[发明专利]基于非完整约束的新型欠驱动机器人手腕装置

权利要求书

1.一种基于非完整约束的欠驱动机器人手腕装置，包括一个静平台、一个动平台、两个分支机构链、两个驱动动力源和一个中间约束装置，其特征在于：所述静平台通过所述两个分支机构链连接所述动平台，所述两个分支机构链分别在两个驱动动力源的驱动下，经两个分支机构链传动，中间约束装置形成一个非完整约束，从而实现了动平台的三自由度运动；

所述中间约束装置的结构是：一根连杆（10）一端固定在圆板（7）的下表面，另一端与球形连接件（11）的内表面固定连接；所述球形连接件（11）的内表面与球轴承（17）的外圈固定连接，所述球轴承（17）与所述连杆（10）不接触；细杆（12）的一端与所述球轴承（17）的内圈固定连接；滚轮（18）与上述球形连接件（11）的外表面滚动接触，即滚轮（18）与所述球形连接件（11）不能滑动接触，只能紧贴着所述球形连接件（11）滚动，球形连接件（11）和滚轮（18）之间无间隙，过球形连接件（11）的球心和滚轮（18）的滚轮中心轴形成一个平面X，在所述动平台旋转的过程中，所述球形连接件（11）会跟随动平台一起旋转，滚轮（18）与球形连接件（11）接触点处的速度方向就与上述平面X垂直，非完整速度约束的形成，是因为经过所述球形连接件（11）的球心的任意直线都能够作为所述球形连接件（11）的旋转轴，所述球形连接件（11）绕着这根旋转轴而旋转；滚轮（18）与支架（13）转动连接；支架（13）固定在基座（1）上表面。

2.根据权利要求1 所述的基于非完整约束的欠驱动机器人手腕装置，其特征在于，所述静平台的结构是：第一电机固定架（2）固定在基座（1）上表面，另一端连接所述的两个分支机构链中的一个分支机构链；第二电机固定架（16）也固定在基座（1）上表面，另一端连接所述的两个分支机构链中的另一个分支机构链，第二电机固定架（16）与所述第一电机固定架（2）成对称分布。

3.根据权利要求1所述的基于非完整约束的欠驱动机器人手腕装置，其特征在于，所述两个驱动动力源为两个电机，第一电机（3）和第二电机（15）分别固定在所述的第一电机固定架（2）下表面和第二电机固定架（16）下表面，第一电机（3）和第二电机（15）的输出端分别与所述的两个分支机构链连接。

4.根据权利要求1所述的基于非完整约束的欠驱动机器人手腕装置，其特征在于，所述两个分支机构链的结构是：一根第一上连杆（5）和一根第一下连杆（4）构成转动副后串联，构成两个分支机构链中的一个分支机构链，该分支机构链的一端与第一电机（3）的输出端固定连接，该分支机构链的另一端与动平台相连，构成转动副；一根第二上连杆（9）和一根第二下连杆（14）构成转动副后串联，构成两个分支机构链中的另一个分支机构链，该分支机构链的一端与第二电机（15）的输出端固定连接，该分支机构链的另一端与动平台相连，构成转动副。

5.根据权利要求1所述的基于非完整约束的欠驱动机器人手腕装置，其特征在于，所述动平台的结构是：第一动平台连杆（6）一端固定在圆板（7）下表面，第一动平台连杆（6）另一端与第一上连杆（5）构成转动副；第二动平台连杆（8）一端固定在所述圆板（7）下表面，第二动平台连杆（8）另一端与第二上连杆（9）构成转动副；第一动平台连杆（6）与第二动平台连杆（8）成对称分布。