[发明专利]一种绳索驱动的全闭环反馈球关节

摘要

本发明公开了一种绳索驱动的全闭环反馈球关节，其包括有三轴球关节组件、A绳驱动组件、B绳驱动组件、C绳驱动组件、D绳驱动组件、动平台、静平台、基座和A支撑套筒，动平台、静平台和基座平行放置，A绳驱动组件、B绳驱动组件、C绳驱动组件和D绳驱动组件安装在基座上，三轴球关节组件安装在动平台上。本发明采用在三轴球关节组件中安装三个角度传感器，通过角度传感器对球关节的三个方向的旋转角度进行测量，实现对本发明球关节的全闭环控制，满足了对三自由度球关节运动过程中的控制精度需要。

主权项

1、一种绳索驱动的全闭环反馈球关节，其特征在于：包括有三轴球关节组件(1)、A绳驱动组件(2A)、B绳驱动组件(2B)、C绳驱动组件(2C)、D绳驱动组件(2D)、动平台(3)、静平台(4)、基座(5)和A支撑套筒(6)，A绳驱动组件(2A)、B绳驱动组件(2B)、C绳驱动组件(2C)和D绳驱动组件(2D)的结构相同；其中，动平台(3)、静平台(4)和基座(5)三者平行放置，A绳驱动组件(2A)、B绳驱动组件(2B)、C绳驱动组件(2C)和D绳驱动组件(2D)安装在基座(5)的底座板(53)上，静平台(4)安装在基座(5)的上支撑板(52)上，A支撑套筒(6)安装在静平台(4)上，三轴球关节组件(1)安装在动平台(3)上；三轴球关节组件(1)的下转台(101)为U形结构；下转台(101)的A支臂(1013)上设有A轴孔(1011)，A轴孔(1011)内安装有E滚动轴承(115)；下转台(101)的B支臂(1014)上设有B轴孔(1012)，B轴孔(1012)内安装有F滚动轴承(116)；E滚动轴承(115)与F滚动轴承(116)之间连接的是双向轴(104)的Y轴向(1042)的两端；在A支臂(1013)的外侧面板上安装有C角度传感器(123)，且C角度传感器(123)与双向轴(104)的Y轴向(1042)的一端接触；在B支臂(1014)的外侧面板上安装有B端盖(123a)；三轴球关节组件(1)的上转台(102)为U形结构；上转台(102)的A支臂(1023)上设有C轴孔(1021)，C轴孔(1021)内安装有C滚动轴承(113)；上转台(102)的B支臂(1024)上设有D轴孔(1022)，D轴孔(1022)内安装有D滚动轴承(114)；C滚动轴承(113)与D滚动轴承(114)之间连接的是双向轴(104)的X轴向(1041)两端；在A支臂(1023)的外侧面板上安装有B角度传感器(122)，且B角度传感器(122)与双向轴(104)的X轴向(1041)的一端接触；在B支臂(1024)的外侧面板上安装有A端盖(122a)；上转台(102)安装在动平台(3)的下板面上；双向轴(104)的X轴向(1041)的两端分别与C滚动轴承(113)与D滚动轴承(114)连接；双向轴(104)的Y轴向(1042)的两端分别与E滚动轴承(115)与F滚动轴承(116)连接；中间转轴(103)的下端端面与A角度传感器(121)接触；A角度传感器(121)安装在静平台(4)的下板面(44)上，且置于B支撑筒(51)内；中间转轴(103)的上端穿过下转台(101)上的中心通孔(1015)后连接上螺母，中间转轴(103)的下端连接在A滚动轴承(111)上，A滚动轴承(111)安装在静平台(4)的中心孔(47)内；中间转轴(103)的下端顺次穿过B滚动轴承(112)、A滚动轴承(111)后置于A