[發明專利]基于非完整約束的新型欠驅動機器人手腕裝置

有效

• 申請號: 201610093116.3
• 申請日: 2016-02-21
• 公開（公告）號: CN105598996B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 何斌;潘祺俊;張鵬昌;楊日升;華易成;梁海;羅婷
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于非完整約束的欠驅動機器人手腕裝置，包括一個靜平臺、一個動平臺、兩個分支機構鏈、兩個驅動動力源和一個中間約束裝置，其特征在于：所述靜平臺通過所述兩個分支機構鏈連接所述動平臺，所述兩個分支機構鏈分別在兩個驅動動力源的驅動下，經兩個分支機構鏈傳動，中間約束裝置形成一個非完整約束，從而實現了動平臺的三自由度運動；

所述中間約束裝置的結構是：一根連桿（10）一端固定在圓板（7）的下表面，另一端與球形連接件（11）的內表面固定連接；所述球形連接件（11）的內表面與球軸承（17）的外圈固定連接，所述球軸承（17）與所述連桿（10）不接觸；細桿（12）的一端與所述球軸承（17）的內圈固定連接；滾輪（18）與上述球形連接件（11）的外表面滾動接觸，即滾輪（18）與所述球形連接件（11）不能滑動接觸，只能緊貼著所述球形連接件（11）滾動，球形連接件（11）和滾輪（18）之間無間隙，過球形連接件（11）的球心和滾輪（18）的滾輪中心軸形成一個平面X，在所述動平臺旋轉的過程中，所述球形連接件（11）會跟隨動平臺一起旋轉，滾輪（18）與球形連接件（11）接觸點處的速度方向就與上述平面X垂直，非完整速度約束的形成，是因為經過所述球形連接件（11）的球心的任意直線都能夠作為所述球形連接件（11）的旋轉軸，所述球形連接件（11）繞著這根旋轉軸而旋轉；滾輪（18）與支架（13）轉動連接；支架（13）固定在基座（1）上表面。

2.根據權利要求1 所述的基于非完整約束的欠驅動機器人手腕裝置，其特征在于，所述靜平臺的結構是：第一電機固定架（2）固定在基座（1）上表面，另一端連接所述的兩個分支機構鏈中的一個分支機構鏈；第二電機固定架（16）也固定在基座（1）上表面，另一端連接所述的兩個分支機構鏈中的另一個分支機構鏈，第二電機固定架（16）與所述第一電機固定架（2）成對稱分布。

3.根據權利要求1所述的基于非完整約束的欠驅動機器人手腕裝置，其特征在于，所述兩個驅動動力源為兩個電機，第一電機（3）和第二電機（15）分別固定在所述的第一電機固定架（2）下表面和第二電機固定架（16）下表面，第一電機（3）和第二電機（15）的輸出端分別與所述的兩個分支機構鏈連接。

4.根據權利要求1所述的基于非完整約束的欠驅動機器人手腕裝置，其特征在于，所述兩個分支機構鏈的結構是：一根第一上連桿（5）和一根第一下連桿（4）構成轉動副后串聯，構成兩個分支機構鏈中的一個分支機構鏈，該分支機構鏈的一端與第一電機（3）的輸出端固定連接，該分支機構鏈的另一端與動平臺相連，構成轉動副；一根第二上連桿（9）和一根第二下連桿（14）構成轉動副后串聯，構成兩個分支機構鏈中的另一個分支機構鏈，該分支機構鏈的一端與第二電機（15）的輸出端固定連接，該分支機構鏈的另一端與動平臺相連，構成轉動副。

5.根據權利要求1所述的基于非完整約束的欠驅動機器人手腕裝置，其特征在于，所述動平臺的結構是：第一動平臺連桿（6）一端固定在圓板（7）下表面，第一動平臺連桿（6）另一端與第一上連桿（5）構成轉動副；第二動平臺連桿（8）一端固定在所述圓板（7）下表面，第二動平臺連桿（8）另一端與第二上連桿（9）構成轉動副；第一動平臺連桿（6）與第二動平臺連桿（8）成對稱分布。