CN113618701A - 遥操作机械手及其转台、遥操作设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种遥操作机械手及其转台、遥操作设备，该转台包括：转动盘；大臂传动机构，包括大臂电机和大臂减速组件；小臂传动机构，包括小臂电机和小臂减速组件；大臂电机和小臂电机分别设置在转动盘的下方。本发明所提出的转台，其将大臂电机和小臂电机设置在转动盘的下方，可降低转台的重心，使得转台运行更加稳定，从而提高遥操作机械手的操作精度。

Description

遥操作机械手及其转台、遥操作设备

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种遥操作机械手及其转台、遥操作设备。

背景技术

遥操作机械手作为机器人的一个重要分支，一直受到许多研究机构和研究人员的关注和重视。遥操作机械手是指在人的操纵下能在人难以接近的环境中完成复杂操作的一种远距离操作机器人，其应用于航空、医疗、救援、工业等众多领域。

遥操作设备包括主机械手和从机械手，操纵者通过手动操控主机械手，以使从机械手跟随主机械手的动作运动以进行任务操作，同时从机械手的工作状态可实时反馈至主机械手上以让操纵者感知，方便操纵者做出正确决策。

请参见图1，申请号为CN201510024433.5的专利文献公开了“一种具有机械臂的力觉操作器”，包括转动盘、第二关节驱动机构和第三关节驱动机构，其中，第二关节驱动机构和第三关节驱动机构整体设置于转动盘的上方，导致整个转台重心偏高，使得该力觉操作器在运行时不够稳定。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种遥操作机械手的转台，旨在解决现有遥操作机械手的转台重心较高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种遥操作机械手的转台，该遥操作机械手的转台包括：

