[发明专利]具有偏置输出的3自由度球面并联人形机器人仿生髋关节

摘要

本发明公开一种具有偏置输出的3自由度球面并联人形机器人仿生髋关节。其特征是：3自由度球面并联机构的球心与中心球面铰链的球心重合；中心球面铰链的下支撑杆(8)轴线过3自由度球面并联机构固定平台(4)的中心，并在外端与固定平台(4)固联；中心球面铰链的直输出杆(12′)的轴线过3自由度球面并联机构动平台(17)的中心，并在外端与动平台(17)固联或以棱柱形式构成移动副连接；直输出杆(12′)穿过动平台(17)，与偏置输出杆(18)固联，其轴线与偏置输出杆(18)轴线所构成的平面与O－zz₁₃平面重合，偏置方向为绕x轴正向右手法则确定，两轴线夹角α_h＝50～60°；3自由度球面并联机构的固定坐标系O－x₀y₀z₀相对过渡坐标系的位姿角：α＝18～22°、β＝12～20°、γ＝42～55°。该髋关节具有高过约束、大刚度、大工作空间和卸载功能等优点，在形态、结构、运动、力学和功能上最大限度接近人体髋关节的实际状态。

主权项

1.一种具有偏置输出的3自由度球面并联人形机器人仿生髋关节，由3自由度球面并联机构、中心球面铰链和偏置输出杆单元三部分组成，其特征是：3自由度球面并联机构的球心与中心球面铰链的球心重合；中心球面铰链的下支撑杆(8)的轴线过3自由度球面并联机构固定平台(4)的中心，并在外端与固定平台(4)固联；中心球面铰链的直输出杆(12′)的轴线过3自由度球面并联机构动平台(17)的中心，并在外端与动平台(17)固联或者以棱柱形式构成移动副连接；直输出杆(12′)穿过动平台(17)与偏置输出杆(18)固联，其轴线与偏置输出杆(18)轴线所构成的平面与O-zz13平面重合，偏置方向为绕x轴正向右手法则确定，两轴线夹角αh＝50～60°；3自由度球面并联机构的固定坐标系O-x0y0z0相对过渡坐标系的位姿角：α＝18～22°、β＝12～20°、γ＝42～55°。