CN105997430A - 一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人，其特征在于该机器人包括上肩关节组件、平肩关节组件、立肩关节组件、上臂组件、前臂组件、机架和电机箱；所述上肩关节组件固定在机架上；所述平肩关节组件与上肩关节组件连接；所述立肩关节组件与平肩关节组件连接；所述上臂组件与立肩关节组件连接；所述前臂组件与上臂组件连接；所述电机箱和机架位于地面上。该机器人结合直接驱动与间接驱动各自的优势，将部分关节的直接驱动方式变化为间接驱动方式，减轻机械手臂的重量，增加可调可控性，提高各个关节运动的灵活性。患者肩关节实现展收、平展、内外旋、屈伸运动，肘关节实现屈伸运动，可以单个运动训练，也可以连贯训练运动。

Description

一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人

技术领域

本发明属于康复机器人领域，具体是一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人。

背景技术

随着社会科技的进步，康复机器人在病者和康复医院的使用越发频繁，对智能化康复机器人需求也越来越高。肩关节和肘关节是人体上肢功能的基础。但是，目前市场上机器人大都是对肩关节的康复训练，现有的康复器械仅限于屈伸、展收、内外旋这三个自由度的运动，不能完成肩部的平展运动和肘关节的屈伸运动。传统的绳驱动系统将钢丝绳分别固定于主动轮和从动轮上，与驱动电机连接的主动轮带动钢丝绳，钢丝绳带动从动轮，从动轮再带动关节完成运动。动力传输过程中需要经过中间关节，因此当关节运动时，也会影响到绳索可能产生关节的运动耦合问题。此外，为了增大主从动轮与钢丝绳索相互之间的摩擦，需要将钢丝绳索在轮子上绕几圈，这种结构会导致驱动钢丝绳索的长度变化，运动耦合问题不消除则会导致钢丝绳索被拉断或者变松。

而且，目前市场上机器人的另一个问题是每个关节需要一个电机驱动。这种直接驱动方式将电机直接安放在关节上，直接驱动虽然效率较高，但康复机器人动作缓慢，而且电机提供的驱动力远远大于机械臂所需的驱动力；其次是电机自身有重量，每个关节加一个电机，从前臂关节到上臂关节，再到肩关节，所需要的电机越来越大，每个关节的重量增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人。该机器人结合直接驱动与间接驱动各自的优势，将部分关节的直接驱动方式变化为间接驱动方式，减轻机械手臂的重量，增加可调可控性，提高各个关节运动的灵活性。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人，其特征在于该机器人包括上肩关节组件、平肩关节组件、立肩关节组件、上臂组件、前臂组件、机架和电机箱；所述上肩关节组件固定在机架上；所述平肩关节组件与上肩关节组件连接；所述立肩关节组件与平肩关节组件连接；所述上臂组件与立肩关节组件连接；所述前臂组件与上臂组件连接；所述电机箱和机架位于地面上；

所述上肩关节组件包括有上肩从动链轮、第一轴套、主轴、上肩关节矩形盒、第二轴套、上肩角接触球轴承、上肩T形塑料板块、主轴轴套、长导管杆、上肩角度位移传感器、上肩链条、上肩线卡和上肩钢丝绳；所述第一轴套和第二轴套固定在机架上；所述上肩角接触球轴承为两个，分别通过第一轴套和第二轴套卡紧在机架上；所述主轴穿过机架的通孔，安装于两个上肩角接触球轴承之间；所述上肩从动链轮安装在主轴的一端，主轴的另一端与上肩角度位移传感器的轴心连接；上肩角度位移传感器的外表面与机架固定连接；所述上肩从动链轮与上肩链条啮合，上肩链条的末端通过上肩线卡与上肩钢丝绳的一端连接；上肩钢丝绳的另一端穿过上肩T形塑料板块与电机箱中的电机连接；所述上肩关节矩形盒中间具有通孔，主轴穿过上肩关节矩形盒的通孔并与上肩关节矩形盒连接；所述主轴轴套安装在主轴上，主轴轴套下端与上肩关节矩形盒接触，上端与第一轴套中的上肩角接触球轴承内圈接触；所述长导管杆的一端与上肩关节矩形盒连接；

