雙層折回驅動的兩級回轉機構的制作方法

本發明實施例涉及一種驅動機構，尤其涉及一種雙層折回驅動的兩級回轉機構。

背景技術：

機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現的工業機器人，也是最早出現的現代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。廣義上的機械手不一定都是復雜的模仿人的手的結構，在工業生產中，類似于手臂結構的裝置也是有較為廣泛的應用，例如通過驅動機構驅動可轉動的連桿部件，來實現對生產線上的物體的撥動、阻攔等功能，此外，還有許多機械手也是針對殘疾人設計，來充當殘疾人的假肢，從而讓殘疾人具有一定的抓取物體的能力。

在機械手的機構中，需要通過驅動機構來驅動手臂或手指，使得手臂或者手指能夠沿著關節轉動，從而實現對物體的抓取。手臂或者手指的轉動需要通過驅動源來實現，現有技術中一般通過電機驅動來完成，而電機通過輸出軸轉動的方式輸出動力，需要經過一定的傳動機構設計才能輸出到手臂或手指上來帶動其轉動。現有技術的傳動機構設計占用空間較大，或者對關節部分影響較大，需要對關節部分進行特殊設計等。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種雙層折回驅動的兩級回轉機構，以節省驅動機構所占用的空間。

為了實現上述目的，本發明實施例提供了一種雙層折回驅動的兩級回轉機構，其包括電機機架、層間傳動機構、電機、螺桿以及與所述螺桿配合的螺母、被驅動部件以及復位機構，所述被驅動部件包括兩級連桿結構，所述電機固定在所述電機機架內，并通過輸出軸與所述層間傳動機構的第一轉動體連接，所述螺桿和螺母設置于所述電機機架的下方，所述螺桿的一端與所述層間傳動機構的第二轉動體連接，所述第一轉動體和第二轉動體之間傳動連接，所述螺母設置在所述電機機架下部，所述螺母在徑向方向上相對于所述電機機架固定，并能夠相對所述電機機架在軸向方向上運動，所述螺母與所述電機位于所述層間傳動機構的同側，所述螺桿的軸向方向固定，當所述螺桿轉動時，帶動所述螺母在軸向方向運動，所述螺母上設置有與所述被驅動部件連接的連接部，用于通過所述螺母在軸向方向的運動驅動所述被驅動部件運動，所述兩級連桿結構的第一級連桿的一端通過第一轉軸與所述電機機架可轉動連接，所述兩級連桿結構的第二級連桿的一端與所述第一級連桿的另一端通過第二轉軸可轉動連接，在所述第二級連桿與所述電機機架之間設置有第一拉桿，所述第一拉桿的一端通過第三轉軸與所述電機機架可轉動連接，所述第一拉桿的另一端通過第四轉軸與所述第二級連桿可轉動連接，所述第三轉軸設置于所述第一轉軸的上方，所述第四轉軸設置于所述第二轉軸的下方，所述第一拉桿與所述第一級連桿形成交叉結構，所述第一級連桿通過柔性連接部件或者可彎折連接部件與所述螺母上的連接部連接，所述復位機構設置在所述第二級連桿與所述第一級連桿連接處，用于向所述第二級連桿施加與所述螺母對所述被驅動部件的驅動力所產生的作用相反的復位力。

本發明實施例提供的雙層折回驅動的兩級回轉機構，通過采用雙層折回傳動結構，配合螺桿和螺母的特殊設計，使得動力源的原始輸出和對被驅動部件的驅動輸出分別位于兩層，并且通過層間傳動機構實現了折回，從而節省軸向傳動輸出所占用的空間。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的雙層折回驅動機構的原理示意圖之一。

