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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110202550A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910574992.1(22)申请日2019.06.28(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人黄沿江陈彦霖张宪民张洪川苏恩泽宋百哲(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人谢静娜(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种三自由度球面并联机构传动装置(57)摘要本发明公开一种三自由度球面并联机构传动装置,包括三个摇臂和用于控制三个摇臂实现独立周转运动的传动机构,所述三个摇臂都布置在传动机构的周向,所述传动机构包括三组复合传动组件,一组复合传动组件对应与一个摇臂连接。每组复合传动组件包括驱动电机、齿轮传动、带轮传动和绕绳传动,齿轮传动将驱动电机的非同轴旋转传输到中心轴的同轴旋转,带轮传动将中心轴的同轴旋转传输到对应的摇臂上,绕绳传动约束摇臂与球关节外圆相切并进行纯滚动。本发明解决了目前驱动机构的运动惯量过大、整体尺寸过大以及结构不够紧凑的问题。CN110202550ACN110202550A权利要求书1/2页1.一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,包括三个摇臂和用于控制三个摇臂实现独立周转运动的传动机构,所述三个摇臂都布置在传动机构的周向,所述传动机构包括三组复合传动组件,一组复合传动组件对应与一个摇臂连接。2.根据权利要求1所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,传动机构还包括中心轴和球关节外圆,每组复合传动组件包括驱动电机、齿轮传动、带轮传动和绕绳传动,齿轮传动将驱动电机的非同轴旋转传输到中心轴的同轴旋转,带轮传动将中心轴的同轴旋转传输到对应的摇臂上,绕绳传动约束摇臂与球关节外圆相切并进行纯滚动。3.根据权利要求2所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,第一组复合传动组件包括第一驱动电机、第一齿轮、第一皮带、第一带轮和第一绕绳轮,设于中心轴上的第一齿轮与第一驱动电机的输出端传动配合,第一皮带的两端分别设置第一带轮,其中一个第一带轮与中心轴上的第一齿轮同轴转动,另一个带轮设于对应的摇臂上并与第一绕绳轮同轴转动,第一绕绳轮上设有第一绕绳;第二组复合传动组件包括第二驱动电机、第二齿轮、第二皮带、第二带轮和第二绕绳轮,设于中心轴上的第二齿轮与第二驱动电机的输出端传动配合,第二皮带的两端分别设置第二带轮,其中一个第二带轮与中心轴上的第二齿轮同轴转动,另一个带轮设于对应的摇臂上并与第二绕绳轮同轴转动,第二绕绳轮上设有第二绕绳;第三组复合传动组件包括第三驱动电机、第三齿轮、第三皮带、第三带轮和第三绕绳轮,设于中心轴上的第三齿轮与第三驱动电机的输出端传动配合,第三皮带的两端分别设置第三带轮,其中一个第三带轮与中心轴上的第三齿轮同轴转动,另一个带轮设于对应的摇臂上并与第三绕绳轮同轴转动,第三绕绳轮上设有第三绕绳。4.根据权利要求3所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,第一绕绳包括两根沿不同方向8字绕向的绳,绳的两端分别固定在第一绕绳轮和球关节外圆上;第二绕绳包括两根沿不同方向8字绕向的绳,绳的两端分别固定在第二绕绳轮和球关节外圆上;第三绕绳包括两根沿不同方向8字绕向的绳,绳的两端分别固定在第三绕绳轮和球关节外圆上。5.根据权利要求3所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,第一驱动电机和第二驱动电机朝上设置,第一齿轮、第一带轮、第二齿轮和第二带轮设于中心轴的上端,第三驱动电机朝下设置,第三齿轮和第三带轮设于中心轴的下端。6.根据权利要求3所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,所述中心轴的上端采用轴套轴结构;第一齿轮与第一带轮通过法兰固连,第一齿轮和第一带轮之间跨过第二齿轮和第二带轮,法兰与中心轴之间用轴承连接;第二齿轮与第二带轮固连,第二齿轮与第二带轮与中心轴之间设有轴承。7.根据权利要求1所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,所述每个摇臂包括螺杆、一个带轮、一个绕绳轮和用于连接带轮与绕绳轮的内连杆,带轮和绕绳轮均设于螺杆上,内连杆与带轮固定,绕绳轮在内连杆上滑动,绕绳轮上固定有螺母,螺母与螺杆相配合。8.根据权利要求7所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,螺杆的上端和下端分别连接上周转平台和下周转平台,上周转平台与下周转平台之间还设有多根竖直的支撑杆,上周转平台的上方和下周转平台的下方均固定设有水平的连接杆,连接杆的另2CN110202550A权利要求书2/2页一端套设在中心轴上。9.根据权利要求7所述一种三自由度球面并联机构传动装置,其特征在于,所述绕绳轮上设有螺旋