[实用新型]一种仿人球型肩关节机构

说明书

本实用新型涉及一种仿人球型肩关节机构，属于机械电子技术领域，装置包括屈伸装置和展伸装置；屈伸装置包括两个对称设置的T型板，两个T型板之间设有端板，端板上设有上齿轮组，上齿轮组包括依次啮合的齿轮，端板上设有第一电机，第一电机与上齿轮组顶端的齿轮相连；展伸装置包括U型连接板，U型连接板内设有连接块、第二电机和下齿轮组，下齿轮组包括两个啮合的齿轮，连接块包括四个侧面，其中两个相对侧面通过转轴与上齿轮组的末端齿轮相连，另外两个相对侧面通过转轴与下齿轮组顶端的齿轮相连，下齿轮组底端的齿轮通过转轴与第二电机相连。该肩关节机构可以实现机械臂关节处两个自由度的运动，减小假肢关节处的体积，实用性强。

技术领域

本实用新型涉及一种仿人球型肩关节机构，属于机械电子技术领域。

背景技术

每年，世界上因为自然灾害、战伤、先天等原因，会造成人员的肢体残疾，肢体残疾给残疾人士带来了生活上的不方便，为残疾人提供好的服务，是一个积德行善的崇高事业。

目前假肢领域，假肢普遍体积大、质量重，结构不够轻巧，使用不够灵活，工作空间不够大，严重地影响了残疾人士的使用。公开号为CN104908060A的中国专利文件提出了一种五自由度并串联仿生肩关节，实现了肩关节三维平面的运动，但是该机构过于复杂，体积过大，外形上与人的肩关节外形上相差甚远；公开号为CN101301755A的中国专利文件提出一种具有偏置输出的3自由度球面并联仿生肩关节，体积较小，但并联机构控制复杂，不易实现精确的运动角度。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种仿人球型肩关节机构，使用电机作为动力源，该球关节机构可以模仿人的关节，实现屈/伸、展/伸两个自由度的运动，具有结构精巧、体积小、运动灵活、控制简单的优点，可以更加有效的帮助肢体残疾人士的日常生活。

本实用新型的技术方案如下：

一种仿人球型肩关节机构，包括屈伸装置和展伸装置；

屈伸装置包括两个对称设置的T型板，两个T型板之间设有端板，端板上设有上齿轮组，上齿轮组包括至少两个依次啮合的齿轮，端板上设有第一电机，第一电机与上齿轮组顶端的齿轮相连；

展伸装置包括U型连接板，U型连接板内设有连接块、第二电机和下齿轮组，下齿轮组包括两个啮合的齿轮，连接块包括四个侧面，其中两个相对侧面通过转轴与上齿轮组的末端齿轮相连，另外两个相对侧面通过转轴与下齿轮组顶端的齿轮相连，下齿轮组底端的齿轮通过转轴与第二电机相连。

优选的，上齿轮组包括三个依次啮合的齿轮。设置了三个齿轮，增大了球关节机构的运动角度，可以防止球关节屈伸运动时发生运动干涉，设置过多齿轮将降低传动效率，增大机构的质量与体积。

进一步优选的，端板上的上齿轮组的数量为两列，一列上齿轮组竖向设置第一齿轮、第三齿轮、第五齿轮，另一列上齿轮组竖向设置第二齿轮、第四齿轮、第六齿轮；第一电机包括第一电机第一输出轴和第一电机第二输出轴，第一电机第一输出轴与第一齿轮相连，第一电机第二输出轴与第二齿轮相连。

进一步优选的，下齿轮组的数量为两列，一列下齿轮组竖向设置第七齿轮、第九齿轮，另一列下齿轮组竖向设置第八齿轮、第十齿轮，第二电机包括第二电机第一输出轴、第二电机第二输出轴，第二电机第一输出轴与第九齿轮相连，第二电机第二输出轴与第十齿轮相连，第七齿轮、第八齿轮之间设有第三传动轴，第三传动轴通过轴承与连接块连接，第三传动轴两端与U型连接板固定连接。从而使第三传动轴相对于连接块灵活运动，第三传动轴与U型连接板共同运动。

进一步优选的，T型板上设有连接孔，连接块两个相对的侧面设有通孔，第三齿轮与第四齿轮之间设有第一传动轴，第五齿轮与第六齿轮之间设有第二传动轴，第一传动轴通过轴承与T型板的连接孔相连，第二传动轴贯穿连接块的通孔后通过轴承与T型板的连接孔相连。第一传动轴与第二传动轴均通过轴承连接在T型板之间，从而使第一传动轴、第二传动轴相对于T型板能灵活运动。