圖2為本發明實施例一的雙層折回驅動機構的原理示意圖之二。

圖3為本發明實施例二的雙層折回驅動機構的原理示意圖之一。

圖4為本發明實施例二的雙層折回驅動機構的原理示意圖之二。

圖5為本發明實施例二的雙層折回驅動機構的原理示意圖之三。

圖6為本發明實施例二的雙層折回驅動機構的原理示意圖之四。

圖7為本發明實施例三的雙層折回驅動機構的原理示意圖之一。

圖8為本發明實施例三的雙層折回驅動機構的原理示意圖之二。

圖9為本發明實施例三的雙層折回驅動機構的原理示意圖之三。

圖10為本發明實施例三的雙層折回驅動機構的原理示意圖之四。

圖11為本發明實施例四的雙層折回驅動機構的原理示意圖之一。

圖12為本發明實施例四的雙層折回驅動機構的原理示意圖之二。

圖13為本發明實施例四的雙層折回驅動機構的原理示意圖之三。

圖14為本發明實施例四的雙層折回驅動機構的原理示意圖之四。

附圖標號說明：31-電機機架；32-層間傳動機構；311-電機；34-螺桿；35-螺母；321-第一轉動體；322-第二轉動體；323-上層軸承；324-下層軸承；38-被驅動部件；39-連接部；40-第一轉軸；41-彈性體；42-第一級連桿；43-第二級連桿；44-第二轉軸；45-第一拉桿；46-第三轉軸；47-第四轉軸；48-扭簧；49-第二拉桿；50-第一連桿轉軸；51-第二連桿轉軸；52-第一拉桿轉軸；53-第二拉桿轉軸。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

實施例一

如圖1和圖2所示，其為本發明實施例的雙層折回驅動機構的原理示意圖，本發明實施例的雙層折回驅動機構包括電機機架31、層間傳動機構32、電機311、螺桿34以及與螺桿34配合的螺母35。

電機311固定在電機機架31內，并通過輸出軸與層間傳動機構32的第一轉動體321連接。在實際應用中，由于電機311輸出的轉速可能和實際需要的轉速有所差別，因此，還可以包括減速組件，用以對電機輸出的轉速進行調節，減速組件設置在電機311的輸出端，輸出軸通過減速組件與電機311的輸出端連接。

螺桿34和螺母35設置于電機機架31的下方，螺母35在徑向方向上相對于電機機架31固定，并能夠相對電機機架31在軸向方向上運動，螺桿34的一端與層間傳動機構32的第二轉動體322連接，第一轉動體321和第二轉動體322之間傳動連接。

這里所說的螺母35在徑向方向上相對于電機機架31固定是指，螺母35在徑向方向上被束縛，而軸向方向上放開，從而當螺桿34轉動時，螺母35能夠在徑向上運動。

具體的實現方式可以有多種，例如，電機機架31的下部可以設置有滑動導軌，螺母35可以通過滑動導軌與電機機架31連接，使得該螺母35在徑向方向上(圖中的上下方向)與電機機架31固定連接，在軸向方向上能夠滑動。該滑動導軌也可以不具有承載作用，僅僅提供徑向上的束縛作用，當然，較為優選地，螺母35卡接于滑動導軌上，從而使得該滑動導軌起到一定的承載作用，即使得螺母35在除了軸向方向可以運動外，其他方向的自由度被滑動導軌固定，這樣，螺母35通過滑動導軌與電機機架31連接可以將電機機架31作為下層螺桿34和螺母35機構的承載體，即滑動導軌除了起到對螺母35的水平運動的導向作用以外，還起到了的一定的承重的作用，從而可以一定程度上減少下層機構中的承重結構，我們可以將這種雙層折回驅動機構稱作為滑軌式雙層折回驅動機構。

再例如，螺母35與電機機架31可以在徑向上通過銷釘固定連接，而銷釘可以通過設置在電機機架31上的滑槽在軸向方向運動。再例如，還可以通過電機機架31和螺母35的形狀設計來實現徑向方向的固定，電機機架31和螺母35的形狀設計為在徑向方向上彼此貼合并且轉動互斥，螺母35能夠在電機機架31的下表面滑動，例如電機機架31和螺母35均設計為方形，并且彼此貼合，在螺母35與電機機架31的下表面貼合的情況下，螺母35無法在徑向方向上轉動，從而實現在徑向上的相對固定，通過這樣的結構可以在機械復雜度很低的情況下實現徑向固定軸向滑動的設計，并且使得結構緊密，節省空間。

其中，上述的第一轉動體321和第二轉動體322之間可以通過齒輪嚙合傳動連接，即第一轉動體321和第二轉動體322可以為相互嚙合的兩個齒輪，此外，第一轉動體321和第二轉動體322之間也可以通過鏈條或皮帶傳動連接。此外，如圖2所示，層間傳動機構32還可以包括固定于電機機架上的雙層軸承(彼此固定連接的上層軸承和下層軸承，可以是獨立于電機機架的部件，也可以是與電機機架一體設置的，作為電機機架的一部分而存在)，輸出軸穿過雙層軸承的上層軸承323與第一轉動體321連接，螺桿34穿過雙層軸承的下層軸承324與第二轉動體322連接。通過雙層軸承能夠將下層螺桿34以及螺母35等下層部件在進行方向上固定于電機機架31上，起到一定的固定和承載作用，彼此固定連接的上層軸承323和下層軸承324能夠使得上下層驅動機構緊密固定在一起，提高整體機構的穩定性。