支撑筒(6)的筒内；A绳驱动组件(2A)的电机安装座(22)上设有通孔(231)，通孔(231)用于A直流伺服电机(21)的输出轴通过，电机安装座(22)安装在基座(5)上；A绳驱动组件(2A)的线轮安装座(28)的A支臂(281)上设有E轴孔(283)，E轴孔(283)内安装有G滚动轴承(29)；线轮安装座(28)的B支臂(282)上设有F轴孔(284)，F轴孔(284)内安装有H滚动轴承(30)；A支臂(281)的外板面上安装有D端盖(25)，B支臂(282)的外板面上安装有C端盖(24)；线轮安装座(28)安装在基座(5)上；A绳驱动组件(2A)的线轮轴(26)的一端安装在G滚动轴承(29)上，线轮轴(26)的另一端穿过线轮(27)的中心通孔(272)后连接在H滚动轴承(30)上；线轮(27)的线槽(271)上缠绕有A牵引绳(2a)的一端，A牵引绳(2a)的另一端穿过静平台(4)的B通过(42)后通过螺钉安装在动平台(3)的A螺纹孔(31)内；线轮(27)的中心通孔(272)用于安装线轮轴(26)，线轮轴(26)通过联轴器(22)与A直流伺服电机(21)的输出轴连接，从而使线轮轴(26)随着A直流伺服电机(21)的输出轴转动而转动，进而使线轮(27)随着线轮轴(26)的转动而随动；动平台(3)的上板面中心设有连接端(35)，动平台(3)的下板面四个角分别设有A螺纹孔(31)、B螺纹孔(32)、C螺纹孔(33)和D螺纹孔(34)；A牵引绳(2a)的一端固定在A螺钉上，A螺钉安装在A螺纹孔(31)内；A牵引绳(2a)的另一端先缠绕在线轮(27)的线轮槽(272)内，然后端头固定在A绳驱动组件(2A)的线轮(27)上；B牵引绳(2b)的一端固定在B螺钉上，B螺钉安装在B螺纹孔(32)内；B牵引绳(2b)的另一端先缠绕在B绳驱动组件(2B)的线轮的线轮槽内，然后B牵引绳(2b)的端头固定在B绳驱动组件(2B)的线轮上；C牵引绳(2c)的一端固定在C螺钉上，C螺钉安装在C螺纹孔(33)内；C牵引绳(2c)的另一端先缠绕在C绳驱动组件(2C)的线轮的线轮槽内，然后C牵引绳(2c)的端头固定在C绳驱动组件(2C)的线轮上；D牵引绳(2d)的一端固定在D螺钉上，D螺钉安装在D螺纹孔(34)内；D牵引绳(2d)的另一端先缠绕在D绳驱动组件(2D)的线轮的线轮槽内，然后D牵引绳(2d)的端头固定在D绳驱动组件(2D)的线轮上；静平台(4)的中心设有中心通孔(47)，该中心通孔(47)用于放置A滚动轴承(111)，静平台(4)的下板面(44)上且位于中心通孔(47)处安装有A角度传感器(121)；静平台(4)的A边(45)中心设有A通孔(41)，该A通孔(41)用于B牵引绳(2b)和C牵引绳(2c)通过；静平台(4)的B边(46)中心设有B通孔(42)，该B通孔(42)用于A牵引绳(2a)和D牵引绳(2d)通过；A支撑筒(6)的下端安装在静平台(4)的上板面(43)上；静平台(4)的下板面(44)安装在基座(5)的B支撑筒(51)的上支撑板(52)上；基座(5)的中心设有B支撑筒(51)，B支撑筒(51)的上端是上支撑板(52)，B支撑筒(51)的下端是底座板(53)；上支撑板(52)上安装有静平台(4)；B支撑筒(51)内用于放置A角度传感器(121)；底座板(53)上安装有四个绳驱动组件的线轮安装座和电机安装座；A支撑套筒(6)的上端置于下转台(101)的下方，A支撑套筒(6)的下端与静平台(4)连接。