專利名稱：球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置，尤其適用于人機(jī)合作式 (又稱被動式)機(jī)械臂、機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，屬于機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
(二) 背景技術(shù)-
人機(jī)合作式(又稱被動式)機(jī)械臂，指的是不具備主動運(yùn)動能力的機(jī)械臂， 即機(jī)械臂各個關(guān)節(jié)沒有驅(qū)動器件，其運(yùn)動姿態(tài)、位置完全由操作者決定，當(dāng)達(dá) 到需求姿態(tài)或位置時(shí)，能夠根據(jù)指令鎖緊保持并能承受一定外力。
球鉸型關(guān)節(jié)具有3個自由度，因而其靈活性非常好，對于要求高靈活性的 人機(jī)合作機(jī)械臂而言是一個非常不錯的選擇，但是在一般應(yīng)用中球鉸型關(guān)節(jié)都 是通過手動擰緊螺釘實(shí)現(xiàn)鎖緊，不能實(shí)現(xiàn)自動控制。因此球鉸型關(guān)節(jié)一般在輔 助的器械中比較常見，沒有在被動式機(jī)械臂中得到應(yīng)用。
(三) 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種球鉸型關(guān)節(jié)的電動鎖緊裝置，尤其是一種具 有可靠放松鎖緊的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中球餃型關(guān)節(jié)需手動鎖緊的問題， 充分發(fā)揮球鉸型關(guān)節(jié)高靈活性的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型一種球鉸型關(guān)節(jié)的電動鎖緊裝置，包括 一球頭桿，其一端為球形圓頭， 一端為圓柱形桿；
一球關(guān)節(jié)座，為中間有圓孔的圓柱體；其一端為內(nèi)球面形狀，與球頭桿球 形圓頭配合；其內(nèi)壁上側(cè)有圓周均布的半圓槽(圖中未示)；
一推壓球瓦，為一端挖有內(nèi)凹的球面的圓柱體，其外緣開有圓周均布的半 圓槽，與球關(guān)節(jié)座內(nèi)壁的半圓槽配合形成圓孔以安裝滾珠；
一螺紋軸，為一中部凸有一圓環(huán)的圓柱體；其上部鉆有圓孔并開有鍵槽； 下部加工有三角外螺紋；一滾珠支架環(huán)； 一止推端蓋；一鍵環(huán)，為圓環(huán)形圓柱體，其內(nèi)壁設(shè)有長方形凸臺，.凸臺對面鉆有一螺紋 孔用于定位緊固；一電機(jī)座，為內(nèi)空圓柱結(jié)構(gòu)，具有中間鉆有通孔的凸起平臺；一減速直流電機(jī)；緊固螺釘；及電機(jī)固定螺釘。該球頭桿安裝在球關(guān)節(jié)座底端，推壓球瓦安裝在球關(guān)節(jié)座中并壓在球頭桿 球頭之上，滾珠安裝在推壓球瓦的半圓槽和球關(guān)節(jié)座的半圓槽組成的圓柱孔中， 螺紋軸通過三角外螺紋與推壓球瓦配合安裝，滾珠支架環(huán)安裝在螺紋軸上，止 推端蓋將螺紋軸、滾珠支架環(huán)扣到球關(guān)節(jié)座上，鍵環(huán)扣入螺紋軸鍵槽中，減速 直流電機(jī)通過電機(jī)固定螺釘安裝到電機(jī)座上，電機(jī)座通過緊固螺釘與球關(guān)節(jié)座 連接并實(shí)現(xiàn)緊固，再將鍵環(huán)螺釘安裝到鍵環(huán)上。這些零件尺寸及電機(jī)型號可根據(jù)制動力需求以及使用者的設(shè)計(jì)要求來確定。本實(shí)用新型一種球鉸型關(guān)節(jié)的電動鎖緊裝置，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于該裝置 靈活性好，結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕，放松鎖緊可靠，制動力矩大；在機(jī)械臂、機(jī)器 人產(chǎn)品中具有廣泛的應(yīng)用前景。
圖1是本實(shí)用新型裝置剖面圖。圖2是本實(shí)用新型裝置立體圖。圖3是本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。圖4是本實(shí)用新型裝置中螺紋軸的立體圖。圖5是本實(shí)用新型裝置中鍵環(huán)的立體圖。圖中標(biāo)號如下1、球頭桿 2、球關(guān)節(jié)座 3、推壓球瓦 31、半圓槽4、 螺紋軸
5、 滾珠支架環(huán)
8、 鍵環(huán)
9、 電機(jī)座
10、 緊固螺釘