螺母35設置在電機機架31下部，并能夠相對電機機架31滑動，(圖1中螺母下方的雙向箭頭代表螺母的滑動方向)螺母35與電機311位于層間傳動機構32的同側。優選地，螺母35的遠離層間傳動機構32的一側為封閉結構，與被驅動部件連接的連接部39可以設置于螺母35的遠離層間傳動機構的一側的端面上，圖中僅示意性地指出了連接部39的大致位置。

此外，設置于電機機架31下方的螺桿34在軸向方向(圖中的水平方向)固定，當螺桿34轉動時，帶動螺母35在軸向方向運動，螺母35上設置有與被驅動部件38連接的連接部39，用于通過螺母在軸向方向的運動驅動被驅動部件運動。這里的連接部39可以是用于固定繩體的機構或者是用于固定連桿機構的樞軸或者鉸鏈機構等，可以理解為用于固定螺母35與被驅動部件38之間的連接部件的機構或者位置區域。

這里的被驅動部件38可以與電機機架31連接，也可以是與電機機架31無連接關系的其他部件。

本實施例的技術方案可以應用于如下場景，被驅動部件位于電機機架的下方，而電機以及減速組件需要固定在電機機架中，并且電機的輸出軸所在的方向與被驅動部件所在的方向不一致(例如電機輸出軸的方向向左，而被驅動部件所在的位置為電機機架的右側)，在這樣的情況下，可以很好地應用本實施例的結構，解決上述問題，并且能夠充分節省軸向空間。此外，在上述機構中，螺桿和螺母機構具有自鎖功能，當電機停止輸出扭矩時，螺母的位置會保持不動，從而具有一定的位置記憶功能，同時也使得在電機輸出停止的情況下，被驅動部件不會向反方向運動。

綜上所述，本實施例的雙層折回驅動機構，其作為動力源的電機位于電機機架內，通過輸出軸沿著水平方向向外輸出轉矩，如圖1所示，輸出軸最終將電機輸出的轉矩傳遞至位于電機機架一端的第一轉動體，然后第一轉動體通過傳動連接將轉矩向下層輸出，然后通過設置于下層的螺桿和螺母將電機輸出的轉矩轉換為螺母的直線進給運動，并最終通過螺母向被驅動部件輸出驅動力，驅動力主要是來自于螺母進行進給運動時產生的牽引力，從而帶動被驅動部件運動。從圖中可以看出，整個動力輸出路線從上層到下層呈現了折回路徑，從而充分節省了軸向傳動輸出所占用的空間，螺母以可滑動的方式設置于電機機架的下部，也充分利用了電機機架作為直線進給運動的載體，并且也使得上下層機構能夠結構緊湊，進一步減小機構所占的空間。

需要說明的是，本實施例中的所說的“上”、“下”等方位是指部件中的相對位置，當然在上述雙層折回驅動機構沿著垂直方向設置時，“上”、“下”即指相對于地面的上下，上述的導軌以及雙層軸承將會提供相對于重力而言的承載力。但是本領域技術人員應當理解，當上述雙層折回驅動機構沿著其他方向設置時，例如水平放置，上述的導軌以及雙層軸承也會提供抵御來自水平方向的其他拉力等，從而使得上下層的驅動部件緊密連接在一起。此外，作為一種變形結構，上述的雙層折回驅動機構可以設置于腔體中，通過腔體將上下層的驅動結構在徑向方向上彼此緊密固定在一起，該腔體可以預留出與被驅動部件連接開口。

另外，需要說明的是，上述的雙層折回驅動機構能夠作為一個獨立的驅動單元進行生產制造，通過將被驅動部件連接的連接部標準化，即提供標準的對外連接接口，能夠方便地與其他被驅動部件連接。上述的雙層折回驅動機構不限于應用在機械手的領域，還可以提供多種工業技術上的應用，例如，上述的被驅動部件可以是需要在一定范圍內進行轉動的擋板機構，再例如，上述的被驅動部件可以是進行直線運動的擠壓機構等，通過本實施例的雙層折回驅動機構都能夠提供驅動力，能夠在占用空間很小的情況下提供驅動力。