转动盘；

大臂传动机构，包括大臂电机和大臂减速组件；以及

小臂传动机构，包括小臂电机和小臂减速组件；

大臂电机和小臂电机分别设置在转动盘的下方。

其中，大臂电机与小臂电机分别水平设置在转动盘的相对两侧。

其中，大臂电机的输出轴与小臂电机的输出轴的朝向相反。

其中，大臂减速组件与小臂减速组件设置在转动盘的相对两侧。

其中，大臂减速组件包括与大臂电机连接的大臂一级减速单元和与大臂一级减速单元连接的大臂二级减速单元；

小臂减速组件包括与小臂电机连接的小臂一级减速单元和与小臂一级减速单元连接的小臂二级减速单元。

其中，大臂一级减速单元包括大臂第一传动轮和大臂第二传动轮，大臂第一传动轮设于大臂电机的输出轴上，大臂第二传动轮与大臂第一传动轮传动连接；

大臂二级减速单元包括大臂第三传动轮和大臂第四传动轮，大臂第三传动轮与大臂第二传动轮同轴设置，大臂第四传动轮与大臂第三传动轮传动连接。

其中，小臂一级减速单元包括小臂第一传动轮和小臂第二传动轮，小臂第一传动轮设于小臂电机的输出轴上，小臂第二传动轮与小臂第一传动轮传动连接；

小臂二级减速单元包括小臂第三传动轮和小臂第四传动轮，小臂第三传动轮与小臂第二传动轮同轴设置，小臂第四传动轮与小臂第三传动轮传动连接。

其中，大臂第一传动轮和大臂第二传动轮为齿轮副；

小臂第一传动轮和小臂第二传动轮为齿轮副。

其中，大臂第三传动轮和大臂第四传动轮通过第一刚性绳进行传动；

小臂第三传动轮和小臂第四传动轮通过第二刚性绳进行传动。

其中，第一通孔，设于转动盘的一侧；

第二通孔，设于转动盘的另一侧；

大臂第二传动轮穿设于第一通孔，大臂第二传动轮的至少一部分位于第一通孔的上方，小臂第二传动轮穿设于第二通孔，小臂第二传动轮的至少一部分位于第二通孔的上方。

其中，大臂第四传动轮和小臂第四传动轮相对设置在转动盘的上方，且位于大臂第二传动轮与小臂第二传动轮之间。

其中，遥操作机械手的转台还包括：

第一安装架，设于转动盘的上方；

第二安装架，与第一安装架间隔设置；

大臂第四传动轮设于第一安装架上，小臂第四传动轮设于第二安装架上。

其中，遥操作机械手的转台还包括：

第一编码器，与大臂电机连接；和/或，

第二编码器，与大臂第四传动轮连接并位于其外侧。

其中，遥操作机械手的转台还包括：

第三编码器，与小臂电机连接；和/或，

第四编码器，与小臂第四传动轮连接并位于其外侧。

其中，遥操作机械手的转台还包括：

第一安装座，与所述转动盘相对固定，第二编码器的读头与第一安装座连接，第二编码器的码盘与大臂第四传动轮连接；和/或，

第二安装座，与第一安装座间隔设置，第四编码器的读头与第二安装座连接，第四编码器的码盘与小臂第四传动轮连接。

其中，第一编码器为增量式编码器，第二编码器为绝对值编码器；和/或，

第三编码器为增量式编码器，第四编码器为绝对值编码器。

本发明还提出一种遥操作机械手，该遥操作机械手包括前述所记载的转台，该转台包括：

转动盘；

大臂传动机构，包括大臂电机和大臂减速组件；以及

小臂传动机构，包括小臂电机和小臂减速组件；

大臂电机和小臂电机分别设置在转动盘的下方。

其中，遥操作机械手还包括设于转台下方的底座，底座包括：

固定座，

转台电机，水平设置于固定座；

转台转轴，竖直设置于固定座；以及，

转台减速组件，转台电机的输出轴通过减速组件连接转台转轴。

其中，转台减速组件包括转台第一传动轮和转台第二传动轮，转台第一传动轮同轴设置在转台电机的输出轴上，转台第二传动轮水平设置于固定座并与固定座转动连接。

其中，转台减速组件还包括转台第三传动轮和转台第四传动轮，转台第三传动轮与转台第二传动轮同轴固定，转台第四传动轮与转台转轴同轴固定。

本发明进一步提出一种遥操作设备，包括从机械手和前述所记载的遥操作机械手，遥操作机械手与从机械手通讯连接，该遥操作机械手包括前述所记载的转台，该转台包括：

转动盘；

大臂传动机构，包括大臂电机和大臂减速组件；以及

小臂传动机构，包括小臂电机和小臂减速组件；

大臂电机和小臂电机分别设置在转动盘的下方。

与现有技术相比，本发明实施例的有益技术效果在于：

本发明所提出的转台，特别将大臂电机和小臂电机两个具有一定重量的部件安装在转动盘的下方，大臂减速组件与大臂电机连接，其至少部分与大臂电机直连的结构也同样设置于转动盘的下方，小臂减速组件同理。也就是说，本发明在设计转台时，特地将重量占比较重的两个电机设置于转台的下方，该下方可以直接为转动盘的下表面，也可以是转动盘下方能与转动盘随动的其他结构上。这样，就使得整个转台的重心得以降低，而低重心能够提高转台运行的稳定性，因而提高遥操作机械手的操作精度。

附图说明

图1为现有遥操作机械手的结构示意图；

图2为本发明一实施例中遥操作机械手的转台的结构示意图；

图3为图2实施例中转台在另一视角下的结构示意图；

图4为图2实施例中大臂传动机构的***结构示意图；

图5为图2实施例中小臂传动机构的***结构示意图；

图6为本发明一实施例中遥操作机械手的结构示意图；

图7为本发明一实施例中底座与转台的结构示意图；

图8为图7实施例中底座的一结构示意图；

图9为图7实施例中底座的另一结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”或“设置在”或“固定在”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

遥操作***，也可以叫做遥操作设备、力反馈***，或力反馈设备，它是一种至少由主机械手和从机械手组成的远程操控设备。其中，主机械手供用户手动操作，可以设置在任何不妨碍其运动的环境中，主机械手至少具有3个自由度以实现末端关节的移动。从机械手与主机械手分体，是具有独立作业能力的机械手设备，与主机械手配合后主要作为随主机械手的操控指令而作业的角色，从机械手一般设置于工作现场。

主机械手与从机械手，在总体形态上，可以采用大致相同的结构。比如在一种情况下，主机械手具有底座、若干关节和手柄；每两个关节之间通过关节臂连接，其中，若干关节可以包括相对底座可水平转动的转台、第一关节（相对底座在某一平面上下摆动）、第二关节（相对第一关节在另一平面上摆动或转动），或者包括六个关节、七关节等形态；手柄作为供用户操控（可采用比如握持的接触方式）的一端，若干关节中的末端关节，其在用户的操控动作下运动。从机械手也同样具有底座、若干关节，以及设置于末端关节的末端执行器，其中底座、若干关节可采用与主机械手一致的构造，比如关节构型、相对运动方式、自由度都完全一致，只有末端执行器的构型与手柄不同。以上所说的主机械手与从机械手的形态大致相同，主要指机械臂这部分结构一致。