所述平肩关节组件包括平肩从动链轮、平肩链条、平肩线卡、平肩钢丝绳、平肩T形塑料板、平肩关节轴、平肩矩形长薄板、平肩轴承矩形盒、平肩角接触球轴承、平肩轴套、第一法兰盘、平肩矩形长板块、平肩轴端面卡环和平肩角度位移传感器；所述长导管杆另一端通过第一法兰盘与平肩轴承矩形盒连接；所述平肩轴承矩形盒内部安装有两个平肩角接触球轴承；所述平肩关节轴安装于两个平肩角接触球轴承之间；所述平肩矩形长薄块固定在平肩轴承矩形盒上；所述平肩矩形长薄块上安装有平肩T形塑料板块；所述平肩关节轴的一端安装有平肩从动链轮；所述平肩从动链轮与平肩链条啮合，平肩链条的末端通过平肩线卡与平肩钢丝绳的一端连接；所述平肩钢丝绳的另一端穿过平肩T形塑料板块与电机箱中的电机连接；所述平肩轴端面卡环固定在平肩矩形长板块上；平肩关节轴的另一端穿过平肩矩形长板块和平肩轴端面卡环与平肩角度位移传感器的轴心连接；平肩角度位移传感器的外表面与平肩轴承矩形盒固定连接；

所述立肩关节组件包括立肩角度位移传感器、Z形长薄板、立肩关节轴、立肩轴承矩形盒、立肩角接触球轴承、立肩矩形长薄板、立肩轴端面卡环、立肩轴套、第二法兰盘、短导管杆、第三法兰盘、立肩从动链轮、立肩链条、立肩线卡、立肩钢丝绳和立肩T形塑料板块；所述平肩矩形长板块的另一端通过第三法兰盘与短导管杆连接；所述短导管杆的另一端通过第二法兰盘与上立肩轴承矩形盒连接；立肩轴承矩形盒内部安装有两个立肩角接触球轴承；所述立肩轴套安装在各自立肩角接触球轴承外侧，对立肩角接触球轴承轴向固定；立肩关节轴安装于两个立肩角接触球轴承之间；所述立肩矩形长薄板固定在立肩轴承矩形盒上；所述立肩T形塑料板块安装在立肩矩形长薄板上；立肩关节轴的一端穿过立肩矩形长薄板的通孔，其末端安装有立肩从动链轮；所述立肩从动链轮与立肩链条啮合，立肩链条的末端通过立肩线卡与立肩钢丝绳的一端连接；所述立肩钢丝绳的另一端穿过立肩T形塑料板块与电机箱中的电机连接；所述立肩轴端面卡环与Z形长薄板连接；立肩关节轴的另一端与Z形长薄板连接；立肩关节轴的另一端依次穿过Z形长薄板和立肩轴端面卡环与立肩角度位移传感器的轴心连接；立肩角度位移传感器的外表面与立肩轴承矩形盒固定连接；

上臂组件包括锲形薄圆环、圆环外圈、滚珠、圆环内圈、圆形齿条、Z形短薄板、T形薄板、上臂电机、勾形薄板、小圆齿轮和上臂角度位移传感器；所述Z形长薄板的另一端与T形薄板连接；所述T型薄板与圆环外圈连接；所述圆环外圈内侧具有凸台；所述圆环内圈外侧固定有锲形薄圆环；所述圆环外圈与圆环内圈之间有间隙，滚珠适配于圆环外圈与圆环内圈之间的间隙中；所述圆环内圈下端固定有圆形齿条，圆形齿条与小圆齿轮啮合；所述勾形薄板的一端与圆环外圈连接，另一端与上臂角度位移传感器的外表面固定连接；所述上臂电机安装在勾形薄板上，其传动轴穿过勾形薄板与小圆齿轮的轮心连接；所述上臂电机的传动轴末端与上臂角度位移传感器的轴心连接；