實施例二

如圖3至圖6所示，其為本發明實施例二的雙層折回驅動機構的原理示意圖，在圖1所示的結構圖的基礎上，增加了被驅動部件38。該被驅動部件38通過第一轉軸40與電機機架31可轉動連接，在螺母35的驅動下(圖3至圖4中螺母下方的雙向箭頭代表螺母的滑動方向)，被驅動部件38能夠相對于電機機架31轉動(圖3中被驅動部件末端的箭頭代表被驅動部件的轉動方向)。

進一步地，由于被驅動部件38的運動軌跡和螺母35不同，并且運動軌跡也不是平行或者在一條直線上，因此，被驅動部件38與螺母35之間優選采用柔性連接部件或者可彎折連接部件作為連接部件，以避免鎖死狀態的出現，連接部件可以連接在螺母35的連接部39上。具體地，被驅動部件38與螺母35之間可以通過繩體(如圖3和圖4所示)或者連桿機構(如圖5所示)連接，其中，連桿機構可以采用兩節或者兩節以上的連桿均可。

通過上述結構，在螺母35進行直線運動的過程中，繩體或者連桿機構拉動被驅動部件38，繩體或者連桿機構在被驅動部件38上的固定點與第一轉軸40之間形成力矩，從而使得被驅動部件38以第一轉軸40為中心進行轉動。

由于在上述機構中，增加了被驅動部件，并且被驅動部件是以可轉動的方式連接在電機機架上的，因此，上述機構也可以稱作雙層折回驅動的轉動機構。

此外，在電機機架31還可以設置有復位機構，用于施加與螺母35對被驅動部件38的驅動力相反的復位力。該復位力的作用在于能夠使得被驅動部件38始終受到兩個方向的作用力，即來自螺母35的驅動力和來自復位機構的復位力，從而使得被驅動部件38在運動過程中以及在停止在任意位置的狀態下始終保持穩定狀態，另外，該復位機構的作用還在于當螺母35沿著圖中向右運動時，通過復位力的牽引能夠使得被驅動部件38向上轉動，從而實現復位，整體來說，螺母35施加的驅動力能夠使得被驅動部件38向下轉動，而復位力使得該被驅動部件38向上轉動。

該復位機構可以是設置在第一轉軸40上的扭簧，也可以是提供與被驅動部件38的轉動方向相反的驅動力的其他動力源，例如，可以在電機機架31上設置一個彈性部件，并將該彈性部件與被驅動部件38之間通過柔性部件連接，在被驅動部件38向下轉動時，彈性部件被拉伸提供一個相反作用力，或者叫復位力。再例如，如圖6所示，復位機構也可以是連接在機架和被驅動部件之間的彈性體41，該彈性體41在被驅動部件38向下轉動時，提供與轉動方向相反的拉力，從而在電機反向轉動時，通過彈性體41的拉力能夠使得被驅動部件38向上轉動。

如實施例一所說明的，螺桿34和螺母35機構具有自鎖功能，當電機311停止輸出扭矩時，螺母35的位置會保持不動，從而具有一定的位置記憶功能，也使得在電機311輸出停止的情況下，被驅動部件38不會向反方向運動，在此基礎上，如果還存在復位力，則會使得被驅動部件38保持在當前位置不動，從而具有對被驅動部件38的位置鎖定功能。

由于在上述機構中，增加了被驅動部件和復位機構，因此，上述機構也可以稱作雙層折回驅動的回轉機構。

需要說明的是，上述的復位機構只是本發明實施例的一種優選方式，在需要復位場景下，也可以不用設置專門的復位機構，而是借助外部力量進行復位，例如，當雙層折回驅動機構中的螺桿和螺母垂直向下設置時(將附圖順時針轉動90度)，被驅動部件可以依靠自身的重力在垂直于螺桿方向的分力提供復位力。

本實施例的機構，通過將電機輸出的動力以折回的方式從上層引導到下層，并且改變了電機的動力輸出方向，從而回避將電機的動力輸出直接經過被驅動部件與電機機架的連接部分，從而不需要對被驅動部件與電機機架的連接部分進行復雜的設計，從而降低了這部分的復雜度。需要說明的是，在機械手領域中，被驅動部件與電機機架的連接部分可以視為是關節部分，本實施例的機構設計，充分降低了關節部分的復雜度。例如，上述的被驅動部件可以是機械手的手指，而雙層折回驅動機構可以設置于手掌中。此外，還需要說明的是，本實施例的驅動機構不只是能夠應用于機械手的領域，還可以應用于其他具有關節的仿生機械結構部分，例如，模擬大腿和小腿的機械結構，電機機架和螺桿螺母結構位于大腿上，被驅動部件為小腿。

