[发明专利]一种三自由度机器人关节

权利要求书

1.一种三自由度机器人关节，其特征在于：它包括基座(1)、大臂连杆(18)、第一关节(A)、第二关节(B)和第三关节(C)；

第一关节(A)的驱动装置安装在基座(1)上，第一关节(A)的输出端带动第二关节(B)相对基座在竖直平面内作外展内收运动；

第二关节(B)的驱动装置安装在第一关节(A)的输出端上，第二关节(B)的输出机构带动第三关节(C)在水平面内作内外旋转运动；

第三关节(C)的驱动装置安装在第二关节(B)上，第三关节(C)的输出机构带动大臂连杆(18)在竖直平面内作伸展弯曲运动；

大臂连杆(18)的旋转轴线一4、第二关节(B)的旋转轴线二(2)、第三关节(C)的旋转轴线三(3)在空间交汇于同一点(P)；

所述第三关节(C)的输出机构包括钢丝轮(28)、钢丝滑轮一(29)、钢丝滑轮二(30)、钢丝滑轮三(31)、钢丝滑轮四(32)、钢丝滑轮五(33)、钢丝滑轮六(34)、钢丝滑轮七(35)、钢丝滑轮八(36)、钢丝滑轮九(37)、钢丝滑轮十(38)、钢丝滑轮十一(39)和十一根定轴(40)；

钢丝轮(28)安装于支撑轴(20)上且能相对支撑轴(20)转动，支撑轴(20)固装在关节外壳(17)上，钢丝滑轮一(29)、钢丝滑轮二(30)、钢丝滑轮三(31)、钢丝滑轮四(32)、钢丝滑轮五(33)、钢丝滑轮六(34)、钢丝滑轮七(35)、钢丝滑轮八(36)、钢丝滑轮九(37)、钢丝滑轮十(38)和钢丝滑轮十一(39)分别转动安装在各自的定轴(40)上；每根定轴(40)安装在关节外壳(17)上；

其中多根钢丝绳(26)的一端与大臂连杆(18)的在旋转方向的外侧固接，多条钢丝绳(26)从钢丝轮(28)的上侧拉出，先通过钢丝滑轮一(29)和钢丝滑轮二(30)，然后通过钢丝滑轮三(31)和钢丝滑轮四(32)后改变为水平方向，然后绕到钢丝滑轮五(33)的上半段上，从钢丝滑轮五(33)的上半段出来后，从外侧绕在固装于轴六(86)上的上定钢丝滑轮上，从第二级平行四边形长边连杆(15)内侧进入绕在固装于轴五(85)上的上定钢丝滑轮上，多根钢丝绳(26)的另一端固定在轴五(85)的上定钢丝滑轮上；

另外多根钢丝绳(26)的一端与大臂连杆(18)的在旋转方向的内侧固接，多根钢丝绳(26)从钢丝轮(28)的下侧拉出，先通过钢丝滑轮六(34)、钢丝滑轮八(36)和钢丝滑轮九(37)，然后通过钢丝滑轮七(35)、钢丝滑轮十(38)和钢丝滑轮十一(39)改变水平方向后，绕在钢丝滑轮五(33)的下半段上，从钢丝滑轮五(33)的下半段出来后，从第二级平行四边形长边连杆(15)外侧依次绕在固装于轴六(86)和轴五(85)上的下定钢丝滑轮上，多根钢丝绳(26)的另一端固定在轴五(85)的下定钢丝滑轮上，第三关节(C)的驱动装置为第三电机减速器(7)，轴五(85)安装在第三电机减速器(7)的输出端上。

2.根据权利要求1所述一种三自由度机器人关节，其特征在于：所述第一关节(A)的驱动装置包括第一关节转动轴(10)和第一电机减速器(5)；第一关节转动轴(10)转动安装在基座(1)上，第一关节转动轴(10)的一端安装在第一电机减速器(5)的输出端。

3.根据权利要求2所述一种三自由度机器人关节，其特征在于：所述第二关节(B)的输出机构为双级平行四边形远心机构；包括第一级平行四边形长边连杆(11)、第一级平行四边形短边连杆(12)、第二级平行四边形长边连杆(15)、第二级平行四边形弧形连杆(13)；

第一级平行四边形长边连杆(11)和第一级平行四边形短边连杆(12)的一端分别与第一关节转动轴(10)转动连接，第二级平行四边形弧形连杆(13)与第一级平行四边形长边连杆(11)转动连接，第二级平行四边形弧形连杆(13)的一端与第一级平行四边形短边连杆(12)的另一端转动连接，第一级平行四边形长边连杆(11)的另一端与第二级平行四边形长边连杆(15)的一端转动连接，第二级平行四边形长边连杆(15)的一端与第三关节(C)的驱动装置的输出端连接且能相对转动，第二级平行四边形长边连杆(15)的另一端和第二级平行四边形弧形连杆(13)的另一端均与第三关节(C)的输出机构的关节外壳(17)转动连接；第二关节(B)的驱动装置为第二电机减速器(6)；第二电机减速器(6)的输出端与第一级平行四边形长边连杆(11)的一端固接。