[发明专利]一种大运动范围复合柔性仿生球窝关节

权利要求书

1.一种大运动范围复合柔性仿生球窝关节，其特征在于：包括球窝底座、球窝、球头、第一偏转驱动结构、第二偏转驱动结构、扭转驱动结构、驱动电机和气泵，球窝底部与球窝底座固连，球头与球窝配合，球头可在球窝内转动，第一偏转驱动结构和第二偏转驱动结构两侧连接在球窝、球窝底座和球头上，扭转驱动结构连接在球头上并依附于第一偏转结构内，所述第一偏转驱动结构包括第一限位件、第二限位件、气动波纹管、第一转盘结构、第一连接件、偏转驱动绳索、限位绳索和第一绞盘；所述第一限位件包括底部绳索限位件、底部软体限位件、短销轴和长销轴；底部绳索限位件设有四个轴孔，长销轴安装在靠外侧的第二个轴孔内，第一短销轴安装靠外侧第一个轴孔内，第二短销轴安装靠外侧第三个轴孔内，第三短销轴安装靠外侧第四个轴孔内；两个底部软体限位件分别与长销轴两端固连并对称分布在底部绳索限位件两侧；所述底部绳索限位件内外两侧各有一轴孔，分别通过销轴与球窝上的轴孔和对应球窝底座上的轴孔配合，轴线穿过球窝中心；所述第二限位件包括顶部绳索限位件、顶部软体限位件、短销轴、长销轴和滚珠；顶部绳索限位件设有四个轴孔，长销轴安装在靠外侧的第二个轴孔内，第一短销轴安装靠外侧第一个轴孔内，第二短销轴安装靠外侧第三个轴孔内，第三短销轴安装靠外侧第四个轴孔内；两个顶部软体限位件分别与长销轴两端固连并对称分布在底部绳索限位件两侧；顶部绳索限位件内侧安装四个滚珠，顶部绳索限位件通过滚珠与球头配合；所述第一转盘结构包括第一转盘、转动轴承、第一定位销轴和第二定位销轴；第一转盘对侧各有一轴孔，第一、第二定位销轴分别固定在轴孔内，第一转盘中心固定一转动轴承，转动轴承与球头上的输出轴配合；所述偏转驱动绳索一端连接第一转盘结构的第一定位销轴，穿过第二限位件的顶部绳索限位件并绕过其内的第二短销轴，再穿过第一限位件的底部绳索限位件并绕过其内的第二短销轴，然后从球窝底座穿出，固定并缠绕在第一绞盘内的大绞盘上；与上述穿绳方式相同，偏转驱动绳索另一端连接第一转盘结构的第二定位销轴，随后依次穿过另一侧的第二限位件、第一限位件和球窝底座，固定并缠绕在第一绞盘内的大绞盘上；所述限位绳索一端连接第二限位件内顶部绳索限位件的第三短销轴，穿过第一限位件的底部绳索限位件并绕过其内的第三短销轴，然后从球窝底座穿出，固定并缠绕在第一绞盘内的小绞盘上；与上述穿绳方式相同，限位绳索另一端连接另一侧第二限位件内顶部绳索限位件的第三短销轴，依次穿过另一侧的第一限位件和球窝底座，固定并缠绕在第一绞盘内的小绞盘上；所述顶部绳索限位件设有螺栓孔，两个第一连接件通过螺栓分别连接在对侧的顶部绳索限位件的两侧，将对侧的两个第二限位件固连；所述两个第一连接件形成一滑槽，球头的输出轴可在滑槽内滑动；所述驱动电机驱动第一绞盘旋转，第一绞盘同时拉动偏转驱动绳索和限位绳索，一方面通过第一绞盘上的大绞盘拉动偏转驱动绳索带动球头绕球窝偏转；另一方面通过第一绞盘上的小绞盘拉动限位绳索带动两个第二限位件绕球头偏转；四个气动波纹管顶部分别与四个顶部软体限位件固连，底部分别与四个底部软体限位件固连，四个气动波纹管底部的通气管分别穿过四个底部软体限位件连接到气泵上；所述第二偏转驱动结构与第一偏转驱动结构基本相同，其不同之处在于：所述第二偏转驱动结构的第二连接件、第二转盘结构和第二绞盘分别对应所述第一偏转驱动结构的第一连接件、第一转盘结构和第一绞盘；所述第二转盘结构的第二转盘对应所述第一转盘结构的第一转盘；所述第二偏转驱动结构，偏转驱动绳索一端连接第二转盘结构的第一定位销轴，穿过第二限位件的顶部绳索限位件并绕过其内的长销轴，再穿过第一限位件的底部绳索限位件并绕过其内的长销轴，然后从球窝底座穿出，固定并缠绕在第二绞盘内的大绞盘上，与上述穿绳方式相同，偏转驱动绳索另一端连接第二转盘结构的第二定位销轴，随后依次穿过另一侧的第二限位件、第一限位件和球窝底座，固定并缠绕在第二绞盘内的大绞盘上；所述扭转驱动结构，包括第三转盘、扭转驱动绳索和第三绞盘；第三转盘固定在球头输出轴上，扭转驱动绳索固定并缠绕在第三转盘上，两端分别穿过第一偏转驱动结构中的第二限位件并绕过其内的第一短销轴，再穿过第一限位件并绕过其内的第一短销轴，然后从球窝底座穿出，固定并缠绕在第三绞盘上。