[实用新型]一种液压冗余驱动的两自由度球面并联的仿生踝关节有效

专利信息
申请号: 201620254274.8 申请日: 2016-03-30
公开(公告)号: CN205521477U 公开(公告)日: 2016-08-31
发明(设计)人: 周玉林;杨中原;杨龙;肖超;王建 申请(专利权)人: 燕山大学
主分类号: B25J17/00 分类号: B25J17/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 066004 河北*** 国省代码: 河北;13
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摘要: 实用新型公开了一种液压冗余驱动的两自由度球面并联的仿生踝关节。该仿生踝关节主要由支撑中心球面副支链、两条侧摆运动支链和一条俯仰运动支链组成。支撑中心球面副支链包括支撑半球窝、圆柱形直输出杆、脚板、球头、圆柱形推杆和机体支架。两条侧摆运动支链结构相同,分布对称,形成冗余驱动,每条侧摆运动支链自机体支架至支撑半球窝依次均由侧摆液压缸缸体、侧摆液压缸推杆、半圆弧型叉组成。俯仰运动支链自机体支架至支撑半球窝依次由上复合铰链叉架、俯仰液压缸缸体、俯仰液压缸推杆、下复合铰链叉架组成。本实用新型结构简单、驱动装置布置方便、承载能力强,肢体的运动更加快速、灵活,从而在结构、运动和功能上最大限度接近人体踝关节的实际状态。
搜索关键词: 一种 液压 冗余 驱动 自由度 球面 并联 仿生 踝关节
【主权项】:
一种液压冗余驱动的两自由度球面并联的仿生踝关节,其特征是:该仿生踝关节主要由支撑中心球面副支链、两条侧摆运动支链和一条俯仰运动支链组成;所述的支撑中心球面副支链包括支撑半球窝、圆柱形直输出杆、脚板、球头、圆柱形推杆和机体支架,其中,支撑半球窝为内凹球面且球心在回转轴线上的回转体,其上端面和下端面均与回转轴线垂直,该支撑半球窝下端面与圆柱形直输出杆上端固联,该直输出杆的轴线穿过支撑半球窝的中心且与支撑半球窝的回转轴重合,该直输出杆的下端与脚板上端面固联,支撑半球窝的内凹球面内设有球头,两者中心重合构成球面副,该球头上部与圆柱形推杆下端固联,该圆柱形推杆的轴线过球头中心点,该圆柱形推杆上部与机体支架相连,该机体支架内开有截面呈矩形的通孔,该矩形通孔底部接有弓型支撑块,其圆弧外表面与半圆弧型叉的圆弧内表面重合,该弓型支撑块的圆弧外表面所在轴线过支撑半球窝球心,在上述机体支架两侧,对称分布两个支耳,两支耳分别与两侧摆液压缸缸体上部通过销轴构成转动连接;两条侧摆运动支链结构相同,分布对称,形成冗余驱动,每条侧摆运动支链自机体支架至支撑半球窝依次均由侧摆液压缸缸体、侧摆液压缸推杆、半圆弧型叉组成,其中,侧摆液压缸缸体上部与机体支架侧部支耳通过销轴构成转动连接,侧摆液压缸缸体与侧摆液压缸推杆通过活塞构成圆柱副连接,对称结构的半圆弧型叉穿过机体支架的矩形通孔,其圆弧内表面与弓型支撑块的圆弧外表面重合,且其轴向宽度的中间平面过圆柱形推杆的轴线,该半圆弧型叉两侧对称分布两个支耳,侧摆液压缸推杆下部与支耳通过销轴构成转动副连接,该转动副轴线与半圆弧型叉轴线平行,半圆弧型叉在下端与支撑半球窝通过两支撑销轴构成转动连接,该两支撑销轴的轴线位于一条直线上并且过支撑半球窝的球心,同时与支撑半球窝的上 端面平行;所述的俯仰运动支链自机体支架至支撑半球窝依次由上复合铰链叉架、俯仰液压缸缸体、俯仰液压缸推杆、下复合铰链叉架组成,其中,俯仰液压缸缸体上端与机体支架通过一个T字形横竖两转动副轴线正交的上复合铰链叉架连接,该上复合铰链叉架的竖向转动副轴线与圆柱形推杆轴线垂直相交,另一横向转动副为两端对称与俯仰液压缸缸体上部形成转动连接,该俯仰液压缸缸体与俯仰液压缸推杆通过活塞构成圆柱副连接,该俯仰液压缸推杆的下端与支撑半球窝外壁通过一个T字形横竖两转动副轴线正交的下复合铰链叉架连接,该下复合铰链叉架的一个竖向转动副轴线通过支撑半球窝的中心,并与侧摆支链中的半圆弧型叉下端的两个支撑销轴公共轴线相垂直,且与支撑半球窝的上端面平行;另一横向转动副为两端对称与俯仰液压缸推杆的下端形成转动连接。
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