[实用新型]一种单自由度角旋转接头及包括其的运动系统

权利要求书

1.一种单自由度角旋转接头，其包括相互叠放的四个构件，其特征在于：所述四个构件分别为：作为基础且不旋转的第一构件(6)，其位于最下部；滑动设在第一构件(6)顶部的第二构件(7)，其具有非平行的两个端部；滑动设在第二构件(7)顶部的第三构件(8)，其也具有非平行的两个端部；滑动设在第三构件(8)顶部的第四构件(9)，所述第四构件(9)用作平台(9B)，或者所述第四构件(9)用于限制平台(9B)，所述平台(9B)仅执行围绕固定的平台转轴(1)的单自由度转动；所述第二构件(7)和第三构件(8)具有相同的两端夹角α，且其由单个马达驱动并反向等角速度转动，且所述第四构件(9)不跟随第三构件(8)转动。

2.如权利要求1所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：所述第四构件(9)借助具有单根旋转轴的柔性接头(26)连接到第一构件(6)来抑制跟随第三构件(8)的转动；所述柔性接头(26)的旋转轴平行于平台转轴(1)；所述马达通过传动组件向所述第二构件(7)和第三构件(8)分配动力。

3.如权利要求2所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：马达和传动组件位于角旋转接头的外部；马达通过安装座(38)进行不固定的安装，但其被限制以使得马达轴线(36)始终平行于第三构件(8)所围绕的第二旋转轴线(24)。

4.如权利要求3所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：安装座(38)包括一个用于与电机固定的安装部和一个用于与第二构件(7)的顶端或第三构件(8)的底部滑动配合的滑动部，且安装座(38)位于经过环绕点(39)的安装面上，马达轴线(36)与安装面的交点为安装点A，所述安装点A遵循以环绕点(39)为球心的球面上的经线。

5.如权利要求4所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：使用导向销机构连接安装座(38)和第一构件(6)；所述导向销机构包括销(38a)，其是安装座(38)的一部分，并定位在所述滑动部上远离安装部的一侧；还包括弧形导向槽(6b)，所述导向槽(6b)的弧形遵循以环绕点(39)为球心的球面上的经线；导向槽(6b)刚性的连接到第一构件(6)；销(38a)位于导向槽(6b)内。

6.如权利要求4所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：使用顺应性联轴器连接安装座(38)和第一构件(6)；所述顺应性联轴器的一端与第一构件(6)连接，另一端延伸到环绕点(39)，所述安装座(38)还包括延伸到环绕点(39)处的连接部以用于与顺应性联轴器连接。

7.如权利要求4所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：使用四连杆机构连接安装座(38)和第一构件(6)；所述四连杆机由作为平行四边形的四个枢轴点组成，其中，第一枢轴点是环绕点(39)、第二枢轴点(45)位于第一旋转轴线(23)上并距环绕点(39)一定距离，第二枢轴点(45)与连杆(44)的一端连接、连杆(44)的另一端具有第三枢轴点(46)；连杆(44)的定向取决于第四枢轴点(49)，第四枢轴点(49)是安装座(38)上方便的位置，其与第三枢轴点(46)连杆连接；第二枢轴点(45)为两个固定在第一构件(6)上相对位置处的旋转轴；第三枢轴点(46)为一根布置在第一构件(6)外部的旋转轴，该旋转轴也通过一连杆与第四枢轴点(49)连接；所述第四枢轴点(49)通过球铰结构与连杆连接，以在该枢轴点处提供两个自由度。

8.如权利要求4所述的单自由度角旋转接头，其特征在于：使用啮合组件连接安装座(38)和第一构件(6)；所述啮合组件为固定在安装座(38)上的抑制齿圈(51)和固定在第一构件(6)上的定齿圈(50)；所述抑制齿圈(51)的轴线与第二旋转轴线(24)始终平行；所述啮合组件为固定在安装座(38)上的抑制摩擦圈和固定在第一构件(6)上的定摩擦圈；所述抑制摩擦圈的轴线与第二旋转轴线(24)始终平行。