實施例三

如圖7至圖10所示，其為本發明實施例三的雙層折回驅動機構的原理示意圖。本實施例與實施例二不同之處在于，本實施例的被驅動部件包括兩級連桿結構，相應地，螺母對其驅動的方式也有所不同。

上述兩級連桿結構的第一級連桿42的一端通過第一轉軸40與電機機架31可轉動連接，兩級連桿結構的第二級連桿43的一端與第一級連桿42的另一端通過第二轉軸44可轉動連接，在第二級連桿43與電機機架31之間設置有第一拉桿45，第一拉桿45的一端通過第三轉軸46與電機機架31可轉動連接，第一拉桿45的另一端通過第四轉軸47與第二級連桿43可轉動連接，第三轉軸46設置于第一轉軸40的上方，第四轉軸47設置于第二轉軸44的下方，第一拉桿45與第一級連桿42形成交叉結構。

進一步地，由于第一拉桿45的運動軌跡和第一級連桿42不同，并且運動軌跡也不是平行或者在一條直線上，因此，第一級連桿42可以設置有中空區域，第一拉桿45穿過該中空區域與第一級連桿42形成交叉結構。此外，由于第一級連桿42的運動軌跡和螺母35不同，并且運動軌跡也不是平行或者在一條直線上，因此，第一級連桿42可以通過柔性連接部件或者可彎折連接部件作為連接部件，以避免鎖死狀態的出現，連接部件可以連接在螺母35的連接部39上。具體地，第一級連桿42與螺母35之間可以通過繩體或者連桿機構(如圖7所示)連接，其中，連桿機構可以采用兩節或者兩節以上的連桿均可。

通過上述結構，在螺母35進行直線運動的過程中，繩體或者連桿機構拉動第一級連桿42，繩體或者連桿機構在第一級連桿42上的固定點與第一轉軸40之間形成力矩，從而使得第一級連桿42以第一轉軸40為中心進行轉動。在第一級連桿42進行運動的過程中，第一拉桿45在第四轉軸47與第二轉軸44之間形成力矩，從而使得第二級連桿43以第二轉軸44為中心進行轉動，實現在近端施加驅動力，能夠同時使遠端動作。如圖7所示，在圖7的狀態下，第一級連桿42和第二級連桿43處于水平狀態，當螺母35在電機311的帶動下向左運動時，第一級連桿42和第二級連桿43發生轉動，根據螺母35的形成設計以及螺母與第一級連桿42之間的連接部件的設計可以控制最終的第一級連桿42和第二級連桿43的轉動范圍，如圖8所示，第一級連桿42和第二級連桿43可以在螺母35的帶動下從圖7的狀態變化為圖8所示的狀態。

由于在上述機構中，增加了兩級連桿結構，并且兩級連桿結構是以可轉動的方式順次連接在電機機架上的，因此，上述機構也可以稱作雙層折回驅動的兩級轉動機構。

此外，在第二級連桿43與第一級連桿42連接處還可以設置有復位機構，用于施加與螺母35對被驅動部件的驅動力所產生的作用相反的復位力，這里的所說的螺母35對被驅動部件的驅動力所產生的作用實際上是指：螺母35的水平運動帶動第一級連桿42轉動，進而第一級連桿42通過第一拉桿45帶動第二級連桿43轉動。因此，可以認為這里的復位機構實際上施加了與第一拉桿45對第二級連桿43的驅動力相反的復位力。該復位機構的作用在于能夠使得第二級連桿43始終受到兩個方向的作用力，即來自第一拉桿45的驅動力和來自復位機構的復位力，從而使得第二級連桿43在運動過程中以及在停止在任意位置的狀態下始終保持穩定狀態，另外，該復位機構的作用還在于當螺母35沿著圖中向右運動時，通過復位力的牽引能夠使得第二級連桿43向上轉動，從而實現復位，整體來說，螺母35施加的驅動力能夠使得第一級連桿42以及第二級連桿43向下轉動，而復位力使得第二級連桿43向上轉動。

該復位機構具體可以是設置在第二轉軸44上的扭簧48，也可以是提供與第二級連桿43的轉動方向相反的驅動力的其他動力源，例如，可以在第一級連桿42上設置一個彈性部件，并將該彈性部件與第二級連桿43之間通過柔性部件連接，在被第二級連桿43向下轉動時，彈性部件被拉伸提供一個相反作用力，或者叫復位力。例如，如圖9和圖10所示，扭簧48具有兩個延伸部，分別向第一級連桿42和第二級連桿43方向延展，并向第一級連桿42和第二級連桿43施加使第一級連桿42和第二級連桿43恢復到預設角度的復位力，從而在電機311反向轉動時，通過扭簧48的彈力能夠使得第二級連桿43向上轉動(圖10中分別垂直于第一級連桿和第二級連桿的箭頭代表復位力的方向)。