所述前臂组件包括前臂电机、小凸台、前臂角度位移传感器、长薄板块、椭圆环和手柄；所述长薄板块一端与Z形短薄板连接，另一端通过螺栓与椭圆环连接；所述前臂电机与Z形短薄板连接；前臂电机的输出轴依次穿过Z形短薄板和长薄板块的通孔与小凸台连接，同时小凸台固定在长薄板块上；所述手柄安装于椭圆环的侧面；前臂电机的输出轴末端与前臂角度位移传感器的轴心连接；前臂角度位移传感器的外表面上与Z形短薄板固定连接；

所述电机箱组件包括主动电机链轮、主动电机链条、主动电机钢丝绳、主动电机、机箱板、矩形小板块、主动电机线卡和主动电机钢丝绳线管；所述主动电机线卡固定在机箱板上；所述主动电机固定在机箱板上，其输出端轴穿过机箱板的孔与主动电机链轮连接，主动电机链轮与主动电机链条啮合，主动电机链条连接主动电机钢丝绳；主动电机钢丝绳通过主动电机线卡固定；所述矩形小板块的一侧面固定在机箱板上，矩形小板块上开有沉头孔；所述主动电机钢丝绳穿过主动电机钢丝绳线管分别与上肩钢丝绳、平肩钢丝绳和立肩钢丝绳连接。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1、该机器人结合直接驱动与间接驱动各自的优势，将部分关节的直接驱动方式变化为间接驱动方式，减轻机械手臂的重量，增加可调可控性，提高各个关节运动的灵活性。

2、本发明利用直接驱动的安装方便和驱动快的优势，在前臂关组件与上臂组件上使用直接驱动。间接驱动采用套索柔性传动系统将传统钢丝绳缠绕在轮上的结构优化为链轮和链条拉动钢丝绳的结构，主从动链轮分别与电机轴和关节轴连接，链轮和链条相互啮合，钢丝绳和链条通过卡扣连接在一起，其工作原理类似于刹车线，在上肩关节组件、平肩关节组件和立肩关节组件上使用间接驱动。

3、间接驱动具有功率尺寸比高、良好的随动性、柔性好、工作空间大、无需过渡机构等优势；间接驱动会使得机械臂更易于包装，减轻机身零件重量，所需驱动力变小，使关节电机选用会变小，分散机身重量，避免机身重量过于集中，方便机械搬运与调整训练位置等。

4、肩关节能够实现展收、平展、内外旋、屈伸运动，而肘关节可以实现屈伸运动，通过控制可以实现单个运动训练，也可以实现连贯训练运动，各个组件的角度位移传感器，可以反馈机器人的运动范围，合理使用康复机器人，使患者尽可能恢复自身运动功能，达到生活自理的目的。

附图说明

图1是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人的一种实施例的整体结构示意图；

图2是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人的一种实施例的上肩关节组件装配图；

图3是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人一种实施例的平肩关节组件装配图；

图4是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人一种实施例的立肩关节组件装配图；

图5是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人一种实施例的上臂组件装配图；

图6是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人一种实施例的前臂组件装配图；

图7是本发明直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人一种实施例的电机箱装备图；

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明提供了一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人(参见图1-7)，包括上肩关节组件1、平肩关节组件2、立肩关节组件3、上臂组件4、前臂组件5、机架6和电机箱7；所述上肩关节组件1固定在机架6上；所述平肩关节组件2与上肩关节组件1连接；所述立肩关节组件3与平肩关节组件2连接；所述上臂组件4与立肩关节组件3连接；所述前臂组件5与上臂组件4连接；所述电机箱7和机架6位于地面上；