主机械手与从机械手，在总体形态上，也可以采用异构的形式。比如在一种情况下，从机械手采用常见的六轴协作机器人。而主机械手则具有底座、设置于底座上的串联的六个关节和手柄；每两个关节之间通过关节臂连接。其中，第一关节可水平转动（也可称为转台）、第二关节的关节臂可相对第一关节在竖直平面内摆动或转动，第三关节的关节臂可相对第二关节在竖直平面内摆动或转动，第四关节可绕第三关节的关节臂转动，第五关节的转轴与第四关节的转轴垂直，第六关节可绕第五关节的关节臂转动。在这种情况下，主机械手与从机械手在机械臂这部分的结构不同，以致于主机械手的末端关节上连接的手柄呈现方便握持动作的姿态，而从机械手的末端执行器则呈便于作业的姿态。

主机械手与从机械手之间如何实现交互：主机械手与从机械手之间可通过线缆连接通信，或者采用远程无线通信方式，用户操控主机械手末端的手柄动作，反应到主机械手的各关节数据，再通过比例映射法、位置-速度映射法、工作空间分块映射法等空间映射方法，将主机械手的手柄的位姿转换为从机械手的末端执行器的位姿，并通过从机械手的运动学逆方程确定从机械手各关节的运动，从而实现对从机械手的运动控制，使从机械手的末端执行器执行相应动作。从机械手在执行动作过程中，力感知或触觉等感觉传感器所感应的数据信息，同样反馈到主机械手，主机械手通过各关节电机驱动手柄动作使用户获得力感知。

本发明主要针对其中主机械手的结构进行改造优化，本文本中所提及的机械手均主要指代主机械手，但是不可排除的是，存在部分情况下，从机械手与主机械手采用相同构造，因此本发明也同样适用于采用同类构造的其他机械手，其中包括从机械手。

参照图2和图3，图2为本发明一实施例中遥操作机械手的转台的结构示意图，图3为图2实施例中遥操作机械手的转台在另一视角下的结构示意图：

本发明提出一种遥操作机械手的转台，该遥操作机械手的转台包括：

转动盘1；

大臂传动机构2，包括大臂电机21和大臂减速组件22；以及

小臂传动机构3，包括小臂电机31和小臂减速组件32；

其中，大臂电机21和小臂电机31分别设置在转动盘1的下方。

本实施例中，转动盘1上设置有大臂传动机构2和小臂传动机构3，大臂传动机构2包括大臂电机21，小臂传动机构3包括小臂电机31，大臂电机21和小臂电机31均设置在转动盘1的下方，该下方可以直接为转动盘1的下表面，也可以是转动盘1下方能与转动盘1随动的其他结构上。本发明特别的将大臂电机21和小臂电机31两个具有一定重量的部件安装在转动盘1的下表面，大臂减速组件22与大臂电机21连接，其至少部分与大臂电机21直连的结构也同样设置于转动盘1的下表面，小臂减速组件32同理，这样，就使得整个转台的重心得以降低，而低重心能够提高转台运行的稳定性，因而提高遥操作机械手的操作精度。

请参见图2，本实施例所涉及的上下方向以遥操作机械手的使用状态为参考，使用状态下，遥操作机械手放置于桌面上。

大臂电机21和小臂电机31可以是伺服电机，也可以是步进电机，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

大臂减速组件22和小臂减速组件32可以为一级减速，也可以为多级减速，以用于对动力进行减速和转向，使得动力能够按照预设比例和方向进行传动。其中，大臂减速组件22和小臂减速组件32可采用同步带轮传动，也可采用齿轮传动，还可采用钢丝绳轮传动，或者采用同步带轮、齿轮、钢丝绳轮进行组合传动。

参照图3，在一些实施例中，本发明所提出的大臂电机21和小臂电机31分别水平设置在转动盘1的相对两侧。

本实施例中，大臂电机21和小臂电机31分别水平设置在转动盘1的相对两侧，如此可使得转台的质量分布相对均匀，以保证转台的重心位于其中部区域，从而进一步提高遥操作机械手的稳定性。

参照图3，在一些实施例中，本发明所提出的大臂电机21的输出轴和小臂电机31的输出轴的朝向相反。

本实施例中，大臂电机21的输出轴朝向转动盘1的一侧，小臂电机31的输出轴朝向转动盘1的另一相对侧，由于大臂电机21和小臂电机31的输出轴朝向相反，因此，大臂减速组件22和小臂减速组件32的至少一部分将位于转动盘1的相对两侧。通过大臂减速组件22进行减速传动时，需在大臂电机21上设置传动轮，而通过小臂减速组件32进行减速传动时，也需在小臂电机31上设置传动轮。因此，在大臂电机21与小臂电机31的输出轴朝向相反设置时，可至少使得大臂电机21与小臂电机31的输出轴上的传动轮分别位于转动盘1的相对两侧，从而进一步保证转台质量的均匀分布，进而提高遥操作机械手的稳定性。