如圖10所示，在圖10的狀態下，第一級連桿42和第二級連桿43處于垂直狀態，當螺母35在電機311的帶動下向右運動時，第一級連桿42和第二級連桿43發生轉動，根據扭簧48的形成設計以及第一拉桿45與第一級連桿42以及第二級連桿43之間的設計可以控制最終的第一級連桿42和第二級連桿43的轉動范圍，如圖9所示，第一級連桿42和第二級連桿43可以在扭簧48的帶動下從圖10的狀態變化為圖9所示的狀態。

如實施例一所說明的，螺桿34和螺母35機構具有自鎖功能，當電機311停止輸出扭矩時，螺母35的位置會保持不動，從而具有一定的位置記憶功能，也使得在電機311輸出停止的情況下，第二級連桿43不會向反方向運動，在此基礎上，如果還存在復位力，則會使得第二級連桿43保持在當前位置不動，從而具有對第二級連桿43的位置鎖定功能。

此外，作為一種可選的方案，本實施例中的復位機構也可以和上述的實施例二一樣，設置在電機機架31上，具體可以設置在第一級連桿42的一端與電機機架31的連接處。該復位機構用于施加與螺母35對第一級連桿42的驅動力相反的復位力。該復位力的作用在于能夠使得第一級連桿42始終受到兩個方向的作用力，即來自螺母35的驅動力和來自復位機構的復位力，從而使得第一級連桿42在運動過程中以及在停止在任意位置的狀態下始終保持穩定狀態，另外，該復位機構的作用還在于當螺母35沿著圖中向右運動時，通過復位力的牽引能夠使得第一級連桿42向上轉動，從而實現復位，整體來說，螺母35施加的驅動力能夠使得第一級連桿42向下轉動，而復位力使得該第一級連桿42向上轉動。與此同時，第一級連桿42的運動或者受力，還會通過第一拉桿45向第二級連桿43作用，從而實現第二級連桿43的鎖定或者復位等。

具體地，該復位機構可以是設置在第一轉軸40上的扭簧，也可以是提供與第一級連桿42的轉動方向相反的驅動力的其他動力源，例如，可以在電機機架31上設置一個彈性部件，并將該彈性部件與第一級連桿42之間通過柔性部件連接，在第一級連桿42向下轉動時，彈性部件被拉伸提供一個相反作用力，或者叫復位力。

當然作為，可選方式，也可以在第一級連桿42的一端與電機機架31的連接處、二級連桿43與第一級連桿42連接處均設置復位機構，從而增加整體的上的復位力。

由于在上述機構中，增加了兩級連桿結構和復位機構，因此，上述機構也可以稱作雙層折回驅動的兩級回轉機構。

需要說明的是，上述的復位機構只是本發明實施例的一種優選方式，在需要復位場景下，也可以不用設置專門的復位機構，而是借助外部力量進行復位，例如，當雙層折回驅動機構中的螺桿和螺母垂直向下設置時(將附圖順時針轉動90度)，第二級連桿可以依靠自身的重力在垂直于螺桿方向的分力提供復位力。

本實施例的機構，通過將電機輸出的動力以折回的方式從上層引導到下層，并且改變了電機的動力輸出方向，從而回避將電機的動力輸出直接經過第一級連桿、第二級連桿以及電機機架的連接部分，從而不需要對第一級連桿、第二級連桿以及電機機架的連接部分進行復雜的設計，從而降低了這部分的復雜度。需要說明的是，在機械手領域中，第一級連桿、第二級連桿以及電機機架的連接部分可以視為是關節部分，本實施例的機構設計，充分降低了關節部分的復雜度。例如，上述的第一級連桿可以是機械手的基指節，上述的第二級連桿可以是機械手的近指節，而雙層折回驅動機構可以設置于手掌中。此外，還需要說明的是，本實施例的驅動機構不止是能夠應用于機械手的領域，還可以應用于其他具有關節的仿生機械結構部分，例如，模擬大腿和小腿的機械結構，電機機架和螺桿螺母結構位于大腿上，第一級連桿可以為小腿，第二級連桿可以為腳。

