[发明专利]一种基于3-RRR球面并联机构的人形机器人腰关节

摘要

一种基于3‑RRR球面并联机构的人形机器人腰关节，其由奇数个结构相同的并联机构单元对称耦联而成，所述并联机构单元包括定平台、共用平台、末端平台以及连接每两个平台的三条结构相同且沿周向均布的的RRR串联支链，每条支链包括主动杆、从动杆和直齿锥齿轮，相邻的两个并联机构单元中的前级并联机构单元的动平台和后级并联机构单元的定平台共用一个平台，前级机构单元全部构件与后级机构单元全部构件在任何瞬时都关于共用平台对称，增设单自由度传动机构将前级机构单元的从动杆的角度变化等量转化为后级机构单元的主动杆的角度变化。本发明能够实现倍数叠加、工作空间放大、运动灵活、与人体腰椎多节段联动的运动特点几乎完全吻合。

主权项

1.一种基于3‑RRR球面并联机构的人形机器人腰关节，其特征在于：它由奇数个结构相同的并联机构单元对称耦联而成，所述并联机构单元为具有三个转动自由度的并联机构，其包括定平台、共用平台一或共用平台二、末端平台以及连接每两个平台的三条结构相同且沿周向均布的的RRR串联支链，每条所述RRR串联支链包括主动杆、从动杆和直齿锥齿轮，其中第一个并联机构单元的主动杆的一端通过转动副与定平台连接，主动杆的另一端通过转动副与从动杆的一端连接，从动杆的另一端与直齿锥齿轮固连，并通过转动副与共用平台连接；相邻的并联机构单元的从动杆的一端与另一个直齿锥齿轮固连，并通过转动副与上述共用平台连接，并且两个直齿锥齿相啮合，从动杆的另一端通过转动副与主动杆的一端连接，主动杆的另一端与直齿锥齿轮固连，并通过转动副与另一个共用平台连接；根据需要能够设置多个相邻的并联机构单元；最末端的一个并联机构单元的主动杆的一端与另一个直齿锥齿轮连接，并通过转动副和共用平台连接，主动杆的另一端通过转动副与从动杆的一端连接，从动杆的另一端通过转动副与末端平台连接；在同一个并联机构单元中共包含9个转动副，它们轴线交于一点；相邻的两个并联机构单元中，按照运动输出方向分为前级机构单元和后级机构单元；所述对称耦联，一方面，前级机构单元全部构件与后级机构单元全部构件在任意瞬时都关于共用平台对称，另一方面，通过在前级机构单元的从动杆和后级机构单元的主动杆间增设单自由度传动机构实现运动在并联机构单元之间传递，所述单自由度传动机构可以将前级机构单元的从动杆的角度变化等量转化为后级机构单元的主动杆的角度变化。