[发明专利]一种高承载万向关节、机械臂骨节及柔性机械臂

说明书

本发明涉及机器人技术领域，提供了一种高承载万向关节、机械臂骨节和柔性机械臂，第二滑动球包括内表面为球面的第一腔，第一滑动球可转动地设置在第一腔内，第一滑动球可沿第一腔的内表面滑动，球座包括内表面为球面的第二腔，第二滑动球可转动地设置在第二腔内，第二滑动球可沿第二腔的内表面滑动，保证了第一滑动球和第二滑动球之间的接触面积以及第二滑动球和球座之间的接触面积，从而提高载荷能力。设置第一限位结构和第二限位结构分别对第一滑动沿其纬线的转动和第二滑动球沿其纬线的转动进行限制，使得在第一滑动球和第二滑动球之间的运动与第二滑动球和球座之间的相组合实现万向转动的前提下，解决了普通球绞结构欠驱动的问题。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种高承载万向关节、机械臂骨节及柔性机械臂。

背景技术

柔性机械臂通常设置多个骨节通过关节相互连接，并通过驱动装置分别驱动骨节绕关节运动而实现骨节之间的相互运动，从而使得柔性机械臂整体实现自由弯曲。柔性机械臂相邻两个骨节之间为可转动部分，在该部分设置相应的关节以连接相邻两个骨节，现有技术中，关节的设置主要为如下三种：第一种是采用弹簧等弹性原件作为可转动部分的弹性关节，第二种是采用十字万向节作为可转动部分的万向节关节，第三种是采用球绞作为可转动部分的球绞关节。实际使用中，第一、二种关节的承载能力小，使得关节较为脆弱，第三种关节虽然承载能力高，但由于球绞的三个自由度中绕臂杆方向旋转的自由度在驱动时不会被约束，从而存在欠驱动问题，使得驱动控制不准确，所以目前大部分球形万向节由于结构设计复杂，无法在实际中使用，因此，现有的柔性机械臂关节仍存在承载能力不足的问题。

因此，需要提供一种新的技术方案以解决上述现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高承载的万向关节、机械臂骨节及柔性机械臂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种高承载万向关节，包括第一滑动球、第二滑动球、球座和压盖，其中：

所述第一滑动球上固定设置有连接部；

所述第二滑动球包括内表面为球面的第一腔，所述第一滑动球可转动地设置在所述第一腔内，所述第一滑动球可沿所述第一腔的内表面滑动；

所述球座包括内表面为球面的第二腔，所述第二滑动球可转动地设置在所述第二腔内，所述第二滑动球可沿所述第二腔的内表面滑动；

所述压盖固定安装在所述球座上，所述压盖将所述第一滑动球和所述第二滑动球固定在所述第二腔内；

所述第一滑动球和所述第二滑动球之间设置有第一限位结构，用于对所述第一滑动球沿其纬线方向的旋转运动进行限制，所述第二滑动球与所述球座之间设置有第二限位结构，用于对所述第二滑动球沿其纬线方向的旋转运动进行限制。

作为上述技术方案的改进，所述第一限位结构包括配合安装的第一限位体和第一限位槽，所述第一限位体可在所述第一限位槽中滑动，所述第二限位结构包括配合安装的第二限位体和第二限位槽，所述第二限位体可在所述第二限位槽中滑动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一限位槽设置在所述第一腔的内表面并向内凹陷，所述第一限位槽沿所述第一腔的经线设置，所述第一限位体设置在所述第一滑动球的外表面上并向外凸起，所述第一限位体沿所述第一滑动球的经线设置，所述第一滑动球安装在所述第一腔内时，所述第一限位体位于所述第一限位槽内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二限位槽设置在所述第二腔的内表面并向内凹陷，所述第二限位槽沿所述第二腔的纬线设置，所述第二限位体设置在所述第二滑动球的外表面上并向外凸起，所述第二限位体沿所述第二滑动球的经线设置，所述第二滑动球安装在所述第二腔内时，所述第二限位体位于所述第二限位槽内，所述第一限位槽和所述第二限位体呈空间交叉。