[发明专利]一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法

说明书

本发明公开了一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法，包括：旋转平台、第一电机、球铰和至少三个角度调节机构，所述球铰包括基座、球头和球铰杆，所述基座固定在所述旋转平台上方且可在所述旋转平台上旋转，所述球头位于所述基座内部，所述球铰杆延伸至所述基座外部，所述旋转平台内部封装有所述第一电机，所述第一电机用于带动所述球铰Z轴旋转；所述角度调节机构一端固定连接在所述球铰杆顶部，另一端固定连接在所述基座侧壁底端，所述角度调节机构通过改变长度进而调整球铰杆的转动方向。本发明所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节结构简单，无需繁琐的齿轮组传动，通过球铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。

技术领域

本发明属于机械领域，尤其涉及一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法。

背景技术

工业机器人是一种自动化程度和工作效率都很高的自动化设备，其工作通过预先设定的程序进行控制，固定地完成同样的动作，这些工业机器人广泛地在汽车制造、切割、压铸、模具喷漆、抛光、货物搬运、包装及堆垛等领域内使用。对于重复性工作，工业机器人的使用可以大大地降低工人的劳动强度，提高生产效率。

随着机器人的发展，人们对机器人复合关节有了更高的准求，不仅需要提高精确度，还对其应用领域扩展到了医学等，仿生机器人成为研究热度。但是，目前的适用于拟手腕复合关节的定向角度偏转的复合关节只能通过传感器感应球铰的转动角度，无法实现定向空间控制球铰的转动，具有很大的局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法，通过球铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种拟人类手腕自由度的复合关节，包括：旋转平台、第一电机、球铰和至少三个角度调节机构，所述球铰包括基座、球头和球铰杆，所述基座固定在所述旋转平台上方且可在所述旋转平台上旋转，所述球头位于所述基座内部，所述球铰杆延伸至所述基座外部，所述旋转平台内部封装有所述第一电机，所述第一电机用于带动所述球铰Z轴旋转；所述角度调节机构一端固定连接在所述球铰杆顶部，另一端固定连接在所述基座侧壁底端，所述角度调节机构通过改变长度进而调整球铰杆的转动方向。

优选地，所述角度调节机构包括第二电机、牵引绳和V型槽轮，所述第二电机固定安装在所述基座侧壁底端，所述第二电机连接所述牵引绳，所述牵引绳的另一端通过所述V型槽轮固定连接在所述球铰杆顶部；所述基座侧壁上端固定安装有所述V型槽轮，所述牵引绳敷设在所述V型槽轮上。

更优选地，所述第二电机为丝杠电机，用于拉动所述牵引绳。

更优选地，所述角度调节机构的数量为3个，且均匀分布在所述球铰侧围，任意两个相邻的角度调节机构之间夹角为120度。

一种拟人类手腕自由度的复合关节的运动方法，通过上述所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节实现，包括以下步骤：

所述第一电机带动所述基座Z轴旋转至设定的角度；

多组所述角度调节机构协同配合使得第二电机拉扯所述牵引绳，进而控制球铰在X轴和Y轴上的偏转角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法结构简单，无需繁琐的齿轮组传动，通过球铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。

附图说明

图1是本发明所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节结构示意图。

图2是本发明所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节结构上视图。

其中，1、旋转平台；2、基座；3、球头；4、球铰杆；5、第二电机；6、牵引绳；7、V型槽轮。

具体实施方式