[发明专利]一种四自由度球形模块单元

权利要求书

1.一种四自由度球形模块单元，其特征在于：它包括球壳(1)、正四面体组件和四套连接组件(3)；正四面体组件包括正四面体支架(2)和四个驱动电机(4)；每套连接组件(3)包括传动机构(3-1)、外壳(3-2)和两个升降机构(3-3)；

球壳(1)内布置有正四面体支架(2)和四套连接组件(3)，正四面体支架(2)上具有四个安装座，四个安装座构成正四面体的顶点，每个安装座内安装有一个驱动电机(4)，每个驱动电机(4)的输出轴上安装有一个外壳(3-2)，外壳(3-2)布置在球壳(1)上开设的对接孔内，四个驱动电机(4)的输出轴的轴线的交汇点与所述正四面体的中心重合；

外壳(3-2)上加工有两个主动导轨孔(3-4)和两个被动导轨孔(3-5)；主动导轨孔(3-4)与被动导轨孔(3-5)沿外壳轴线旋转均布；传动机构(3-1)安装在外壳(3-2)内侧面上，传动机构(3-1)上连接有两个升降机构(3-3)，主动导轨孔(3-4)用于伸出模块单元自有的升降机构(3-3)，被动导轨孔(3-5)用于接收被对接的模块单元自有的升降机构(3-3)，位于外壳(3-2)的内侧面上的每个被动导轨孔(3-5)的外缘上布置有用于定位升降机构(3-3)的限位件(3-6)。

2.根据权利要求1所述一种四自由度球形模块单元，其特征在于：所述传动机构(3-1)包括传动电机(3-10)、电机架(3-11)、齿轮挡板(3-12)、主齿轮(3-13)、两个齿轮一(3-14)和两个内螺纹齿轮二(3-15)；

传动电机(3-10)安装在电机架(3-11)上，齿轮挡板(3-12)安装在电机架(3-11)上，电机架(3-11)安装在外壳(3-2)上，齿轮挡板(3-12)下方布置有主齿轮(3-13)、两个齿轮一(3-14)和两个内螺纹齿轮二(3-15)；主齿轮(3-13)安装在传动电机(3-10)的输出轴上，主齿轮(3-13)的两侧分别布置有一个齿轮一(3-14)和一个内螺纹齿轮二(3-15)，齿轮一(3-14)与内螺纹齿轮二(3-15)啮合，两个齿轮一(3-14)分别与主齿轮(3-13)啮合，每个内螺纹齿轮二(3-15)的内螺纹孔上布置有升降机构(3-3)。

3.根据权利要求2所述一种四自由度球形模块单元，其特征在于：每个升降机构(3-3)包括螺杆(3-30)和固接在螺杆(3-30)端部上的定位块(3-31)，螺杆(3-30)旋拧在内螺纹齿轮二(3-15)的内螺纹孔内并穿过齿轮挡板(3-12)，定位块(3-31)布置在主动导轨孔(3-4)内。

4.根据权利要求3所述一种四自由度球形模块单元，其特征在于：所述限位件(3-6)为限位块，位于外壳(3-2)的内侧面上的每个被动导轨孔(3-5)的外缘上布置有用于定位升降机构(3-3)的两个限位块，两个限位块对角布置。

5.根据权利要求3或4所述一种四自由度球形模块单元，其特征在于：主动导轨孔(3-4)和被动导轨孔(3-5)均为矩形孔，定位块(3-31)与矩形孔配合。

6.根据权利要求5所述一种四自由度球形模块单元，其特征在于：被动导轨孔(3-5)的深度小于主动导轨孔(3-4)的深度。