[发明专利]球窝式两自由度变刚度机器人关节

权利要求书

1.一种球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：包括球窝机构、支撑座(1)、底座(8)和底座驱动机构，球窝机构设于所述支撑座(1)中，所述球窝机构设有动力杆(4)和轴线十字相交的两个转轴，且所述动力杆(4)由所述支撑座(1)上侧伸出，每个转轴的轴端穿过所述支撑座(1)对应侧的侧板，在所述支撑座(1)外侧，在每个转轴的轴端均设有凸轮盘(12)，在所述支撑座(1)下端外侧设有导向法兰(3)，且所述导向法兰(3)的每一侧均设有可升降的顶柱(13)与对应侧的凸轮盘(12)相抵，所述顶柱(13)另一端通过弹簧(9)与所述底座(8)相连，且所述底座(8)通过所述底座驱动机构驱动移动；

所述球窝机构包括圆球(17)、第一限位半环(5)和第二限位半环(16)，所述圆球(17)上设有动力杆(4)以及轴线十字相交的第一转轴(10)和第二转轴(15)，且所述动力杆(4)与所述第一转轴(10)和第二转轴(15)所在平面垂直，第一限位半环(5)和第二限位半环(16)设于所述圆球(17)远离所述动力杆(4)头端一侧，且所述第一限位半环(5)安装于所述第一转轴(10)上，第二限位半环(16)安装于所述第二转轴(15)上，并且所述第二限位半环(16)设于第一限位半环(5)与圆球(17)之间，在所述第一限位半环(5)上设有第一限位槽(501)，在所述第二限位半环(16)上设有第二限位槽(161)，且所述动力杆(4)末端穿过所述圆球(17)后依次穿过第二限位槽(161)和第一限位槽(501)。

2.根据权利要求1所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：在所述动力杆(4)末端设有第一限位圆台和第二限位圆台，其中第一限位圆台与所述第一限位半环(5)相切，第二限位圆台与所述第二限位半环(16)相切。

3.根据权利要求1所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：所述底座驱动机构包括驱动装置、丝杠(6)和丝母，所述丝杠(6)通过所述驱动装置驱动旋转，所述底座(8)上固设有丝母套装于所述丝杠(6)上。

4.根据权利要求1或3所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：所述底座(8)上设有导向柱(7)，且所述导向柱(7)穿过所述支撑座(1)下端的导向法兰(3)。

5.根据权利要求1所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：所述导向法兰(3)的每一侧均设有套筒(18)，所述顶柱(13)在对应侧的套筒(18)内移动。

6.根据权利要求1或5所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：所述顶柱(13)上设有滚轮(11)与对应侧的凸轮盘(12)弧面相抵。

7.根据权利要求1所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：所述支撑座(1)上侧设有供所述动力杆(4)穿过的通孔，且所述通孔呈十字型。

8.根据权利要求7所述的球窝式两自由度变刚度机器人关节，其特征在于：所述支撑座(1)外侧设有外壳(2)，在所述外壳(2)上端设有供所述动力杆(4)穿过的外壳通孔，且所述外壳通孔面积大于所述支撑座(1)上侧的十字型通孔。