本实施例所涉及的大臂电机21和小臂电机31的输出轴的朝向与上述实施例所涉及的大臂电机21和小臂电机31的设置方位之间相互垂直，大臂电机21和小臂电机31分别设置在转动盘1的下表面的相对两侧（以下称之为第一相对侧），大臂电机21和小臂电机31的输出轴分别朝向转动盘1的另外两相对侧（以下称之为第二相对侧），第二相对侧与第一相对侧之间相互垂直。大臂电机21和小臂电机31设置在转动盘1的前后两侧，而大臂电机21和小臂电机31的输出轴分别朝向转动盘1的左右两侧，此处所提及的前后左右以遥操作机械手的使用状态为参考。

参照图3，在一些实施例中，本发明所提出的大臂减速组件22与小臂减速组件32设置在转动盘1的相对两侧。

本实施例中，大臂减速组件22位于转动盘1的一侧，小臂减速组件32位于转动盘1的另一相对侧，由于大臂减速组件22与小臂减速组件32整体在转动盘1上呈左右对称分布，因此，可再进一步的保证转台质量的均匀分布，使得转台的重心位于其中部区域，进而提高遥操作机械手的稳定性。

本实施例所涉及的大臂减速组件22的设置方位与大臂电机21的输出轴的朝向一致，小臂减速组件32的设置方位与小臂电机31的输出轴的朝向一致，分别位于转动盘1的左右两侧。

参照图4及图5，图4为图2实施例中遥操作机械手的大臂传动机构2的***结构示意图，图5为图2实施例中遥操作机械手的小臂传动机构3的***结构示意图。

在一些实施例中，本发明所提出的大臂减速组件22包括与大臂电机21连接的大臂一级减速单元221和与大臂一级减速单元221连接的大臂二级减速单元222；小臂减速组件32包括与小臂电机31连接的小臂一级减速单元321和与小臂一级减速单元321连接的小臂二级减速单元322。

本实施例中，大臂减速组件22包括大臂一级减速单元221和大臂二级减速单元222，在进行传动时，动力将通过大臂一级减速单元221和大臂二级减速单元222进行传递。小臂减速组件32包括小臂一级减速单元321和小臂二级减速单元322，在进行传动时，动力将通过小臂一级减速单元321和小臂二级减速单元322进行传递。

参照图4及图5，在一些实施例中，本发明所提出的大臂一级减速单元221包括大臂第一传动轮2211和大臂第二传动轮2212，大臂第一传动轮2211设于大臂电机21的输出轴上，大臂第二传动轮2212与大臂第一传动轮2211传动连接；大臂二级减速单元222包括大臂第三传动轮2221和大臂第四传动轮2222，大臂第三传动轮2221与大臂第二传动轮2212同轴设置，大臂第四传动轮2222与大臂第三传动轮2221传动连接。

本实施例中，大臂第一传动轮2211与大臂第二传动轮2212构成大臂一级减速单元221，大臂第一传动轮2211与大臂第二传动轮2212之间可通过齿轮啮合的方式传动连接，也可通过同步带的方式传动连接，还可通过钢丝绳的方式传动连接，包括但不限于此。

大臂第三传动轮2221与大臂第四传动轮2222构成大臂二级减速单元222，大臂第三传动轮2221与大臂第四传动轮2222之间可通过齿轮啮合的方式传动连接，也可通过同步带的方式传动连接，还可通过钢丝绳的方式传动连接，包括但不限于此。

其中，大臂第三传动轮2221与大臂第二传动轮2212同轴设置，大臂第三传动轮2221与大臂第二传动轮2212之间可为一体式结构，也可为分体式结构，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

参照图4及图5，在一些实施例中，本发明所提出的小臂一级减速单元321包括小臂第一传动轮3211和小臂第二传动轮3212，小臂第一传动轮3211设于小臂电机31的输出轴上，小臂第二传动轮3212与小臂第一传动轮3211传动连接；小臂二级减速单元322包括小臂第三传动轮3221和小臂第四传动轮3222，小臂第三传动轮3221与小臂第二传动轮3212同轴设置，小臂第四传动轮3222与小臂第三传动轮3221传动连接。

本实施例中，小臂第一传动轮3211与小臂第二传动轮3212构成小臂一级减速单元321，小臂第一传动轮3211与小臂第二传动轮3212之间可通过齿轮啮合的方式传动连接，也可通过同步带的方式传动连接，还可通过钢丝绳的方式传动连接，包括但不限于此。

