[發明專利]具有偏置輸出的3自由度球面并聯仿生肩關節

無效

• 申請號: 200810055021.8
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN101301755A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 周玉林;高峰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所
• 代理人: 鄂長林

1.一種具有偏置輸出的3自由度球面并聯仿生肩關節，包括3自由度球面并聯機構、中心球面鉸鏈和偏置輸出桿單元，所述的3自由度球面并聯機構包括固定平臺(10)、3個連接柱(21)、固定環(22)、驅動輸入軸(9，9′，9″)、下連桿(11，11′，11″)、上連桿(13，13′，13″)、上、下連桿構成轉動的銷軸(12，12′，12″)、動平臺(14)、以及動平臺(14)和上連桿上端構成轉動的銷軸(15，15′，15″)；所述的中心球面鉸鏈包括雙耳支架(7)、下支撐桿(8)、撥叉銷軸(4，4′)、扁-圓直輸出桿(16)、支撐銷軸(1、1′)、支撐輥(2、2′)、支撐球窩(6)、球頭(5)和U形撥叉(3)；所述的偏置輸出桿單元包括所述扁-圓直輸出桿(16)和偏置輸出桿(17)，其特征是：3自由度球面并聯機構的球心與中心球面鉸鏈的球心重合；中心球面鉸鏈的下支撐桿(8)的軸線過3自由度球面并聯機構固定平臺(10)的中心，并在外端與其固聯，固定平臺(10)由均布的3個連接柱(21)與固定環(22)固聯；中心球面鉸鏈的扁-圓直輸出桿(16)的軸線過3自由度球面并聯機構動平臺(14)的中心，并在外端與動平臺(14)固聯；扁-圓直輸出桿(16)穿過動平臺(14)與偏置輸出桿(17)固聯，其軸線與偏置輸出桿(17)軸線的偏擺角為α_h＝50～60°，兩者所構成的平面與O-zz₁₃平面重合，偏置方向為繞x軸正向按右手螺旋確定；3自由度球面并聯機構的固定坐標系O-x₀y₀z₀相對過渡坐標系O-x′₀y′₀z′₀的位姿角：α＝8～12°，β＝10～17°，γ＝-23～-27°。

2.根據權利要求1所述的具有偏置輸出的3自由度球面并聯仿生肩關節，其特征是：中心球面鉸鏈的支撐球窩(6)與下支撐桿(8)的回轉軸線重合并且對心固定，支撐球窩(6)中心與中心球面鉸鏈球心重合；雙耳支架(7)與下支撐桿(8)為轉動連接；雙耳支架(7)與U形撥叉(3)通過撥叉銷軸(4，4′)轉動連接；U形撥叉(3)為半圓形柱面組合體，在其軸向寬度中間平面處，對稱的沿圓周方向加工出內外通透的封閉長槽；扁-圓直輸出桿(16)上端由此封閉長槽中穿過，其截面形狀為方或扁的且與封閉長槽同寬，其下端與球頭(5)對心固聯；支撐輥(2，2′)為圓柱形，且與支撐銷軸(1，1′)前后對稱直接裝在扁-圓直輸出桿(16)的扁面上，支撐銷軸(1，1′)的軸線與扁-圓直輸出桿(16)扁面垂直，支撐輥(2，2′)的外圓柱面與U形撥叉(3)的內表面保持接觸且兩者的軸線平行。

3.根據權利要求2所述具有偏置輸出的3自由度球面并聯仿生肩關節，其特征是：撥叉銷軸(4、4′)的軸線與下支撐桿(8)軸線所構成的平面與3自由度球面并聯機構的固定坐標系的O-x₀z₀平面夾角25°，即繞z₀軸正向右手螺旋旋轉25°。