一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法技术

本发明专利技术公开了一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法，包括：旋转平台、第一电机、球铰和至少三个角度调节机构，所述球铰包括基座、球头和球铰杆，所述基座固定在所述旋转平台上方且可在所述旋转平台上旋转，所述球头位于所述基座内部，所述球铰杆延伸至所述基座外部，所述旋转平台内部封装有所述第一电机，所述第一电机用于带动所述球铰Z轴旋转；所述角度调节机构一端固定连接在所述球铰杆顶部，另一端固定连接在所述基座侧壁底端，所述角度调节机构通过改变长度进而调整球铰杆的转动方向。本发明专利技术所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节结构简单，无需繁琐的齿轮组传动，通过球铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。

【技术实现步骤摘要】
一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法


[0001]本专利技术属于机械领域，尤其涉及一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法。

技术介绍

[0002]工业机器人是一种自动化程度和工作效率都很高的自动化设备，其工作通过预先设定的程序进行控制，固定地完成同样的动作，这些工业机器人广泛地在汽车制造、切割、压铸、模具喷漆、抛光、货物搬运、包装及堆垛等领域内使用。对于重复性工作，工业机器人的使用可以大大地降低工人的劳动强度，提高生产效率。
[0003]随着机器人的发展，人们对机器人复合关节有了更高的准求，不仅需要提高精确度，还对其应用领域扩展到了医学等，仿生机器人成为研究热度。但是，目前的适用于拟手腕复合关节的定向角度偏转的复合关节只能通过传感器感应球铰的转动角度，无法实现定向空间控制球铰的转动，具有很大的局限性。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法，通过球铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种拟人类手腕自由度的复合关节，包括：旋转平台、第一电机、球铰和至少三个角度调节机构，所述球铰包括基座、球头和球铰杆，所述基座固定在所述旋转平台上方且可在所述旋转平台上旋转，所述球头位于所述基座内部，所述球铰杆延伸至所述基座外部，所述旋转平台内部封装有所述第一电机，所述第一电机用于带动所述球铰Z轴旋转；所述角度调节机构一端固定连接在所述球铰杆顶部，另一端固定连接在所述基座侧壁底端，所述角度调节机构通过改变长度进而调整球铰杆的转动方向。
[0007]优选地，所述角度调节机构包括第二电机、牵引绳和V型槽轮，所述第二电机固定安装在所述基座侧壁底端，所述第二电机连接所述牵引绳，所述牵引绳的另一端通过所述V型槽轮固定连接在所述球铰杆顶部；所述基座侧壁上端固定安装有所述V型槽轮，所述牵引绳敷设在所述V型槽轮上。
[0008]更优选地，所述第二电机为丝杠电机，用于拉动所述牵引绳。
[0009]更优选地，所述角度调节机构的数量为3个，且均匀分布在所述球铰侧围，任意两个相邻的角度调节机构之间夹角为120度。
[0010]一种拟人类手腕自由度的复合关节的运动方法，通过上述所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节实现，包括以下步骤：
[0011]所述第一电机带动所述基座Z轴旋转至设定的角度；
[0012]多组所述角度调节机构协同配合使得第二电机拉扯所述牵引绳，进而控制球铰在X轴和Y轴上的偏转角度。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0014]本专利技术所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节及运动方法结构简单，无需繁琐的齿轮组传动，通过球铰和牵引绳的组合实现球铰的定向转动。
附图说明
[0015]图1是本专利技术所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节结构示意图。
[0016]图2是本专利技术所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节结构上视图。
[0017]其中，1、旋转平台；2、基座；3、球头；4、球铰杆；5、第二电机；6、牵引绳；7、V型槽轮。
具体实施方式
[0018]为了更好的理解本专利技术，下面结合附图和实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例。
[0019]实施例
[0020]一种拟人类手腕自由度的复合关节，包括：旋转平台1、第一电机、球铰和至少三个角度调节机构，球铰包括基座2、球头3和球铰杆4，基座2固定在旋转平台1上方且可在旋转平台1上旋转，球头3位于基座2内部，球铰杆4延伸至基座2外部，旋转平台1内部封装有第一电机，第一电机用于带动球铰整体Z轴旋转。角度调节机构一端固定连接在球铰杆4顶部，另一端固定连接在基座2侧壁底端，角度调节机构通过改变长度进而调整球铰杆4的转动方向，进而角度调节机构会对球铰杆4进行拉扯，促使球铰杆4偏转一定角度。其中，第一电机为旋转电机，目的是带动球铰整体Z轴旋转。
[0021]本实施例中，角度调节机构包括第二电机5、牵引绳6和V型槽轮7，第二电机5固定安装在基座2侧壁底端，第二电机5连接牵引绳6，牵引绳6的另一端通过V型槽轮7固定连接在球铰杆4顶部；基座2侧壁上端固定安装有V型槽轮7，牵引绳6敷设在V型槽轮7上。其中，第二电机5为丝杠电机，用于拉动牵引绳6。
[0022]角度调节机构的数量为3个，且均匀分布在球铰侧围，任意两个相邻的角度调节机构之间夹角为120度，三组角度调节机构相互配合，实现球铰在X轴和Y轴上的偏转。
[0023]一种拟人类手腕自由度的复合关节的运动方法，通过上述的一种拟人类手腕自由度的复合关节实现，包括以下步骤：
[0024]第一电机带动基座2Z轴旋转至设定的角度，这一过程模拟的是以人体前手臂为Z轴，人体手腕Z轴转动。
[0025]多组角度调节机构协同配合使得第二电机5拉扯牵引绳6，进而控制球铰在X轴和Y轴上的偏转角度，这一过程模拟的是手腕翻转与Z轴形成角度。
[0026]对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拟人类手腕自由度的复合关节，其特征在于，包括：旋转平台、第一电机、球铰和至少三个角度调节机构，所述球铰包括基座、球头和球铰杆，所述基座固定在所述旋转平台上方且可在所述旋转平台上旋转，所述球头位于所述基座内部，所述球铰杆延伸至所述基座外部，所述旋转平台内部封装有所述第一电机，所述第一电机用于带动所述球铰Z轴旋转；所述角度调节机构一端固定连接在所述球铰杆顶部，另一端固定连接在所述基座侧壁底端，所述角度调节机构通过改变长度进而调整球铰杆的转动方向。2.根据权利要求1所述的一种拟人类手腕自由度的复合关节，其特征在于，所述角度调节机构包括第二电机、牵引绳和V型槽轮，所述第二电机固定安装在所述基座侧壁底端，所述第二电机连接所述牵引绳，所述牵引绳的另一端通过所述V型槽轮固定连接在所述球...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡灵煊，刘志斌，王国成，俞新荣，裴翔，
申请(专利权)人：杭州国辰机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：