[发明专利]一种具有三自由度可定点旋转的关节机构

摘要

本发明公开了一种三自由度可定点旋转的关节机构，包括机架(1)、复合转动副(2)、第一连杆(3)、第一转动副(4)、第二连杆(5)、第二转动副(6)、第三连杆(7)、滑动副套件(8)和第四连杆(9)，复合转动副(2)与机架(1)相连，复合转动副(2)与第一连杆(3)相连，第一连杆(3)与第一转动副(4)连接，第一转动副(4)与第二连杆(5)连接，第二连杆(5)与第二转动副(6)相连，第二转动副(6)与第三连杆(7)连接，第三连杆(7)与滑动副套件(8)连接。本发明有如下优点：实现了三个定点旋转的功能，解决了运动连续性问题，能够保证构件间的协调同步运动，使整体结构变得更加简单，同时还能通过本机构容纳物体，实现更为广泛地应用。

主权项

1.一种三自由度可定点旋转的关节机构，其特征在于，包括机架(1)、复合转动副(2)、第一连杆(3)、第一转动副(4)、第二连杆(5)、第二转动副(6)、第三连杆(7)、滑动副套件(8)和第四连杆(9)；复合转动副(2)的外圈与机架(1)相连，机架(1)处固定有一个全局坐标系xyz，复合转动副(2)固定在坐标系xyz的原点o处，复合转动副(2)的内圈与第一连杆(3)的一端固定相连，第一连杆(3)的另外一端与第一转动副(4)的外圈固定连接，第一转动副(4)的内圈与第二连杆(5)的一端固定连接，第二连杆(5)的另外一端与第二转动副(6)内圈固定相连，第二转动副(6)的外圈与第三连杆(7)的一端固定连接，第三连杆(7)的另外一端与滑动副套件(8)的外圈固定连接，第四连杆(9)与滑动副套件(8)的内圈形成滑动副，第四连杆(9)的一端与原点o为球铰副连接；复合转动副(2)的中心轴与全局坐标系的y坐标轴保持平行，第一连杆(3)与复合转动副(2)的中心轴之间的夹角为α1，且第一连杆(3)相对复合转动副(2)可进行定轴转动，第一连杆(3)与复合转动副(2)之间的相对转动角度为θ1，第二连杆(5)与第一连杆(3)之间的夹角为α2，且第二连杆(5)相对第一连杆(3)可进行定轴转动，第二连杆(5)与第一连杆(3)之间的相对转动角度为θ2，第三连杆(7)与第二连杆(5)之间的夹角为α3，且第三连杆(7)相对第二连杆(5)可进行定轴转动，第三连杆(7)与第二连杆(5)相对转动角度为θ3，第四连杆(9)与第三连杆(7)在滑动副处相互平行，且滑动副的滑动方向与第三连杆(7)和第四连杆(9)始终保持平行；所有转动副内外圈均能相对转动，所有的连杆是指起连接作用的物体，不仅限于杆状物体；第一连杆(3)的长度为d1，第二连杆(5)的长度为d2，第三连杆(7)的长度为d3。