[发明专利]一种串并联球关节装置

摘要

一种串并联球关节装置，它包括：球关节底座、静平台、X轴支链、动平台、支撑链、Y轴支链和摆动单元，球关节底座和静平台分别安装在摆动单元的输出端和安装法兰上，摆动单元运动时，静平台和球关节底座产生相对转动，形成动平台绕动平台Z轴转动；X轴支链连接在静平台和动平台之间，驱动动平台绕动平台的Y轴转动；Y轴支链连接在静平台和动平台之间，驱动动平台绕动平台的X轴转动；该串并联球关节装置绕旋转中心产生三自由度的旋转。本发明利用串并联结构，提高了球关节的刚度、承载能力、工作空间和运动精度，减少球关节的体积；同时本发明作为模块，通过不同的组合，可以实现仿人手臂的灵活操作。

主权项

一种串并联球关节装置，其特征在于：它包括：球关节底座（1）、静平台（2）、X轴支链（3）、动平台（4）、支撑链（5）、Y轴支链（6）和摆动单元（7），球关节底座（1）和静平台（2）分别安装在摆动单元（7）的输出端和安装法兰上，摆动单元（7）运动时，静平台（2）和球关节底座（1）产生相对转动，形成动平台（4）绕动平台Z轴转动；X轴支链（3）连接在静平台（2）和动平台（4）之间，驱动动平台（4）绕动平台的Y轴转动；Y轴支链（6）连接在静平台（2）和动平台（4）之间，驱动动平台（4）绕动平台的X轴转动；（8）是串并联球关节的旋转中心,该串并联球关节装置绕旋转中心（8）产生三自由度的旋转；所述的球关节底座（1）由球关节安装底座（201）、安装螺钉（202）、左压环（203）、右压环（204）和键（205）组成，安装螺钉（202）将左压环（203）和右压环（204）固定在球关节安装底座（201）上，球关节底座通过键（205）和球关节安装底座（201）的孔连接到摆动单元（7）的输出轴上；该球关节安装底座是由一圆柱和一圆盘组合的T型结合件；该左压环和右压环是半圆环件；所述的静平台（2）包括：静平台底座（301）、滑动轴承（302）、螺钉1（303）、垫圈1（304）、X旋转轴（305）、隔离套1（306）、Y旋转轴（307）、垫圈2（308）、螺钉2（309）和螺钉3（310）；滑动轴承（302）采用过盈配合安装在静平台底座（301）上，X旋转轴（305）采用过盈配合安装在静平台底座（301）上，隔离套1（306）采用间隙配合安装在X旋转轴（305），螺钉1（303）将垫圈1（304）固定在X旋转轴（305）上；Y旋转轴（307）采用过盈配合安装在静平台底座（301）上，螺钉2（309）将垫圈2（308）固定在Y旋转轴（307）上；螺钉3（310）将静平台2固定在摆动单元（7）的固定架上；该静平台底座是园筒与矩形块状的结合件；该X旋转轴、Y旋转轴是圆柱状件；该滑动轴承和隔离套1是圆环状件；所述的动平台（4）包括：螺钉4（401）、动平台Y旋转轴（402）、隔离套2（403）、动平台底座（404）、螺钉5（405）、动平台X旋转轴（406）、隔离套3（407）、螺钉6（408）和隔离套4（409）；动平台Y旋转轴（402）采用过盈配合安装在动平台底座（404）上，隔离套2（403）采用间隙配合安装在动平台Y旋转轴（402）上，螺钉4（401）安装在动平台Y旋转轴上（402）；动平台X旋转轴（406）采用过盈配合安装在动平台底座（404）上，隔离套3（407）、隔离套4（409）采用间隙配合安装在动平台X旋转轴（406）上，螺钉5（405）、螺钉6（408）安装在动平台X旋转轴（406）上；该动平台底座是L状结构件，其上设有通孔与件连接；该动平台X旋转轴、Y旋转轴是圆柱状件；该隔离套2、3、4是圆环状件；所述的X轴支链（3）包括：液压缸安装底座（501）、液压缸体（502）、液压缸推杆（503）、支架（504）、滑块（505）和直销轴（506）；液压缸体通过螺纹安装在液压缸安装底座上，液压缸推杆安装在液压缸体上，支架通过螺纹安装在液压推杆的末端，滑块通过直销轴安装在支架上；X轴支链的液压缸安装底座的安装孔安装在静平台的Y旋转轴上，X轴支链的滑块安装在动平台的X旋转轴上；该液压缸安装底座、液压缸体和液压缸推杆是按需设计定制的配套件；该支架是L状结构支架；该滑块是带有连接孔的块状件；该直销轴是园柱销轴；所述的Y轴支链（6）包括：滑块（601）、直销轴（602）、液压缸安装座（603）、液压缸体（604）、液压缸推杆（605）、滑块（606）、直销轴（607）和支架（608）；液压缸体通过螺纹连接在液压缸安装座上，液压推杆安装在液压缸体上，支架通过螺纹连接在液压推杆的末端，滑块通过直销轴分别安装在液压安装座和支架上；安装在液压安装座上的滑块和静平台的Y旋转轴连接，将Y轴支链连接到静平台上；安装在支架上的滑块安装在动平台的Y旋转轴上，将Y轴支链连接到静平台上；该液压缸安装座、液压缸体和液压缸推杆是按需设计定制的配套件；该支架是L状结构支架；该滑块是带有连接孔的块状件；该直销轴是园柱销轴；所述的支撑链（5）包括：滑块（701）、直销轴（702）、支架（703）、立杆（704）和螺钉（705）；滑块通过直销轴安装在支架上，立杆通过过盈配合与支架连接；螺钉将支架、立杆固定到摆动单元（7）的安装架上；滑块安装到动平台的X旋转轴上，将支撑链安装到动平台上；该支架是Π状结构支架；该滑块是带有连接孔的块状件；该直销轴是园柱销轴；该立杆是圆柱状件；所述的摆动单元（7）采用的是CRBU2W40摆动缸，X轴支链和Y轴支链所用的液压缸采用的是MI20产品。