所述上肩关节组件1包括有上肩从动链轮11、第一轴套12、主轴13、上肩关节矩形盒14、第二轴套15、上肩角接触球轴承16、上肩T形塑料板块17、主轴轴套18、长导管杆19、上肩角度位移传感器110、上肩链条111、上肩线卡112和上肩钢丝绳113；所述第一轴套12和第二轴套15固定在机架6上；所述上肩角接触球轴承16为两个，分别通过第一轴套12和第二轴套15卡紧在机架6上；所述主轴13穿过机架6的通孔，安装于两个上肩角接触球轴承16之间；所述上肩从动链轮11安装在主轴13的一端，主轴13的另一端与上肩角度位移传感器110的轴心连接；上肩角度位移传感器110的外表面与机架6固定连接，当上肩角度位移传感器110测量时，其轴心随主轴13转动，进行测量；所述上肩从动链轮11与上肩链条111啮合，上肩链条111的末端通过上肩线卡112与上肩钢丝绳113的一端连接；上肩钢丝绳113的另一端穿过上肩T形塑料板块17与电机箱7中的电机连接；所述上肩关节矩形盒14中间具有通孔，主轴13穿过上肩关节矩形盒14的通孔，并通过半圆键将主轴13与上肩关节矩形盒14连接，对主轴13起到径向固定的作用；所述主轴轴套18安装在主轴13上，主轴轴套18下端与上肩关节矩形盒14接触，上端与第一轴套12中的上肩角接触球轴承16内圈接触，对关节矩形盒14起到轴向固定的作用；所述长导管杆19的一端通过螺钉与上肩关节矩形盒14连接；上肩关节组件1可以实现肩部平展运动，平展运动是以上肩关节为主轴13为旋转轴，使整条机臂在水平面内做平展运动。

所述平肩关节组件2包括平肩从动链轮21、平肩链条22、平肩线卡23、平肩钢丝绳24、平肩T形塑料板25、平肩关节轴26、平肩矩形长薄板27、平肩轴承矩形盒28、平肩角接触球轴承29、平肩轴套210、第一法兰盘211、平肩矩形长板块212、平肩轴端面卡环213和平肩角度位移传感器214；所述长导管杆19另一端通过第一法兰盘211与平肩轴承矩形盒28连接，实现上肩关节组件1与平肩关节组件2的连接；所述平肩轴承矩形盒28内部安装有两个平肩角接触球轴承29；所述平肩关节轴26安装于两个平肩角接触球轴承29之间；所述平肩矩形长薄块27通过螺钉固定在平肩轴承矩形盒28上；所述平肩矩形长薄块27上安装有平肩T形塑料板块25；所述平肩关节轴26的一端安装有平肩从动链轮21；所述平肩从动链轮21与平肩链条22啮合，平肩链条22的末端通过平肩线卡23与平肩钢丝绳24的一端连接；所述平肩钢丝绳24的另一端穿过平肩T形塑料板块25与电机箱7中的电机连接；所述平肩轴端面卡环213固定在平肩矩形长板块212上，用于固定平肩关节轴26与平肩矩形长板块212的相对位置；平肩关节轴26的另一端穿过平肩矩形长板块212和平肩轴端面卡环213与平肩角度位移传感器214的轴心连接；平肩角度位移传感器214的外表面与平肩轴承矩形盒28固定连接，当平肩角度位移传感器214测量时，其轴心随平肩关节轴26转动，进行测量；平肩关节组件2能够实现肩部外展内收运动，外展内收运动是以平肩关节轴26为旋转轴，可使手臂在竖直平面做屈伸运动。

所述立肩关节组件3包括立肩角度位移传感器31、Z形长薄板32、立肩关节轴33、立肩轴承矩形盒34、立肩角接触球轴承35、立肩矩形长薄板36、立肩轴端面卡环37、立肩轴套38、第二法兰盘39、短导管杆310、第三法兰盘311、立肩从动链轮312、立肩链条313、立肩线卡314、立肩钢丝绳315和立肩T形塑料板块316；所述平肩矩形长板块212的另一端通过第三法兰盘311与短导管杆310连接，实现平肩关节组件2与立肩关节组件3的连接；所述短导管杆310的另一端通过第二法兰盘39与上立肩轴承矩形盒34连接；立肩轴承矩形盒34内部安装有两个立肩角接触球轴承35；所述立肩轴套38安装在各自立肩角接触球轴承35外侧，对立肩角接触球轴承35轴向固定；立肩关节轴33安装于两个立肩角接触球轴承35之间；所述立肩矩形长薄板36通过螺钉固定在立肩轴承矩形盒34上；所述立肩T形塑料板块316安装在立肩矩形长薄板36上；立肩关节轴33的一端穿过立肩矩形长薄板36的通孔，其末端安装有立肩从动链轮312；所述立肩从动链轮312与立肩链条313啮合，立肩链条313的末端通过立肩线卡314与立肩钢丝绳315的一端连接；所述立肩钢丝绳315的另一端穿过立肩T形塑料板块316与电机箱7中的电机连接；所述立肩轴端面卡环37与Z形长薄板32连接，立肩轴端面卡环37用于轴向固定Z形长薄板32的位置；立肩关节轴33的另一端与Z形长薄板32连接，Z形长薄板32随立肩关节轴33转动；立肩关节轴33的另一端依次穿过Z形长薄板32和立肩轴端面卡环37与立肩角度位移传感器31的轴心连接；立肩角度位移传感器31的外表面与立肩轴承矩形盒34固定连接，当立肩角度位移传感器31测量时，其轴心随立肩关节轴33转动，进行测量；立肩关节组件3通过立肩关节轴33旋转运动，实现肩部做展收运动；

