[发明专利]一种基于三自由度球形关节的新型串联机构及机器人

说明书

本发明公开一种基于三自由度球形关节的新型串联机构和机器人，其包括至少两个串联的三自由度的球形关节；球形关节包括底座、输出台和多个连杆部件，底座通过多个并联的连杆部件与输出台连接；连杆部件包括多个依次连接的弧形连杆，其中一个弧形连杆通过设置的下连接轴与底座连接，相邻两个球形关节通过底座和输出台相互连接。本发明通过多个球形关节串联，球形关节的圆弧形连杆并联运动合成实现关节输出端的任意方向的偏转。该关节用于串联机械臂，可在最短长度的情况下实现机械臂末端的运动输出，实现高自由度同时体积较小并节省结构空间。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种基于三自由度球形关节的新型串联机构和基于三自由度球形关节的新型串联机器人。

背景技术

传统机器人一般采用串联或者并联的形式，占用体积大，为了实现高自由度需要较大的体积，并占用大量空间。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于三自由度球形关节的新型串联机构和机器，旨在解决现有的机构和机器人实现高自由度需要较大的体积，并占用大量空间的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种基于三自由度球形关节的新型串联机构，包括至少两个串联的三自由度的球形关节；所述球形关节包括底座、输出台和多个连杆部件，所述底座通过多个并联的所述连杆部件与所述输出台连接；所述连杆部件包括多个依次连接的弧形连杆，其中一个所述弧形连杆通过设置的下连接轴与所述底座连接，相邻两个所述球形关节通过所述底座和所述输出台相互连接。

优选地，每一个所述球形关节所述底座和所述输出台上均设置有固定组件，所述球形关节通过设置的固定组件相互连接。

优选地，所述固定组件为法兰，所述法兰通过螺栓进行固定连接。

优选地，所述一种基于三自由度球形关节的新型串联机构的端部和/或两个相邻所述球形关节之间设置有连接器。

优选地，所述连接器为柱状，柱状的所述连接器两端设置有法兰与所述球形关节连接。

优选地，所述弧形连杆包括首尾依次连接的连杆一、连杆二和连杆三，弧形所述连杆一、连杆二和连杆三的半径逐渐减小，所述连杆一的一端通过设置的下连接轴与所述底座转动连接，所述连杆一的另一端与所述连杆二的一端垂直且固定连接，所述连杆二和所述连杆三铰接，所述连杆三与所述输出台铰接。

本发明还提供一种基于三自由度球形关节的新型串联机器人，其特征在于，包括驱控组件和如权利要求1-6中任一所述的一种基于三自由度球形关节的新型串联机构；所述驱控组件的输出轴与所述新型串联机构的所述下连接轴连接。

优选地，所述驱控组件为驱控一体化集成机构，每一个所述连接轴均与一个所述驱控组件连接。

优选地，与所述连接杆一连接多个所述驱控组件分别与所述连接杆一连接的所述底座固定连接。

优选地，所述驱控组件包括伺服电动机、减速机和驱动器，所述伺服电动机的输出轴与所述减速机连接，所述减速机输出轴与所述连接轴连接，所述驱动器与所述伺服电动机连接。

优选地，所述驱控组件包括伺服电动机、减速机和驱动器，所述伺服电动机的输出轴与所述减速机连接，所述减速机输出轴与所述连接轴连接，所述驱动器与所述伺服电动机连接。

本发明的技术方案中，本发明提供了由多个球形关节串联使用的解决方案，通过球形关节的圆弧形连杆并联运动合成实现关节输出端的任意方向的偏转。该关节用于串联机械臂，可在最短长度的情况下实现机械臂末端的运动输出，单个关节输出自由度达三个，串联两个球形并联关节可以达到整个机器人六个自由度的输出，实现高自由度同时体积较小并节省结构空间。

附图说明