一组新型大工作空间被动球面铰链构建.pdfVIP

设计与研究DesindResearch 一 组新型大工作空间被动球面铰链构建 邱雪松 侯雨雷 曾达幸 杨 龙 周玉林 (燕山大学机械工程学院 河北 秦皇岛066004) 摘 要：基于传统球面副的结构及工作空间特征 ，采用运动与约束单项分解 、交错匹配 的方法，将传统球面 铰链的输出等效为正交的3个转动 。通过重新匹配3个运动次序、结构约束形式及位置关系，提出 并设计完成 4种具有大工作空间的新型被动球面铰链 ，实现扩大球面铰链的转角工作空间 10。～ 50。、部分解决了原有球面铰链因工作空间小而在工程应用中受到限制的问题。 关键词 ：被动球面铰链 ；工作空间；运动分解 ；球窝换位 中图分类号：TP24 文献标识码 ：B Configurationandsynthesisofagroupofnoveltypassive-sphericalhingeswithlargeworkspace QIUXuesong HOUYulei，ZENGDaxing，YANGLong，ZHOUYulin (College0IMechani(’alEngineering，YanshanUniversity，Qinlmangdao066004，CHN) Abstract：Basedonthecharacteristicsoftraditionalsphericaljoint’Sstructureandworkspa(：e，flmrpassive—sphen— calhingeswithlargeworkspaceareobtained．Themethodofdecomposingmotionandconsh’aintsepa— ratelyandstaggeredmatchingisadoptedinthisdesign，thatis，theoutputoftraditionalsphericaljoint isequivalenttothreeorthogonalrotations，andthentheorderofmotions，theconstraintstyleofstructure andtherelationshipoflocationsarerecomposed．Finally，theworkspaceofpassive·sphericaljointisen— largedof10。一50。andtheproblemthattheapplicationoforiginalsphericaljointwasrestrictedinpracti— ealengineeringduetothelimitedworkspaceisresolvedpartly． Keywords：passive—sphericalhinge；workspace；motiondecomposition；ballandsocketinterchanged 被动球面铰链是一种可实现 3个转动的连接铰 了一种滚动球铰链结构 ，利用多万向轮组合形成凹球 链 ，通常由同连于输出杆的球头与同连于支撑杆的球 面，将球头与球窝的滑动摩擦转化为滚动摩擦。周燕 窝构成 ，任意一端为机架时，另一端表现出3个转动 自 辉 运用TRIZ理论设计出SSR、SSS两种新型复合球 由度。作为机构学中基本的运动单元之一，被动球面 副，并对其 自南度和力学性能进行了分析。高金莲 铰链在机械装备及机器人等领域得以广泛应用，受到 等在3一RSS／S型踝关节康复并联机器人的球铰链 的 同内外学者的广泛关注。 设计 中，利用球铰转动时极限转角不对称的特点，设计 目前 ，对被动球铰 的研究有很多，支前峰 ¨提 出