固定，且可使肘臂结构100和手部结构200具有一定的连接刚度，并可保障并提高手臂机构整体的结构强度，可有效减轻手臂机构在运行过程中出现抖动现象的风险，利于人形机器人等采用了该手臂机构的设备对手臂机构实现精准定位，从而可进一步保障并提高手臂机构的使用性能。

综上所述，本发明实施例提供的手臂机构先通过将手部结构200的各手端电连接器210与肘臂结构100的各臂端电连接器110一一电连接配合，再通过将套接于肘臂结构100的腕接结构300与手部结构200螺纹连接配合，以在保障肘臂结构100和手部结构200的电连接关系的基础上，使肘臂结构100和手部结构200相互固定，基于此，本发明实施例提供的手臂机构即快速、轻松地实现了肘臂结构100和手部结构200之间的连接固定，结构简单而紧凑，肘臂结构100和手部结构200之间的连接刚度较强，还可使手臂机构整体具有较强的结构强度，利于保障手臂机构能够平稳、可靠地运行，且利于保障并提高手臂机构的定位精度，且，手部结构200从肘臂结构100进行拆装的便利性也较高，即手部结构200具有较高的可互换性，从而可使得手臂机构在形态和性能上具有多样性和扩展性，能够更大程度地满足更多的使用需求。

请参阅图2、图3、图4，在本实施例中，手部结构200于其外周侧设有手部外螺纹220，腕接结构300于其内筒面设有连接内螺纹310，连接内螺纹310与手部外螺纹220螺纹连接配合。

通过采用上述方案，操作人员可通过握持腕接结构300的外筒面转动腕接结构300，以通过连接内螺纹310与手部外螺纹220的螺纹连接配合，使得腕接结构300与手部结构200实现螺纹连接配合，操作简便，且加工难度较低，加工精度可控性高，可在一定程度上进一步提高手部结构200从肘臂结构100进行拆装的便利性，便于快速拆装，进一步提高手部结构200的可互换性。

扩展地，在本实施例中，手部结构200于其外周侧间隔设置有手部连接环，且于手部连接环的内环面设有手部内螺纹，腕接结构300于其外筒面设有连接外螺纹，腕接结构300***手部连接环的环内，且连接外螺纹与手部内螺纹螺纹连接配合。在本扩展实施例中，腕接结构300深入手部连接环的环内，且通过其连接外螺纹与手部内螺纹螺纹连接配合，以使得腕接结构300与手部结构200实现螺纹连接配合，本实施例中的腕接结构300也能够实现相应的连接效用，因而，也可采用本实施例的结构获得手臂机构，本实施例对此不做限制。但相较上一实施例，腕接结构300的内筒面存在与手部结构200发生摩擦的风险，且加工难度相对较大，加工精度相对难控，因而，上一实施例为优选方案。

请参阅图2、图3、图4，在本实施例中，手部外螺纹220和连接内螺纹310均为细牙螺纹。通过采用上述方案，在手部外螺纹220与连接内螺纹310螺纹连接配合后，手部外螺纹220与连接内螺纹310将具有反向自锁功能，即，能够有效防止连接内螺纹310在无足够外力作用的基础上(例如在震动中)朝与手部外螺纹220解除螺纹连接配合关系的方向转动，即能够防止腕接结构300(在震动中)相对手部结构200出现松脱现象，从而可保障并提高腕接结构300与手部结构200之间的连接稳定性和可靠性，即可保障并提高肘臂结构100与手部结构200之间的连接稳定性和可靠性，且还可避免腕接结构300与手部结构200之间的连接处的强度和刚度因连接的松动而瞬间降低，从而可进一步保障手臂机构的运行平稳性和可靠性，且利于进一步保障并提高手臂机构的定位精度。

请参阅图2、图4、图5，在本实施例中，肘臂结构100包括依次连接的手臂本体120、臂端止挡部130和臂端对接部140，各臂端电连接器110设于臂端对接部140面向手部结构200的一侧，臂端对接部140的截面尺寸大于手臂本体120的截面尺寸，臂端止挡部130的截面尺寸从其与手臂本体120连接的一侧至其与臂端对接部140连接的一侧渐扩设置；腕接结构300包括依次连接的止挡环320和螺接环330，螺接环330能够与臂端对接部140套接配合且与手部结构200螺纹连接配合，止挡环320的内环面能够与臂端止挡部130的外周面相抵接，以使止挡环320止挡于臂端止挡部130。

在此需要说明的是，基于上述结构设置，与肘臂结构100套接配合的腕接结构300将可整体随意地沿手臂本体120滑动，如此，在手部结构200的手端电连接器210与设于肘臂结构100的臂端对接部140的臂端电连接器110电连接配合时，腕接结构300可避让、外露肘臂结构100面向手部结构200的一端，即避让、外露臂端对接部140，从而可利于手部结构200快速、精准地与肘臂结构100建立电连接关系，从而可进一步提高手部结构200与肘臂结构100的装载便利性和装载效率。

