[发明专利]绳簧驱动的三自由度并联仿生眼执行机构

说明书

本发明涉及一种绳簧驱动的三自由度并联仿生眼执行机构，其主要包含一个三自由度并联机构和三条绳索驱动支链。三自由度并联机构的三条支链上分别有三个弹簧，可使动平台始终受到绳索拉力相反方向的力，三个驱动杆分别通过绳索带动动平台实现三自由度运动。摄像头安装在动平台上也可实现三自由度运动。本机构具有较少的驱动、紧凑的结构、高速度、高刚度、高精度的优点。

技术领域

本发明涉及一种多自由度光学传感器姿态控制装置，特别是涉及一种三自由度仿生眼执行机构，应用于仿生眼机构技术领域。

背景技术

并联机构具有高速、高刚度、高精度等优点，在仿生眼领域有较广泛的应用。但是，由于机械传动部分需要占用较大的安装空间，而导致其执行机构难于做成较小的个体。绳驱动结构可减小传动所需的空间，但由于绳索无法提供推力，而导致机构的驱动数必须大于机构的自由度数，这使得机构变的复杂，并提高了其控制难度。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种绳簧驱动的三自由度并联仿生眼执行机构，采用了绳索与弹簧共同驱动的模式，结合了并联机构与绳驱动结构的优点，使得本机构驱动数与自由度数相同，具有较少的驱动、紧凑的结构、高速度、高刚度、高精度的优点。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种绳簧驱动的三自由度并联仿生眼执行机构，包括机架、动平台和摄像头，还包括第一驱动杆、第二驱动杆、第三驱动杆、第一绳索、第二绳索、第三绳索和三自由度并联机构；

三自由度并联机构包含第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、动平台，第一连杆通过第一转动副与机架转动连接，第一连杆通过第一移动副与第二连杆连接，第一弹簧穿过第一连杆卡在第一连杆一端与第二连杆之间，第二连杆通过第一球铰与动平台连接，第三连杆通过第二转动副与机架转动连接，第三连杆通过第二移动副与第四连杆连接，第二弹簧穿过第三连杆卡在第三连杆一端与第四连杆之间，第四连杆通过第二球铰与动平台连接，第五连杆通过第三转动副与机架转动连接，第五连杆通过第三移动副与第六连杆连接，第三弹簧穿过第五连杆卡在第五连杆一端与第六连杆之间，第六连杆通过第三球铰与动平台连接；

第一驱动杆通过第四移动副与机架滑动连接，第一绳索一端固结在第一驱动杆上，第一绳索另一端固结在动平台上，第二驱动杆通过第五移动副与机架滑动连接，第二绳索一端固结在第二驱动杆上，第二绳索另一端固结在动平台上，第三驱动杆通过第六移动副与机架滑动连接，第三绳索一端固结在第三驱动杆上，第三绳索另一端固结在动平台上，摄像头固结在动平台上。

作为本发明优选的技术方案，第一弹簧始终处于压缩状态并给第二连杆相对第一连杆反方向的力，第二弹簧始终处于压缩状态并给第四连杆相对第三连杆反方向的力，第三弹簧始终处于压缩状态并给第六连杆相对第五连杆反方向的力，第一驱动杆、第二驱动杆和第三驱动杆分别通过第一绳索、第二绳索和第三绳索带动动平台实现三自由度的运动，最终实现摄像头的三自由度运动。

作为本发明优选的技术方案，采用圆板形状的动平台，第一绳索、第二绳索、第三绳索分别与动平台外缘等圆弧长度间距的连接点进行柔性连接。

作为本发明优选的技术方案，动平台采用三角形、星形、方形或六边形板制成，第一绳索、第二绳索、第三绳索分别与动平台外缘或自由端的连接点进行柔性连接。使装置结构更加多样化，满足不同的设备紧凑性的装置结构要求。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明绳簧驱动的三自由度并联仿生眼执行机构具有较少的驱动、紧凑的结构、高速度、高刚度、高精度的优点；

2.本发明装置结构简单，且由于采用机械运动方式，装置控制和操作便捷，易于推广应用。

附图说明