實施例四

如圖11至14所示，其為本發明實施例四的雙層折回驅動機構的原理示意圖。本實施例與實施例三不同之處在于，本實施例的被驅動部件包括多級連桿結構，在本實施例中，多級連桿至少為三級以上，及存在三個順次連接的連桿。相應地，螺母對其驅動的方式也有所不同。

上述多級連桿之間通過第二連桿轉軸51可轉動地順次連接，第一級連桿42通過第一連桿轉軸50與電機機架31可轉動連接，并且第一級連桿42通過柔性連接部件或者可彎折連接部件與螺母35上的連接部39連接，第二級連桿43通過第一拉桿45與電機機架31連接，第一拉桿45的兩端通過第一拉桿轉軸52與電機機架31和的第二級連桿43可轉動連接，第一拉桿45與第一級連桿42形成交叉結構。

在第二級連桿之后，每間隔一級連桿的兩級連桿之間均連接有第二拉桿49(作為示例性的，圖11至圖14中僅以四級連桿作為示例進行說明)，第二拉桿49的兩端通過第二拉桿轉軸53與兩級連桿分別可轉動連接，第二拉桿49與被間隔的一級連桿形成交叉結構。

進一步地，由于拉桿的運動軌跡和連桿不同，并且運動軌跡也不是平行或者在一條直線上，因此，每級連桿均可以具有中空區域，第一拉桿45和第二拉桿49穿過該中空區域與第一級連桿42和被間隔的一級連桿形成交叉結構。此外，由于第一級連桿42的運動軌跡和螺母35不同，并且運動軌跡也不是平行或者在一條直線上，因此，第一級連桿42可以通過柔性連接部件或者可彎折連接部件作為連接部件，以避免鎖死狀態的出現，連接部件可以連接在螺母35的連接部39上。具體地，第一級連桿42與螺母35之間可以通過繩體或者連桿機構(如圖11所示)連接，其中，連桿機構可以采用兩節或者兩節以上的連桿均可。

通過上述結構，在螺母35進行直線運動的過程中，繩體或者連桿機構拉動第一級連桿42，繩體或者連桿機構在第一級連桿42上的固定點與第一轉軸40之間形成力矩，從而使得第一級連桿42以第一轉軸40為中心進行轉動。在第一級連桿42進行運動的過程中，第一拉桿45在第四轉軸47與第二轉軸44之間形成力矩，從而使得第二級連桿43以第二轉軸44為中心進行轉動，同理，第二級連桿43之后的連桿的轉動方式依此類推，實現在近端施加驅動力，能夠同時使遠端動作。如圖11所示，在圖11的狀態下，第一級連桿42和第二級連桿43處于平行狀態，當螺母35在電機311的帶動下向左運動時，第一級連桿42和第二級連桿43發生轉動，根據螺母35的形成設計以及螺母35與第一級連桿42之間的連接部件的設計可以控制最終的第一級連桿42和第二級連桿43的轉動范圍，如圖12所示，第一級連桿42和第二級連桿43可以在螺母35的帶動下從圖11的狀態變化為圖12所示的狀態。

由于在上述機構中，增加了多級連桿結構，并且多級連桿結構是以可轉動的方式順次連接在電機機架上的，因此，上述機構也可以稱作雙層折回驅動的多級轉動機構。

此外，在多級連桿之間的連接處還可以設置有復位機構，如圖中所示，相鄰的多級連桿之間形成多個連接部分，在至少一個連接部分上可以設置有復位機構(可以只在一處設置，也可以是多處或者全部)，用于向各級連桿中的部分或者全部施加與螺母對第一級連桿的驅動力的作用相反的復位力。這里所說的螺母對第一級連桿的驅動力的作用實際上是指：螺母35的水平運動帶動第一級連桿42轉動，進而第一級連桿42通過第一拉桿45帶動第二級連桿43轉動，第二級連桿42的轉動又會通過第二拉桿49帶動第三級連桿轉動，依次類推地作用，從而帶動這個多級連桿的運動。因此，設置在連接處的復位機構可以認為施加了與前一級連桿對后一級連桿的驅動力相反的復位力。以在各級連桿間的連接處均設置復位機構為例，該復位力的作用在于能夠使得各級連桿始終受到兩個方向的作用力，即來自拉桿的驅動力和來自復位機構的復位力，從而使得各級連桿在運動過程中以及在停止在任意位置的狀態下始終保持穩定狀態，另外，該復位機構的作用還在于當螺母35沿著圖中向右運動時，通過復位力的牽引能夠使得各級連桿向上轉動，從而實現復位，整體來說，螺母35施加的驅動力能夠使得各級連桿向下轉動，而復位力使得各級連桿向上轉動。