在此还需要说明的是，基于上述结构设置，在腕接结构300的螺接环330与手部结构200螺纹连接配合的过程中，臂端对接部140将始终处于腕接结构300的环内。而在腕接结构300的螺接环330与手部结构200实现完全的螺纹连接配合时，止挡环320的内环面将与臂端止挡部130的外周面相抵接，且无法越过臂端止挡部130而从臂端对接部140一侧与肘臂结构100解除套接关系。因而，基于止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面之间的抵接关系，一方面，可通过臂端止挡部130限制止挡环320继续往手部结构200的一侧移动，即，将止挡环320止挡于臂端止挡部130，如此，利于对腕接结构300和肘臂结构100之间的连接关系的稳定性和可靠性进行保障，并利于保障肘臂结构100、手部结构200和腕接结构300三者之间的位置关系；另一方面，可通过止挡环320对臂端止挡部130的挤压力，以及结合螺接环330与手部结构200的螺纹连接关系，促使臂端对接部140与手部结构200紧密接触，即促使手部结构200的手端电连接器210与设于肘臂结构100的臂端对接部140的臂端电连接器110紧密接触，从而可进一步保障并提高手端电连接器210和臂端电连接器110之间的电连接关系的稳定性和可靠性。

请参阅图3、图4、图5，在本实施例中，臂端止挡部130的截面形状为圆形。通过采用上述方案，止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面均为圆滑过渡的曲面，如此，一方面，可均衡化止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面之间的接触摩擦力，以降低止挡环320和臂端止挡部130相互之间的磨损程度，尤其避免因棱角的存在而出现划损的情况，从而可保障并提高腕接结构300和肘臂结构100的使用性能和使用寿命；另一方面，可均衡化止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面之间的相互挤压力，从而可进一步保障腕接结构300和肘臂结构100之间的连接关系的稳定性和可靠性，并进一步促使臂端对接部140与手部结构200紧密接触，以进一步保障并提高手端电连接器210和臂端电连接器110之间的电连接关系的稳定性和可靠性。

请参阅图2、图3，在本实施例中，螺接环330使止挡环320受到沿轴向且指向臂端止挡部130的拉力F，拉力F在垂直于止挡环320的内环面的方向上的分力为法向压力Fx，拉力F与法向压力Fx之间所形成的夹角α小于臂端止挡部130与止挡环320之间的摩擦角，夹角α的计算公式为：

α≤arctan(f)

其中，f为臂端止挡部130与止挡环320之间的静摩擦系数。

在此需要说明的是，因腕接结构300的螺接环330与手部结构200的螺纹连接配合，螺接环330将使止挡环320具有平行于其中心线且指向臂端止挡部130一侧的拉力F，拉力F可分解为垂直于止挡环320的内环面的法向压力Fx，以及平行于止挡环320的内环面的斜面拉力Fy，基于拉力F与法向压力Fx之间所形成的夹角α，可得：

Fx＝F·cosα；Fy＝F·sinα

在此还需要说明的是，通过臂端止挡部130的制造材料和止挡环320的制造材料的选择，可获得臂端止挡部130与止挡环320之间的静摩擦系数(又称静摩擦因数)，基于该静摩擦系数可求得臂端止挡部130与止挡环320之间的接触摩擦角β，即arctan(f)。基于此，本实施例将夹角α小于臂端止挡部130与止挡环320之间的摩擦角β设置，如此设置，可使得：

F·sinα≤f·F·cosα

即，Fy≤f·Fx

如此，即可在止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面相互抵接时，于止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面之间形成自锁的效果，以通过相对较大的法向压力Fx促使止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面始终保持相互抵接，而不会因手臂机构的震动而产生相对滑动，从而可进一步保障手臂机构的运行平稳性和可靠性，且利于进一步保障并提高手臂机构的定位精度。此外，其还可有效消除因止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面的加工而难以避免的配合误差所带来的负面影响，尤其可在止挡环320的内环面和臂端止挡部130的外周面因相互挤压而产生的斜面拉力Fy不均时，有效避免止挡环320的内环面相对臂端止挡部130的外周面发生微小的扭动(即避免存在部分止挡环320的内环面相对臂端止挡部130的外周面朝螺接环330一侧移动)，从而可有效避免止挡环320的内环面出现“一侧高、一侧低”的现象。

请参阅图2、图4、图5，在本实施例中，手臂本体120包括依次连接的手肘段121、过渡段122和手腕段123，手腕段123还与臂端止挡部130连接，手腕段123的截面尺寸大于手肘段121的截面尺寸，过渡段122的截面尺寸从其与手腕段123连接的一侧至其与手肘段121连接的一侧渐缩设置。

