內置非完整球面約束結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內置非完整球面約束結構。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)在的非完整球面約束一般內部是完整的球面約束，外部加入非完整約束。內部的完整的球面約束一般采用3個方向的轉動軸，轉軸處存在間隙，導致球面約束的精度較低；同時現(xiàn)有的非完整球面約束采用了內部、外部兩個約束結構，結構更加復雜。而本發(fā)明采用了內部無間隙的純滾動滾輪接觸，簡化了機械結構，同時提高了非完整球面約束的精度。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種內置非完整球面約束結構。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
一種內置非完整球面約束結構，包括球殼、滾輪支架、滾輪、滾輪軸、伺服電機、大支架；所述大支架為“T”字形，其橫桿的一端固定連接所述伺服電機，所述滾輪支架通過鍵與伺服電機固定連接，所述滾輪軸和滾輪支架固定連接，所述滾輪與滾輪支架轉動連接；所述大支架的橫桿的另一端連接相同的結構，兩端結構相對于大支架的豎桿軸對稱分布；所述球殼與滾輪純滾動接觸，即滾輪只能沿著球殼滾動，而不能滑動，兩端的滾輪的軸線方向一直處于平行對稱狀態(tài)。
[0005]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下突出的實質性特點和顯著的優(yōu)點:
本發(fā)明是一種內置非完整球面約束結構，直接在球面內部加入非完整約束，省去了內部的完整的球面約束，節(jié)約了空間，同時提高了精度。
【附圖說明】
[0006]圖1為內置非完整球面約束結構切除前半球殼主視圖。
[0007]圖2為內置非完整球面約束結構切除上半球殼俯視圖。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選實施案例結合附圖詳述如下:
參見圖1和圖2，一種內置非完整球面約束結構，包括球殼1、滾輪支架2、滾輪3、滾輪軸4、伺服電機5、大支架6 ;所述大支架6為“T”字形，其橫桿的一端固定連接所述伺服電機5，所述滾輪支架2通過鍵與伺服電機5固定連接，所述滾輪軸4和滾輪支架2固定連接，所述滾輪3與滾輪支架2轉動連接；所述大支架6的橫桿的另一端連接相同的結構，兩端結構相對于大支架6的豎桿軸對稱分布；所述球殼I與滾輪3純滾動接觸，即滾輪3只能沿著球殼I滾動，而不能滑動，滾輪3和球殼I之間無間隙，所以誤差較小，也不存在回程誤差，精度高。兩端的滾輪3的軸線方向一直處于平行對稱狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明的原理如下:
伺服電機5用來調節(jié)滾輪3的軸線方向，一旦調節(jié)好滾輪3的軸線方向后，伺服電機5不再轉動，滾輪3的軸線方向保持不變。如圖1所示，在A處滾輪3與球殼I接觸點處球殼I的速度垂直于經(jīng)過滾輪3的軸線和球殼I的球心的平面C，同樣的在B處滾輪3與球殼I接觸點處球殼I的速度垂直于經(jīng)過滾輪3的軸線和球殼I的球心的平面D，因為A、B兩處對應的滾輪3的軸線方向一直處于平行對稱狀態(tài)，所以平面C和平面D是重合的，同時因為在A、B兩處滾輪3與球殼I接觸點處球殼I的速度垂直于經(jīng)過滾輪3的軸線和球殼I的球心的平面C，所以球殼I可以繞著在平面C上并且經(jīng)過球殼I的球心的任意直線旋轉，構成了一階非完整速度約束。非完整約束主要應用于非完整機構中，當本結構應用于非完整機構中時，用伺服電機5來調節(jié)滾輪3的軸線方向，從而改變非完整機構的空間構型和奇異點，從而得到理想的非完整機構。
[0010]同時，對于本結構要實現(xiàn)滾輪3的軸線方向可調，本結構中的兩個滾輪3的平行軸對稱分布的結構是唯一的，因為采用一個滾輪3時，結構上無法實現(xiàn)，若是采用三個或者更多滾輪3時，調節(jié)時無法滿足非完整約束的條件。
【主權項】
1.一種內置非完整球面約束結構，其特征在于，包括球殼(I)、滾輪支架(2)、滾輪(3)、滾輪軸(4)、伺服電機(5)、大支架(6);所述大支架(6)為“T”字形，其橫桿的一端固定連接所述伺服電機(5 )，所述滾輪支架(2 )通過鍵與伺服電機(5 )固定連接，所述滾輪軸(4 )和滾輪支架(2)固定連接，所述滾輪(3)與滾輪支架(2)轉動連接；所述大支架(6)的橫桿的另一端連接相同的結構，兩端結構相對于大支架(6 )的豎桿軸對稱分布；所述球殼(I)與滾輪(3)純滾動接觸，即滾輪(3)只能沿著球殼(I)滾動，而不能滑動，兩端的滾輪(3)的軸線方向一直處于平行對稱狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種內置非完整球面約束結構，包括球殼、滾輪支架、滾輪、滾輪軸、伺服電機、大支架；所述大支架為“T”字形，其橫桿的一端固定連接所述伺服電機，所述滾輪支架通過鍵與伺服電機固定連接，所述滾輪軸和滾輪支架固定連接，所述滾輪與滾輪支架轉動連接；所述大支架的橫桿的另一端連接相同的結構，兩端結構相對于大支架的豎桿軸對稱分布；所述球殼與滾輪純滾動接觸，即滾輪只能沿著球殼滾動，而不能滑動，兩端的滾輪的軸線方向一直處于平行對稱狀態(tài)。本發(fā)明是一種內置非完整球面約束結構，直接在球面內部加入非完整約束，省去了內部的完整的球面約束，節(jié)約了空間，同時提高了精度。
【IPC分類】B25J19-00, B25J17-00
【公開號】CN104786231
【申請?zhí)枴緾N201510129395
【發(fā)明人】何斌, 張鵬昌
【申請人】上海大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月24日