小臂第三传动轮3221与小臂第四传动轮3222构成小臂二级减速单元322，小臂第三传动轮3221与小臂第四传动轮3222之间可通过齿轮啮合的方式传动连接，也可通过同步带的方式传动连接，还可通过钢丝绳的方式传动连接，包括但不限于此。

其中，小臂第三传动轮3221与小臂第二传动轮3212同轴设置，小臂第三传动轮3221与小臂第二传动轮3212之间可为一体式结构，也可为分体式结构，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

在一些实施例中，本发明所提出的大臂第三传动轮2221和大臂第四传动轮2222通过第一刚性绳进行传动，小臂第三传动轮3221和小臂第四传动轮3222通过第二刚性绳进行传动。

本实施例中，大臂第三传动轮2221与大臂第四传动轮2222之间通过第一刚性绳传动，第一刚性绳设置为两根，两根第一刚性绳分别缠绕在大臂第三传动轮2221和大臂第四传动轮2222上，第一刚性绳的首末两端分别固定在大臂第三传动轮2221和大臂第四传动轮2222上，在进行传动时，两根第一刚性绳分别执行收放动作，以实现动力的传递。

小臂第三传动轮3221与小臂第四传动轮3222之间通过第二刚性绳传动，第二刚性绳设置为两根，两根第二刚性绳分别缠绕在小臂第三传动轮3221和小臂第四传动轮3222上，第二刚性绳的首末两端分别固定在小臂第三传动轮3221和小臂第四传动轮3222上，在进行传动时，两根第二刚性绳分别执行收放动作，以实现动力的传递。

由于刚性绳设置为两根，其依靠两根绳之间的牵拉力进行传动，因此，刚性绳不会与传动轮之间产生摩擦，导致传两个传动轮之间出现传动异常，从而可提高遥操作机械手的控制精度。此外，由于传动轮之间采用刚性绳进行传动，而刚性绳为刚性的，因此，其不容易产生形变，可进一步提高遥操作机械手的控制精度。

参照图2及图3，在一些实施例中，本发明所提出的遥操作机械手的转台还包括第一通孔4和第二通孔5，第一通孔4设于转动盘1的一侧，第二通孔5设于转动盘1的另一侧，大臂第二传动轮2212穿设于第一通孔4，大臂第二传动轮2212的至少一部分位于第一通孔4的上方，小臂第二传动轮3212穿设于第二通孔5，小臂第二传动轮3212的至少一部分位于第二通孔5的上方。

本实施例中，在转动盘1的相对两侧分别开设有第一通孔4和第二通孔5，大臂第二传动轮2212穿设于第一通孔4内，大臂第二传动轮2212的一部分位于转动盘1的上表面，另一部分位于转动盘1的下表面；小臂第二传动轮3212穿设于第二通孔5内，小臂第二传动轮3212的一部分位于转动盘1的上表面，另一部分位于转动盘1的下表面。

本实施例所涉及的大臂第二传动轮2212和小臂第二传动轮3212的至少一部分均位于转动盘1的下方空间，如此，可降低转台的整体重心，提高遥操作机械手的稳定性。此外，由于本实施例所涉及的大臂第二传动轮2212和小臂第二传动轮3212是利用转动盘1的下方空间进行安装，并且大臂第二传动轮2212和小臂第二传动轮3212分别位于转动盘1的相对两侧，其对应于大臂电机21和小臂电机31的结构布置，能够使得整体结构更加紧凑。

本实施例所涉及的第一通孔4和第二通孔5的位置分别对应于大臂电机21和小臂电机31的输出轴的朝向，也即第一通孔4和第二通孔5分别位于转动盘1的左右两侧。

参照图2及图3，在一较佳实施例中，大臂第二传动轮2212的一半位于转动盘1的上表面，另一半位于转动盘1的下表面，小臂第二传动轮3212的一半位于转动盘1的上表面，另一半位于转动盘1的下表面。

参照图2、图4及图5，在一些实施例中，本发明所提出的大臂第四传动轮2222和小臂第四传动轮3222相对设置在转动盘1的上方。大臂第四传动轮2222和小臂第四传动轮3222位于转动盘1的上方，并且大臂第四传动轮2222与小臂第四传动轮3222呈对称设置。大臂第四传动轮2222和小臂第四传动轮3222设置在大臂第二传动轮2212与小臂第二传动轮3212之间，结构紧凑。