上臂组件4包括锲形薄圆环41、圆环外圈42、滚珠43、圆环内圈44、圆形齿条45、Z形短薄板46、T形薄板47、上臂电机48、勾形薄板49、小圆齿轮410和上臂角度位移传感器411；所述Z形长薄板32的另一端与T形薄板47连接，实现立肩关节组件3与上臂组件4的连接；所述T型薄板47与圆环外圈42连接；所述圆环外圈42内侧具有凸台，用于将安装滚珠43安放在凸台内；所述圆环内圈44外侧固定有锲形薄圆环41，用于固定滚珠43的相对位置；所述圆环外圈42与圆环内圈44之间有间隙，滚珠43适配于圆环外圈42与圆环内圈44之间的间隙中，能够实现圆环内圈44与圆环外圈42的相对运动；所述圆环内圈44下端通过螺钉固定有圆形齿条45，圆形齿条45与小圆齿轮410啮合；所述勾形薄板49的一端与圆环外圈42连接，另一端与上臂角度位移传感器411的外表面固定连接；所述上臂电机48安装在勾形薄板49上，其传动轴穿过勾形薄板49与小圆齿轮410的轮心连接，上臂电机48驱动小圆齿轮410运动，使得圆环内圈44与圆环外圈42发生相对运动，实现上臂组件4内外旋运动；所述上臂电机48的传动轴末端与上臂角度位移传感器411的轴心连接。上臂电机48的旋转，带动小圆齿轮410旋转，齿轮的啮合使得上臂组件4实现上臂内外旋运动。

所述前臂组件5包括前臂电机51、小凸台52、前臂角度位移传感器53、长薄板块54、椭圆环55和手柄56；所述长薄板块54一端与Z形短薄板46连接，另一端通过螺栓与椭圆环55连接；所述前臂电机51与Z形短薄板46连接；前臂电机51的输出轴依次穿过Z形短薄板46和长薄板块54的通孔与小凸台52连接，同时小凸台52通过螺钉固定在长薄板块54上；所述手柄56安装于椭圆环55的侧面，可用于手握；前臂电机51的输出轴末端与前臂角度位移传感器53的轴心连接；前臂角度位移传感器53的外表面上与Z形短薄板46固定连接；前臂电机51的旋转带动长薄板块54上下摆动；使得前臂组件5可以实现手臂肘关节做屈伸运动。

所述机架6的高度可调；所述电机箱7组件包括主动电机链轮71、主动电机链条72、主动电机钢丝绳73、主动电机74、机箱板75、矩形小板块76、主动电机线卡77和主动电机钢丝绳线管78；所述主动电机线卡77固定在机箱板75上；所述主动电机74固定在机箱板75上，其输出端轴穿过机箱板75的孔与主动电机链轮71连接，主动电机链轮71与主动电机链条72啮合，主动电机链条72连接主动电机钢丝绳73；主动电机钢丝绳73通过主动电机线卡77固定，保证主动电机钢丝绳73处于绷紧状态；所述矩形小板块76的一侧面固定在机箱板75上，矩形小板块76上开有沉头孔，用于固定主动电机钢丝绳线管78；所述主动电机钢丝绳73穿过主动电机钢丝绳线管78分别与上肩钢丝绳113、平肩钢丝绳24和立肩钢丝绳315连接。