在此需要说明的是，手肘段121、过渡段122、手腕段123和臂端止挡部130呈依次连接的状态，且沿径向的截面尺寸呈逐渐扩大的变化趋势。通过本实施例的设置，一方面，可逐渐增幅手臂本体120对臂端止挡部130和臂端对接部140的支撑效果，以提高肘臂结构100的使用性能；一方面，可利于腕接结构300整体随意地沿手肘段121、过渡段122和手腕段123滑动，从而可在手端电连接器210与臂端电连接器110电连接配合时，利于腕接结构300避让、外露肘臂结构100面向手部结构200的一端，从而可利于手部结构200快速、精准地与肘臂结构100建立电连接关系，利于进一步提高手部结构200与肘臂结构100的装载便利性和装载效率；一方面，可通过过渡段122引导腕接结构300平稳地从手肘段121滑动至手腕段123和臂端止挡部130处，从而利于进一步提高腕接结构300与手部结构200之间的螺纹连接配合的操作便利性。

请参阅图4、图5，在本实施例中，肘臂结构100和手部结构200其中之一凸设有至少两个相互错位设置的对位凸起230，另一则凹设有至少两个用于与对位凸起230对位配合的对位槽101，对位凸起230还与臂端电连接器110或手端电连接器210错位设置。

在此需要说明的是，当各对位凸起230设于肘臂结构100面向所述手部结构200的一侧时，各对位槽101设于手部结构200面向肘臂结构100的一侧，反之，当各对位槽101设于肘臂结构100面向所述手部结构200的一侧时，各对位凸起230设于手部结构200面向肘臂结构100的一侧。

本实施例通过与臂端电连接器110或手端电连接器210错位设置的各对位凸起230与各对位槽101的一一对位配合，实现了肘臂结构100与手部结构200的精准对位，尤其实现了肘臂结构100与手部结构200在周向和径向上的定位，基于此，一方面，可通过该定位，促使各手端电连接器210和各臂端电连接器110快速、精准地实现对接，以快速、精准地建立电连接关系；另一方面，可有效避免肘臂结构100与手部结构200出现相互偏转，从而可有效降低各手端电连接器210和/或各臂端电连接器110发生折损的风险，从而可进一步保障各手端电连接器210和各臂端电连接器110的使用性能和使用寿命。

请参阅图4、图5，在本实施例中，各对位凸起230分设于各臂端电连接器110的相对两侧，或各对位凸起230分设于各手端电连接器210的相对两侧。

通过采用上述方案，进一步优化了各对位凸起230和对应的各对位槽101的位置布局，如此，基于各对位凸起230和各对位槽101的对位配合关系，可进一步促使位于其间的各手端电连接器210和各臂端电连接器110快速、精准地实现对接，从而可进一步凸显各对位凸起230和各对位槽101的对位配合，对各手端电连接器210和各臂端电连接器110的引导效用。

请参阅图3、图4、图5，在本实施例中，肘臂结构100和手部结构200其中之一凸设有对接凸台240，另一则凹设有用于与对接凸台240对接配合的对接凹槽102，各臂端电连接器110、各手端电连接器210、各对位凸起230和各对位槽101均设于对接凸台240和对接凹槽102所围合的范围内。

在此需要说明的是，当肘臂结构100面向手部结构200的一侧凸设有对接凸台240时，手部结构200面向肘臂结构100的一侧凹设有对接凹槽102；反之，如图2所示，当肘臂结构100面向手部结构200的一侧凹设有对接凹槽102时，手部结构200面向肘臂结构100的一侧凸设有对接凸台240。而各臂端电连接器110、各手端电连接器210、各对位凸起230和各对位槽101均落设于对接凸台240和对接凹槽102所对接、围合的区域范围内。

通过采用上述方案，一方面，可通过对接凸台240和对接凹槽102的对接配合，进一步提高肘臂结构100和手部结构200的对位精度，在一定程度上可促成肘臂结构100和手部结构200中心对位，从而利于引导各对位凸起230和各对位槽101、各手端电连接器210和各臂端电连接器110分别快速、精准地实现对接，利于进一步提高肘臂结构100和手部结构200的拆装便利性；一方面，还可进一步提高肘臂结构100和手部结构200之间的配合稳定性，可进一步限制肘臂结构100和手部结构200相互偏移，从而利于保障并提高肘臂结构100和手部结构200在手臂机构运作过程中、腕接结构300与手部结构200建立或解除螺纹连接的过程中的状态稳定性，利于进一步提高肘臂结构100和手部结构200相互之间的拆装便利性；一方面，还可相应减缓对位凸起230和对位槽101所需承受的对位压力，从而可进一步保障并提高肘臂结构100和手部结构200的使用性能和使用寿命。