参照图2，在一些实施例中，本发明所提出的遥操作机械手的转台还包括第一安装架6和第二安装架7，第一安装架6设于转动盘1的上方，第二安装架7与第一安装架6间隔设置，大臂第四传动轮2222设于第一安装架6上，小臂第四传动轮3222设于第二安装架7上。第一安装架6与第二安装架7间隔设置在转动盘1上，其中，大臂第四传动轮2222设置在第一安装架6上，小臂第四传动轮3222设置在第二安装架7。

参照图3，在一些实施例中，本发明所提出的遥操作机械手的转台还包括第一编码器8和/或第二编码器9，第一编码器8与大臂电机21连接，第二编码器9与大臂第四传动轮2222连接并位于其外侧。本实施例中，第一编码器8用于检测大臂电机21的转动数据，第二编码器9用于检测大臂第四传动轮2222的转动数据。第一编码器8和第二编码器9可以是增量式编码器，也可以是绝对值编码器，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

本实施例所涉及的外侧是指大臂第四传动轮2222远离第二安装架7的一侧，对应的，内侧是指大臂第四传动轮2222靠近第二安装架7的一侧。

参照图2，在一些实施例中，本发明所提出的遥操作机械手的转台还包括第三编码器10和/或第四编码器20，第三编码器10与小臂电机31连接，第四编码器20与小臂第四传动轮3222连接并位于其外侧。本实施例中，第三编码器10用于检测小臂电机31的转动数据，第四编码器20用于检测小臂第四传动轮3222的转动数据。第三编码器10和第四编码器20可以是增量式编码器，也可以是绝对值编码器，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

本实施例所涉及的外侧是指小臂第四传动轮3222远离第二安装架7的一侧，对应的，内侧是指小臂第四传动轮3222靠近第二安装架7的一侧。

参照图2、图4及图5，在一些实施例中，本发明所提出的遥操作机械手的转台还包括第一安装座30和/或第二安装座40，第一安装座30与转动盘1相对固定，第二编码器9的读头与第一安装座30连接，第二编码器9的码盘与大臂第四传动轮2222连接；第二安装座40与第一安装座30间隔设置，第四编码器20的读头与第二安装座40连接，第四编码器20的码盘与小臂第四传动轮3222连接。

本实施例中，第一安装座30和第二安装座40分别与转动盘1相对固定，第一安装座30用于固定第二编码器9，第二安装座40用于固定第四编码器20。第二编码器9的码盘与大臂第四传动轮2222连接，第二编码器9的读头与第一安装座30连接；第四编码器20的码盘与小臂第四传动轮3222连接，第四编码器20的读头与第二安装座40连接。

在一些实施例中，第一编码器8为增量式编码器，第二编码器9为绝对值编码器；和/或，第三编码器10为增量式编码器，第四编码器20为绝对值编码器。增量式编码器不具备断电保持功能，也即在断电后，增量式编码器所记录的数据将全部丢失，而绝对值编码器则具备断电保持功能，在重新上电后能够记录断电前的转动数据，从而可获取到大臂与小臂的当前位置，无需重新调零。

参照图6，图6为本发明一实施例中遥操作机械手的结构示意图。本发明进一步提出一种遥操作机械手，包括前述各实施例所记载的转台100，该转台100的具体结构参照上述实施例，由于本遥操作机械手采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。其中，遥操作机械手还包括底座200、大臂300、小臂400、末端500、手柄600，转台100设置在底座200上，大臂300的一端与转台100连接，大臂300的另一端与小臂400的一端连接，小臂400的另一端与末端500连接，手柄600设置在末端500上，用于控制转台100、大臂300、小臂400以及末端500运动。

参照图7、图8，图7为本发明一实施例中底座和转台的结构示意图，图8为图7实施例中底座的一结构示意图。在一些实施例中，遥操作机械手还包括设于转台下方的底座01，底座01包括：

固定座100A，

转台电机200A，水平设置于固定座100A；

转台转轴300A，竖直设置于固定座100A；以及，

转台减速组件400A，转台电机200A的输出轴通过减速组件400A连接转台转轴300A。

本实施例中，固定座100A是作为底座01的安装基座，底座01中的结构部件安装设置在固定座100A上，转台电机200A和转台转轴300A均设置在固定座100A上。其中，转台电机200A采用水平设置，转台电机200A的输出轴为水平状态，转台转轴300A采用竖直设置，转台电机200A的输出轴与转台转轴300A之间通过减速组件400A相连，减速组件400A传递转台电机200A的输出轴与转台转轴300A之间的运动和动力，实现转台电机200A的输出轴与转台转轴300A之间的相互传动。