本发明的工作原理和工作流程是：

(1)患者穿戴：在患者进行康复训练前，先根据患者站姿或坐姿高度，调节机架6的高度。调节长导管杆19与平肩关节组件2的高度，使平肩关节组件2的轴线与患者肩关节大致对齐，此时立肩关节组件3的轴线也应与患者肩关节大致对齐。再根据护着患肢上臂的长度，调节Z形长薄板32与T形薄板47相对位置，使患者的肘关节与机器人前臂组件5轴线大致对齐。患者上臂伸入圆环内圈44中，前臂伸入椭圆环55中。

(2)患者训练：开始进行康复训练。主动电机74通过上肩钢丝绳113带动上肩从动链轮11旋转，上肩钢丝绳113来回拉动上肩从动链轮11运动，完成肩部平展运动；主动电机74通过平肩钢丝绳24带动平肩从动链轮21旋转，完成肩部展收运动；主动电机74通过立肩钢丝绳315带动立肩从动链轮312旋转，完成肩部前屈后伸运动；上臂电机48带动小圆齿轮410旋转，通过齿轮啮合传动到圆环内圈44，完成上臂内外旋运动；前臂电机51带动长薄板块54上下旋转，完成肘部的屈伸运动。可根据患者的康复状态选择单一关节训练模式或者多关节复合运动训练模式。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (1)

1.一种直接驱动与间接驱动相结合的上肢康复机器人，其特征在于该机器人包括上肩关节组件、平肩关节组件、立肩关节组件、上臂组件、前臂组件、机架和电机箱；所述上肩关节组件固定在机架上；所述平肩关节组件与上肩关节组件连接；所述立肩关节组件与平肩关节组件连接；所述上臂组件与立肩关节组件连接；所述前臂组件与上臂组件连接；所述电机箱和机架位于地面上；

所述上肩关节组件包括有上肩从动链轮、第一轴套、主轴、上肩关节矩形盒、第二轴套、上肩角接触球轴承、上肩T形塑料板块、主轴轴套、长导管杆、上肩角度位移传感器、上肩链条、上肩线卡和上肩钢丝绳；所述第一轴套和第二轴套固定在机架上；所述上肩角接触球轴承为两个，分别通过第一轴套和第二轴套卡紧在机架上；所述主轴穿过机架的通孔，安装于两个上肩角接触球轴承之间；所述上肩从动链轮安装在主轴的一端，主轴的另一端与上肩角度位移传感器的轴心连接；上肩角度位移传感器的外表面与机架固定连接；所述上肩从动链轮与上肩链条啮合，上肩链条的末端通过上肩线卡与上肩钢丝绳的一端连接；上肩钢丝绳的另一端穿过上肩T形塑料板块与电机箱中的电机连接；所述上肩关节矩形盒中间具有通孔，主轴穿过上肩关节矩形盒的通孔并与上肩关节矩形盒连接；所述主轴轴套安装在主轴上，主轴轴套下端与上肩关节矩形盒接触，上端与第一轴套中的上肩角接触球轴承内圈接触；所述长导管杆的一端与上肩关节矩形盒连接；

所述平肩关节组件包括平肩从动链轮、平肩链条、平肩线卡、平肩钢丝绳、平肩T形塑料板、平肩关节轴、平肩矩形长薄板、平肩轴承矩形盒、平肩角接触球轴承、平肩轴套、第一法兰盘、平肩矩形长板块、平肩轴端面卡环和平肩角度位移传感器；所述长导管杆另一端通过第一法兰盘与平肩轴承矩形盒连接；所述平肩轴承矩形盒内部安装有两个平肩角接触球轴承；所述平肩关节轴安装于两个平肩角接触球轴承之间；所述平肩矩形长薄块固定在平肩轴承矩形盒上；所述平肩矩形长薄块上安装有平肩T形塑料板块；所述平肩关节轴的一端安装有平肩从动链轮；所述平肩从动链轮与平肩链条啮合，平肩链条的末端通过平肩线卡与平肩钢丝绳的一端连接；所述平肩钢丝绳的另一端穿过平肩T形塑料板块与电机箱中的电机连接；所述平肩轴端面卡环固定在平肩矩形长板块上；平肩关节轴的另一端穿过平肩矩形长板块和平肩轴端面卡环与平肩角度位移传感器的轴心连接；平肩角度位移传感器的外表面与平肩轴承矩形盒固定连接；

