[发明专利]一种基于球关节驱动的混联机械操作臂

权利要求书

1.一种基于球关节驱动的混联机械操作臂，其特征在于，包括：固定顶座、多个操作杆、球关节电机、移动平台和执行器连接件；每个操作杆包括一个驱动电机、一个主动杆和一个从动杆；

驱动电机的一端固定在所述固定顶座下方，且关于固定顶座中心对称；主动杆的一端分别对应连接一个驱动电机的另一端，其另一端分别连接对应从动杆的一端；所述从动杆的另一端连接所述移动平台，且关于中心对称；所述球关节电机一端位于所述移动平台的下方，其另一端连接执行器连接件；

所述驱动电机驱动控制主动杆与固定顶座的固定平面之间的张角；所述操作杆控制所述移动平台三个线性自由度的平移；所述球关节电机用于驱动控制所述执行器连接件的三自由度旋转运行。

2.根据权利要求1所述的混联机械操作臂，其特征在于，所述驱动电机、主动杆和从动杆的个数为3；每个主动杆的一端与固定顶座铰连接；从动杆为平行四边形连杆结构，以两条较短的连杆为从动杆的两端；每个主动杆的另一端分别连接至对应从动杆的一端中间位置，每个从动杆的另一端中间位置铰连接移动平台。

3.根据权利要求1所述的混联机械操作臂，其特征在于，所述驱动电机、主动杆和从动杆的个数为3；每个主动杆的一端与固定顶座铰连接；每个从动杆为一根两端带虎克铰或球铰链的连杆；每个主动杆的另一端分别连接至对应的从动杆一端，每个从动杆的另一端铰连接移动平台。

4.根据权利要求1至3任一所述的混联机械操作臂，其特征在于，所述球关节电机包括电磁线圈、球关节电机定子基座、永磁体、转子外壳和球关节轴承；

所述球关节电机定子基座固定在所述移动平台下方中心，所述转子外壳的外侧末端连接所述执行器连接件；所述电磁线圈位于所述球关节电机定子基座的表面，所述永磁体位于所述转子外壳的内侧；所述球关节电机定子基座与所述转子外壳通过所述球关节轴承连接；所述电磁线圈用于在电流的作用下，与所述永磁体之间的电磁力相互作用，进而控制所述执行器连接件的旋转运动。

5.根据权利要求4所述的混联机械操作臂，其特征在于，所述电磁线圈均匀分布在球关节电机定子基座的表面，所述永磁体均匀分布在转子外壳的内侧。

6.根据权利要求5所述的混联机械操作臂，其特征在于，所述电磁线圈关于所述球关节电机定子基座中心轴对称；所述永磁体关于所述转子外壳中心轴对称。

7.根据权利要求5或6所述的混联机械操作臂，其特征在于，所述电磁线圈和所述永磁体的轴线在初始位置不重合。