减速组件400A还实现减速作用，将转台电机200A的输出轴的转动向转台转轴300A减速传递，或将转台转轴300A的转动向转台电机200A的输出轴减速传递，使转台电机200A的输出轴与转台转轴300A之间的运动传递的稳定性更好。

本实施例的底座01，采用固定座100A上水平设置转台电机200A和竖直设置转台转轴300A，并通过减速组件400A将转台电机200A的输出轴与转台转轴300A相连，以传递转台电机200A的输出轴与转台转轴300A之间的运动和动力，实现两者间的相互传动。本实施例的底座01，其转台电机200A共用转台转轴300A所占用的竖向尺寸空间，转台电机200A不增加底座01的竖向尺寸。相较于现有技术采用而言，本实施例底座01的转台电机200A和转台转轴300A占用的竖向尺寸大幅减小，底座01的高度大幅降低，底座01稳定性更好，提升了遥操作机械手的操作稳定性。

在一些实施例中，转台转轴300A大致位于固定座100A的中心，使固定座100A的整体受力分布更均衡，转台相对固定座100A转动时更加稳定，保证遥操作机械手操作的稳定性。其中，转台转轴300A大致位于固定座100A的中心，是指转台转轴300A的轴心位于固定座100A中心周围的预设范围区域内。该预设范围区域可以是：半径为小于固定座100A半径（或固定座100A中心到其边缘的距离）的六分之一或八分之一或十分之一的圆形区域；该预设范围区域也可以是：边长小于固定座100A半径（或固定座100A中心到其边缘的距离）的六分之一或八分之一或十分之一的方形区域。

参照图9，在一些实施例中，转台减速组件400A包括转台第一传动轮410A和转台第二传动轮420A，转台第一传动轮410A同轴设置在转台电机200的输出轴上，转台第二传动轮420A水平设置于固定座100并与固定座100转动连接。转台第一传动轮410A与转台电机200的输出轴同轴，即转台第一传动轮410A轴线水平，转台第二传动轮420A水平设置，即转台第二传动轮420A的轴线竖直，经转台第一传动轮410A与转台第二传动轮420A的传动配合，实现绕水平轴线的转动与绕竖直轴线的转动之间的运动传递。

在一些实施例中，采用转台第一传动轮410A与转台第二传动轮420A组合为锥齿轮副，即转台第一传动轮410A与转台第二传动轮420A为两个相互啮合的锥齿轮。转台第一传动轮410A与转台第二传动轮420A通过采用锥齿轮传动，传动更稳定。当然，在其它的实施例中，转台第一传动轮410A与转台第二传动轮420A还可采用其它实现相同传动功能的传动轮部件。

参照图8、图9，在一些实施例中，转台减速组件400A还包括转台第三传动轮430A和转台第四传动轮440A，转台第三传动轮430A与转台第二传动轮420A同轴固定，转台第四传动轮440A与转台转轴300同轴固定。即转台第三传动轮430A与转台第二传动轮420A为一同转动，转台第四传动轮440A与转台转轴300A为一同转动，通过转台第三传动轮430A与转台第四传动轮440A的传动配合，以及转台第一传动轮410A与转台第二传动轮420A的传动配合，实现转台电机200A的输出轴与转台转轴300A之间的运动传递。

本发明进一步还提出一种遥操作设备，该遥操作设备包括从机械手和前述所记载的遥操作机械手，遥操作机械手与从机械手或机械臂之间通讯连接，该遥操作机械手包括前述各实施例所记载的转台，该转台的具体结构参照上述实施例，由于本遥操作机械手采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (21)