所述立肩关节组件包括立肩角度位移传感器、Z形长薄板、立肩关节轴、立肩轴承矩形盒、立肩角接触球轴承、立肩矩形长薄板、立肩轴端面卡环、立肩轴套、第二法兰盘、短导管杆、第三法兰盘、立肩从动链轮、立肩链条、立肩线卡、立肩钢丝绳和立肩T形塑料板块；所述平肩矩形长板块的另一端通过第三法兰盘与短导管杆连接；所述短导管杆的另一端通过第二法兰盘与上立肩轴承矩形盒连接；立肩轴承矩形盒内部安装有两个立肩角接触球轴承；所述立肩轴套安装在各自立肩角接触球轴承外侧，对立肩角接触球轴承轴向固定；立肩关节轴安装于两个立肩角接触球轴承之间；所述立肩矩形长薄板固定在立肩轴承矩形盒上；所述立肩T形塑料板块安装在立肩矩形长薄板上；立肩关节轴的一端穿过立肩矩形长薄板的通孔，其末端安装有立肩从动链轮；所述立肩从动链轮与立肩链条啮合，立肩链条的末端通过立肩线卡与立肩钢丝绳的一端连接；所述立肩钢丝绳的另一端穿过立肩T形塑料板块与电机箱中的电机连接；所述立肩轴端面卡环与Z形长薄板连接；立肩关节轴的另一端与Z形长薄板连接；立肩关节轴的另一端依次穿过Z形长薄板和立肩轴端面卡环与立肩角度位移传感器的轴心连接；立肩角度位移传感器的外表面与立肩轴承矩形盒固定连接；

上臂组件包括锲形薄圆环、圆环外圈、滚珠、圆环内圈、圆形齿条、Z形短薄板、T形薄板、上臂电机、勾形薄板、小圆齿轮和上臂角度位移传感器；所述Z形长薄板的另一端与T形薄板连接；所述T型薄板与圆环外圈连接；所述圆环外圈内侧具有凸台；所述圆环内圈外侧固定有锲形薄圆环；所述圆环外圈与圆环内圈之间有间隙，滚珠适配于圆环外圈与圆环内圈之间的间隙中；所述圆环内圈下端固定有圆形齿条，圆形齿条与小圆齿轮啮合；所述勾形薄板的一端与圆环外圈连接，另一端与上臂角度位移传感器的外表面固定连接；所述上臂电机安装在勾形薄板上，其传动轴穿过勾形薄板与小圆齿轮的轮心连接；所述上臂电机的传动轴末端与上臂角度位移传感器的轴心连接；

所述前臂组件包括前臂电机、小凸台、前臂角度位移传感器、长薄板块、椭圆环和手柄；所述长薄板块一端与Z形短薄板连接，另一端通过螺栓与椭圆环连接；所述前臂电机与Z形短薄板连接；前臂电机的输出轴依次穿过Z形短薄板和长薄板块的通孔与小凸台连接，同时小凸台固定在长薄板块上；所述手柄安装于椭圆环的侧面；前臂电机的输出轴末端与前臂角度位移传感器的轴心连接；前臂角度位移传感器的外表面上与Z形短薄板固定连接；

所述电机箱组件包括主动电机链轮、主动电机链条、主动电机钢丝绳、主动电机、机箱板、矩形小板块、主动电机线卡和主动电机钢丝绳线管；所述主动电机线卡固定在机箱板上；所述主动电机固定在机箱板上，其输出端轴穿过机箱板的孔与主动电机链轮连接，主动电机链轮与主动电机链条啮合，主动电机链条连接主动电机钢丝绳；主动电机钢丝绳通过主动电机线卡固定；所述矩形小板块的一侧面固定在机箱板上，矩形小板块上开有沉头孔；所述主动电机钢丝绳穿过主动电机钢丝绳线管分别与上肩钢丝绳、平肩钢丝绳和立肩钢丝绳连接。