[发明专利]具有偏置输出的3自由度球面并联仿生肩关节

摘要

本发明公开一种具有偏置输出的3自由度球面并联的仿生肩关节，其特征是：中心球面铰链的下支撑杆(8)的轴线过3自由度球面并联机构固定平台(10)的中心，并在外端与其固联，固定平台(10)由均布的3个连接柱(21)与固定环(22)固联；中心球面铰链的直输出杆(16)或者圆－棱柱直输出杆(23)的轴线过3自由度球面并联机构动平台(14)的中心，并在外端与动平台(14)固联或者以棱柱形式构成移动副连接，其轴线与偏置输出杆(17)轴线的偏摆角为α_h＝50～60°，两者所构成的平面与O－zz₁₃平面重合，偏置方向为绕x轴正向按右手螺旋确定；3自由度球面并联机构的固定坐标系O－x₀y₀z₀相对过渡坐标系O－x₀′y₀′z₀′的位姿角：α＝8～12°，β＝10～17°，γ＝－23～－27°。该仿生肩关节具有高过约束、静刚度大、工作空间大和卸载功能等优点，在形态、结构、运动、力学和功能上最大限度接近人的实际状态。

主权项

1.一种具有偏置输出的3自由度球面并联仿生肩关节，包括3自由度球面并联机构、中心球面铰链和偏置输出杆单元，其特征是：3自由度球面并联机构的球心与中心球面铰链的球心重合；中心球面铰链的下支撑杆(8)的轴线过3自由度球面并联机构固定平台(10)的中心，并在外端与其固联，固定平台(10)由均布的3个连接柱(21)与固定环(22)固联；中心球面铰链的直输出杆(16)的轴线过3自由度球面并联机构动平台(14)的中心，并在外端与动平台(14)固联或者以棱柱形式构成移动副连接；直输出杆(16)或者圆-棱柱直输出杆(23)穿过动平台(14)与偏置输出杆(17)固联，其轴线与偏置输出杆(17)轴线的偏摆角为αh＝50～60°，两者所构成的平面与O-zz13平面重合，偏置方向为绕x轴正向按右手螺旋确定；3自由度球面并联机构的固定坐标系O-x0y0z0相对过渡坐标系O-x′0y′0z′0 的位姿角：α＝8～12°，β＝10～17°，γ＝-23～-27°。