1.一种遥操作机械手的转台，其特征在于，包括：

转动盘；

大臂传动机构，包括大臂电机和大臂减速组件；以及

小臂传动机构，包括小臂电机和小臂减速组件；

其中，所述大臂电机和所述小臂电机分别设置在所述转动盘的下方。

2.根据权利要求1所述的转台，其特征在于，

所述大臂电机与所述小臂电机分别水平设置在所述转动盘的相对两侧。

3.根据权利要求2所述的转台，其特征在于，

所述大臂电机的输出轴与所述小臂电机的输出轴的朝向相反。

4.根据权利要求1所述的转台，其特征在于，

所述大臂减速组件与所述小臂减速组件设置在所述转动盘的相对两侧。

5.根据权利要求1所述的转台，其特征在于，

所述大臂减速组件包括与所述大臂电机连接的大臂一级减速单元和与所述大臂一级减速单元连接的大臂二级减速单元；

所述小臂减速组件包括与所述小臂电机连接的小臂一级减速单元和与所述小臂一级减速单元连接的小臂二级减速单元。

6.根据权利要求5所述的转台，其特征在于，

所述大臂一级减速单元包括大臂第一传动轮和大臂第二传动轮，所述大臂第一传动轮设于所述大臂电机的输出轴上，所述大臂第二传动轮与所述大臂第一传动轮传动连接；

所述大臂二级减速单元包括大臂第三传动轮和大臂第四传动轮，所述大臂第三传动轮与所述大臂第二传动轮同轴设置，所述大臂第四传动轮与所述大臂第三传动轮传动连接。

7.根据权利要求6所述的转台，其特征在于，

所述小臂一级减速单元包括小臂第一传动轮和小臂第二传动轮，所述小臂第一传动轮设于所述小臂电机的输出轴上，所述小臂第二传动轮与所述小臂第一传动轮传动连接；

所述小臂二级减速单元包括小臂第三传动轮和小臂第四传动轮，所述小臂第三传动轮与所述小臂第二传动轮同轴设置，所述小臂第四传动轮与所述小臂第三传动轮传动连接。

8.根据权利要求7所述的转台，其特征在于，

所述大臂第一传动轮和所述大臂第二传动轮为齿轮副；

所述小臂第一传动轮和所述小臂第二传动轮为齿轮副。

9.根据权利要求7所述的转台，其特征在于，

所述大臂第三传动轮和所述大臂第四传动轮通过第一刚性绳进行传动；

所述小臂第三传动轮和所述小臂第四传动轮通过第二刚性绳进行传动。

10.根据权利要求7所述的转台，其特征在于，还包括：

第一通孔，设于所述转动盘的一侧；

第二通孔，设于所述转动盘的另一侧；

其中，所述大臂第二传动轮穿设于所述第一通孔，所述大臂第二传动轮的至少一部分位于所述第一通孔的上方，所述小臂第二传动轮穿设于所述第二通孔，所述小臂第二传动轮的至少一部分位于所述第二通孔的上方。

11.根据权利要求7所述的转台，其特征在于，

所述大臂第四传动轮和所述小臂第四传动轮相对设置在所述转动盘的上方，且位于所述大臂第二传动轮与所述小臂第二传动轮之间。

12.根据权利要求7所述的转台，其特征在于，还包括：

第一安装架，设于所述转动盘的上方；

第二安装架，与所述第一安装架间隔设置；

其中，所述大臂第四传动轮设于所述第一安装架上，所述小臂第四传动轮设于所述第二安装架上。

13.根据权利要求7所述的转台，其特征在于，还包括：

第一编码器，与所述大臂电机连接；和/或，

第二编码器，与所述大臂第四传动轮连接并位于其外侧。

14.根据权利要求13所述的转台，其特征在于，还包括：

第三编码器，与所述小臂电机连接；和/或，

第四编码器，与所述小臂第四传动轮连接并位于其外侧。

15.根据权利要求14所述的转台，其特征在于，还包括：

第一安装座，与所述转动盘相对固定，所述第二编码器的读头与所述第一安装座连接，所述第二编码器的码盘与所述大臂第四传动轮连接；和/或，

第二安装座，与所述第一安装座间隔设置，所述第四编码器的读头与所述第二安装座连接，所述第四编码器的码盘与所述小臂第四传动轮连接。

16.根据权利要求14所述的转台，其特征在于，

所述第一编码器为增量式编码器，所述第二编码器为绝对值编码器；和/或，

所述第三编码器为增量式编码器，所述第四编码器为绝对值编码器。

17.一种遥操作机械手，其特征在于，包括权利要求1-16任一项所述的转台。

18.根据权利要求17所述的遥操作机械手，其特征在于，还包括设于转台下方的底座，所述底座包括：

固定座，

转台电机，水平设置于所述固定座；

转台转轴，竖直设置于所述固定座并与所述转动盘的底部连接；以及，

转台减速组件，所述转台电机的输出轴通过所述减速组件连接所述转台转轴。

19.根据权利要求18所述的遥操作机械手，其特征在于，

所述转台减速组件包括转台第一传动轮和转台第二传动轮，所述转台第一传动轮同轴设置在所述转台电机的输出轴上，所述转台第二传动轮水平设置于所述固定座并与所述固定座转动连接。

20.根据权利要求19所述的遥操作机械手，其特征在于，

所述转台减速组件还包括转台第三传动轮和转台第四传动轮，所述转台第三传动轮与所述转台第二传动轮同轴固定，所述转台第四传动轮与所述转台转轴同轴固定。

21.一种遥操作设备，其特征在于，包括从机械手和权利要求17-20任一项所述的遥操作机械手，所述遥操作机械手与所述从机械手之间通讯连接。

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