該復位機構可以是設置在連桿轉軸上的扭簧48，也可以是提供與各級連桿的轉動方向相反的驅動力的其他動力源，例如，可以在前一級連桿上設置一個彈性部件，并將該彈性部件與后一級連桿之間通過柔性部件連接，在連桿向下轉動時，彈性部件被拉伸提供一個相反作用力，或者叫復位力。例如，如圖13和圖14所示，扭簧48具有兩個延伸部，分別向前一級連桿和后一級連桿方向延展，并向前一級連桿和后一級連桿施加使前一級連桿和后一級連桿恢復到預設角度的復位力，從而在電機311反向轉動時，通過扭簧48的彈力能夠使得后一級連桿向上轉動(圖14中分別垂直于前一級連桿和后一級連桿的箭頭代表復位力的方向)。其中，如圖13和圖14所示，扭簧48的兩個延伸部，分別插接在前一級連桿和后一級連桿的端部。

如實施例一所說明的，螺桿34和螺母35機構具有自鎖功能，當電機311停止輸出扭矩時，螺母35的位置會保持不動，從而具有一定的位置記憶功能，也使得在電機311輸出停止的情況下，各級連桿不會向反方向運動，在此基礎上，如果還存在復位力，則會使得各級連桿保持在當前位置不動，從而具有對各級連桿的位置鎖定功能。

此外，作為一種可選的方案，本實施例中的復位機構也可以和上述的實施例二一樣，設置在電機機架31上，具體可以設置在第一級連桿42的一端與電機機架31的連接處。該復位機構用于施加與螺母35對第一級連桿42的驅動力相反的復位力。該復位力的作用在于能夠使得第一級連桿42始終受到兩個方向的作用力，即來自螺母35的驅動力和來自復位機構的復位力，從而使得第一級連桿42在運動過程中以及在停止在任意位置的狀態下始終保持穩定狀態，另外，該復位機構的作用還在于當螺母35沿著圖中向右運動時，通過復位力的牽引能夠使得第一級連桿42向上轉動，從而實現復位，整體來說，螺母35施加的驅動力能夠使得第一級連桿42向下轉動，而復位力使得該第一級連桿42向上轉動。與此同時，第一級連桿42的運動或者受力，還會通過第一拉桿45向第二級連桿43作用，從而實現第二級連桿43的鎖定或者復位等，而如圖所示，通過各級連桿之間的傳動設計，這種復位力也繼續向下一級傳遞，帶動這個多級連桿的運動或者受力。

具體地，該復位機構可以是設置在第一轉軸40上的扭簧，也可以是提供與第一級連桿42的轉動方向相反的驅動力的其他動力源，例如，可以在電機機架31上設置一個彈性部件，并將該彈性部件與第一級連桿42之間通過柔性部件連接，在第一級連桿42向下轉動時，彈性部件被拉伸提供一個相反作用力，或者叫復位力。

當然作為，可選方式，也可以在第一級連桿42的一端與電機機架31的連接處、各級連桿之間的連接處均設置復位機構，從而增加整體的上的復位力。

由于在上述機構中，增加了多級連桿結構和復位機構，因此，上述機構也可以稱作雙層折回驅動的多級回轉機構。

需要說明的是，上述的復位機構只是本發明實施例的一種優選方式，在需要復位場景下，也可以不用設置專門的復位機構，而是借助外部力量進行復位，例如，當雙層折回驅動機構中的螺桿和螺母垂直向下設置時(將附圖順時針轉動90度)，各級連桿可以依靠自身的重力在垂直于螺桿方向的分力提供復位力。

本實施例的機構，通過將電機輸出的動力以折回的方式從上層引導到下層，并且改變了電機的動力輸出方向，從而回避將電機的動力輸出直接經過多級連桿以及電機機架的連接部分，從而不需要對多級連桿以及電機機架的連接部分進行復雜的設計，從而降低了這部分的復雜度。需要說明的是，在機械手領域中，多級連桿以及電機機架的連接部分可以視為是關節部分，本實施例的機構設計，充分降低了關節部分的復雜度。此外，還需要說明的是，本實施例的驅動機構不止是能夠應用于機械手的領域，還可以應用于其他具有關節的仿生機械結構部分，例如，模擬大腿和小腿的機械結構。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。