请参阅图4，在本实施例中，各臂端电连接器110处于一直线上，且各臂端电连接器110的连线L1经过肘臂结构100的中心线L2。

通过采用上述方案，可保障各臂端电连接器110沿直线间隔布置，且相对设于肘臂结构100面向手部结构200一侧的侧面的中间区域，如此，各臂端电连接器110的布局进一步得到了优化，且各臂端电连接器110和各手端电连接器210的对位精度进一步得到了保障，各臂端电连接器110和各手端电连接器210的对位难度进一步被降低，因而，可进一步提高肘臂结构100和手部结构200相互建立电连接关系的便利性、精准性。

示例地，若肘臂结构100的臂端对接部140的截面形状为圆形，则各臂端电连接器110的连线与臂端对接部140的面向手部结构200的侧面的其中一条直径重合。

请参阅图1，本发明实施例还提供了一种人形机器人，人形机器人包括手臂机构。通过采用上述手臂机构，本发明实施例提供的人形机器人可在原有的机器人结构上通过极小规模的调整，实现手部结构200的快速拆装、更换，以满足人形机器人的使用需求、功能需求，可极大提高用户的体验感，且操作简便，不会对整机的质量造成较大的影响，使用性能较佳，使用成本较低，且实用性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手臂机构，其特征在于，包括：

肘臂结构，于其一侧设有至少一臂端电连接器；

手部结构，于其面向所述肘臂结构的一侧设有至少一手端电连接器，各所述手端电连接器分别与各所述臂端电连接器电连接；

腕接结构，所述腕接结构套接于所述肘臂结构，并能够相对所述肘臂结构转动，所述腕接结构与所述手部结构螺纹连接配合，以使所述肘臂结构与所述手部结构相对固定。

2.如权利要求1所述的手臂机构，其特征在于，所述手部结构于其外周侧设有手部外螺纹，所述腕接结构于其内筒面设有连接内螺纹，所述连接内螺纹与所述手部外螺纹螺纹连接配合。

3.如权利要求1所述的手臂机构，其特征在于，所述肘臂结构包括依次连接的手臂本体、臂端止挡部和臂端对接部，各所述臂端电连接器设于所述臂端对接部面向所述手部结构的一侧，所述臂端对接部的截面尺寸大于所述手臂本体的截面尺寸，所述臂端止挡部的截面尺寸从其与所述手臂本体连接的一侧至其与所述臂端对接部连接的一侧渐扩设置；

所述腕接结构包括依次连接的止挡环和螺接环，所述螺接环能够与所述臂端对接部套接配合且与所述手部结构螺纹连接配合，所述止挡环的内环面能够与所述臂端止挡部的外周面相抵接，以使所述止挡环止挡于所述臂端止挡部。

4.如权利要求3所述的手臂机构，其特征在于，所述螺接环使所述止挡环受到沿轴向且指向所述臂端止挡部的拉力F，所述拉力F在垂直于所述止挡环的内环面的方向上的分力为法向压力Fx，所述拉力F与所述法向压力Fx之间所形成的夹角α小于所述臂端止挡部与所述止挡环之间的摩擦角，夹角α的计算公式为：

α≤arctan(f)

其中，f为所述臂端止挡部与所述止挡环之间的静摩擦系数。

5.如权利要求3所述的手臂机构，其特征在于，所述手臂本体包括依次连接的手肘段、过渡段和手腕段，所述手腕段还与所述臂端止挡部连接，所述手腕段的截面尺寸大于所述手肘段的截面尺寸，所述过渡段的截面尺寸从其与所述手腕段连接的一侧至其与所述手肘段连接的一侧渐缩设置。

6.如权利要求1所述的手臂机构，其特征在于，所述肘臂结构和所述手部结构其中之一凸设有至少两个相互错位设置的对位凸起，另一则凹设有至少两个用于与所述对位凸起对位配合的对位槽，所述对位凸起还与所述臂端电连接器或所述手端电连接器错位设置。

7.如权利要求6所述的手臂机构，其特征在于，各所述对位凸起分设于各所述臂端电连接器的相对两侧，或各所述对位凸起分设于各所述手端电连接器的相对两侧。

8.如权利要求6所述的手臂机构，其特征在于，所述肘臂结构和所述手部结构其中之一凸设有对接凸台，另一则凹设有用于与所述对接凸台对接配合的对接凹槽，各所述臂端电连接器、各所述手端电连接器、各所述对位凸起和各所述对位槽均设于所述对接凸台和所述对接凹槽所围合的范围内。

9.如权利要求1所述的手臂机构，其特征在于，各所述臂端电连接器处于一直线上，且各所述臂端电连接器的连线经过所述肘臂结构的中心线。

10.一种人形机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的手臂机构。

Images