CN104786231B - 内置非完整球面约束结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内置非完整球面约束结构，包括球壳、滚轮支架、滚轮、滚轮轴、伺服电机、大支架；所述大支架为“T”字形，其横杆的一端固定连接所述伺服电机，所述滚轮支架通过键与伺服电机固定连接，所述滚轮轴和滚轮支架固定连接，所述滚轮与滚轮支架转动连接；所述大支架的横杆的另一端连接相同的结构，两端结构相对于大支架的竖杆轴对称分布；所述球壳与滚轮纯滚动接触，即滚轮只能沿着球壳滚动，而不能滑动，两端的滚轮的轴线方向一直处于平行对称状态。本发明是一种内置非完整球面约束结构，直接在球面内部加入非完整约束，省去了内部的完整的球面约束，节约了空间，同时提高了精度。

Description

内置非完整球面约束结构
技术领域
本发明涉及一种非完整球面约束结构。
背景技术
现在的非完整球面约束一般内部是完整的球面约束，外部加入非完整约束。内部的完整的球面约束一般采用3个方向的转动轴，转轴处存在间隙，导致球面约束的精度较低；同时现有的非完整球面约束采用了内部、外部两个约束结构，结构更加复杂。而本发明采用了内部无间隙的纯滚动滚轮接触，简化了机械结构，同时提高了非完整球面约束的精度。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种内置非完整球面约束结构。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种内置非完整球面约束结构，包括球壳、滚轮支架、滚轮、滚轮轴、伺服电机、大支架；所述大支架为“T”字形，其横杆的一端固定连接所述伺服电机，所述滚轮支架通过键与伺服电机固定连接，所述滚轮轴和滚轮支架固定连接，所述滚轮与滚轮支架转动连接；所述大支架的横杆的另一端连接相同的结构，两端结构相对于大支架的竖杆轴对称分布；所述球壳与滚轮纯滚动接触，即滚轮只能沿着球壳滚动，而不能滑动，两端的滚轮的轴线方向一直处于平行对称状态。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本发明是一种内置非完整球面约束结构，直接在球面内部加入非完整约束，省去了内部的完整的球面约束，节约了空间，同时提高了精度。
附图说明
图1为内置非完整球面约束结构切除前半球壳主视图。
图2为内置非完整球面约束结构切除上半球壳俯视图。
具体实施方式
本发明的优选实施案例结合附图详述如下：
参见图1和图2，一种内置非完整球面约束结构，包括球壳1、滚轮支架2、滚轮3、滚轮轴4、伺服电机5、大支架6；所述大支架6为“T”字形，其横杆的一端固定连接所述伺服电机5，所述滚轮支架2通过键与伺服电机5固定连接，所述滚轮轴4和滚轮支架2固定连接，所述滚轮3与滚轮支架2转动连接；所述大支架6的横杆的另一端连接相同的结构，两端结构相对于大支架6的竖杆轴对称分布；所述球壳1与滚轮3纯滚动接触，即滚轮3只能沿着球壳1滚动，而不能滑动，滚轮3和球壳1之间无间隙，所以误差较小，也不存在回程误差，精度高。两端的滚轮3的轴线方向一直处于平行对称状态。
本发明的原理如下：
伺服电机5用来调节滚轮3的轴线方向，一旦调节好滚轮3的轴线方向后，伺服电机5不再转动，滚轮3的轴线方向保持不变。如图1所示，在A处滚轮3与球壳1接触点处球壳1的速度垂直于经过滚轮3的轴线和球壳1的球心的平面C，同样的在B处滚轮3与球壳1接触点处球壳1的速度垂直于经过滚轮3的轴线和球壳1的球心的平面D，因为A、B两处对应的滚轮3的轴线方向一直处于平行对称状态，所以平面C和平面D是重合的，同时因为在A、B两处滚轮3与球壳1接触点处球壳1的速度垂直于经过滚轮3的轴线和球壳1的球心的平面C，所以球壳1可以绕着在平面C上并且经过球壳1的球心的任意直线旋转，构成了一阶非完整速度约束。非完整约束主要应用于非完整机构中，当本结构应用于非完整机构中时，用伺服电机5来调节滚轮3的轴线方向，从而改变非完整机构的空间构型和奇异点，从而得到理想的非完整机构。
同时，对于本结构要实现滚轮3的轴线方向可调，本结构中的两个滚轮3的平行轴对称分布的结构是唯一的，因为采用一个滚轮3时，结构上无法实现，若是采用三个或者更多滚轮3时，调节时无法满足非完整约束的条件。

Claims (1)

1.一种内置非完整球面约束结构，其特征在于，包括球壳（1）、滚轮支架（2）、滚轮（3）、滚轮轴（4）、伺服电机（5）、大支架（6）；所述大支架（6）为“T”字形，其横杆的一端固定连接所述伺服电机（5），所述滚轮支架（2）通过键与伺服电机（5）固定连接，所述滚轮轴（4）和滚轮支架（2）固定连接，所述滚轮（3）与滚轮支架（2）转动连接；所述大支架（6）的横杆的另一端连接相同的结构，两端结构相对于大支架（6）的竖杆轴对称分布；所述球壳（1）与滚轮（3）纯滚动接触，即滚轮（3）只能沿着球壳（1）滚动，而不能滑动，两端的滚轮（3）的轴线方向一直处于平行对称状态。
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