41、圓環(huán) 6、止推端蓋 81、凸臺 91、通孔
42、圓孔 7、鍵環(huán)螺釘 82、螺紋孔 92、凸起平臺
43、衝
11、減速直流電機(jī)12、電機(jī)固定螺釘13、滾珠
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置，請參閱圖.1至圖5所示，其包
括
一球頭桿l，其一端為球形圓頭， 一端為圓柱形桿；
一球關(guān)節(jié)座2，為中間有圓孔的圓柱體；其一端為內(nèi)球面形狀，與球頭桿 球形圓頭配合；其內(nèi)壁上側(cè)有圓周均布的半圓槽(圖中未示)；
一推壓球瓦3，為一端挖有內(nèi)凹的球面的圓柱體，其外緣開有圓周均布的 半圓槽31，與球關(guān)節(jié)座內(nèi)壁的半圓槽配合形成圓孔以安裝滾珠；
一螺紋軸4，為一中部凸有一圓環(huán)41的圓柱體；其上部鉆有圓孔42并開
有鍵槽43;下部加工有三角外螺紋； 一滾珠支架環(huán)5; 一止推端蓋6; 鍵環(huán)螺釘7;
一鍵環(huán)8，為圓環(huán)形圓柱體，其內(nèi)壁設(shè)有長方形凸臺81,凸臺81對面鉆有
一螺紋孔82用于定位緊固；
一電機(jī)座9，為內(nèi)空圓柱結(jié)構(gòu)，具有中間鉆有通孔91.的凸起平臺92; 一減速直流電機(jī)ll;
緊固螺釘10;及
電機(jī)固定螺釘12。
該球頭桿1安裝在球關(guān)節(jié)座2底端，推壓球瓦3安裝在球關(guān)節(jié)座2中并壓 在球頭桿1球頭之上，滾珠13安裝在推壓球瓦3的半圓槽31和球關(guān)節(jié)座2的 半圓槽組成的圓柱孔中，螺紋軸4通過三角外螺紋與推壓球瓦3配合安裝，滾珠支架環(huán)5安裝在螺紋軸4上，止推端蓋6將螺紋軸4、滾珠支架環(huán)5扣到球 關(guān)節(jié)座2上，鍵環(huán)8扣入螺紋軸4的鍵槽43中，減速直流電機(jī)ll通過電機(jī)固 定螺釘12安裝到電機(jī)座9上，電機(jī)座9通過緊固螺釘10與球關(guān)節(jié)座2連接并 實(shí)現(xiàn)緊固，再將鍵環(huán)螺釘7安裝到鍵環(huán)8上。
這些零件尺寸及電機(jī)型號可根據(jù)制動力需求以及使用者的設(shè)計(jì)要求來確定。
本實(shí)用新型一種球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置，其鎖緊放松的工作過程是減 速直流電機(jī)11通直流電后，通過鍵環(huán)8帶動螺紋軸4旋轉(zhuǎn)，螺紋軸4通過其螺 紋帶動推壓球瓦3旋轉(zhuǎn)，由于滾珠13限制了推壓球瓦3的旋轉(zhuǎn)，使得推壓球瓦 3只能直線運(yùn)動，同時(shí)螺紋軸4上的滾珠支架環(huán)5將依靠止推端蓋6承受推壓 球瓦3直線運(yùn)動方向的壓力，推壓球瓦3向下運(yùn)動壓緊球頭桿1的球頭，實(shí)現(xiàn) 制動鎖緊；當(dāng)改變減速直流電機(jī)11的直流電方向后，螺紋軸4向相反的方向旋 轉(zhuǎn)，從而帶動推壓球瓦3向上運(yùn)動，推壓球瓦3與球頭桿1分離，即實(shí)現(xiàn)放松。
權(quán)利要求1、 一種球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置，其特征在于該裝置包括 一球頭桿，其一端為球形圓頭， 一端為圓柱形桿；一球關(guān)節(jié)座，為中間有圓孔的圓柱體；其一端為與球頭桿球形圓頭配合的 內(nèi)球面形狀；其內(nèi)壁上側(cè)有圓周均布的半圓槽；一推壓球瓦，為一端挖有內(nèi)凹的球面的圓柱體，其外緣開有圓周均布的半 圓槽，與球關(guān)節(jié)座內(nèi)壁的半圓槽配合形成安裝滾珠的圓孔；一螺紋軸，為一中部凸有一圓環(huán)的圓柱體；其上部鉆有圓孔并開有鍵槽； 下部加工有三角外螺紋；一滾珠支架環(huán)；一止推端蓋；一鍵環(huán)，為圓環(huán)形圓柱體，其內(nèi)壁設(shè)有長方形凸臺，凸臺對面鉆有一用于 定位緊固的螺紋孔；一電機(jī)座，為內(nèi)空圓柱結(jié)構(gòu)，具有中間鉆有通孔的凸起平臺；一減速直流電機(jī)；緊固螺釘；及電機(jī)固定螺釘；該球頭桿安裝在球關(guān)節(jié)座底端，推壓球瓦安裝在球關(guān)節(jié)座中并壓在球頭桿 球頭之上，滾珠安裝在推壓球瓦的半圓槽和球關(guān)節(jié)座的半圓槽組成的圓柱孔中， 螺紋軸通過三角外螺紋與推壓球瓦配合安裝，滾珠支架環(huán)安裝在螺紋軸上，止 推端蓋將螺紋軸、滾珠支架環(huán)扣到球關(guān)節(jié)座上，鍵環(huán)扣入螺紋軸鍵槽中，減速 直流電機(jī)通過電機(jī)固定螺釘安裝到電機(jī)座上，電機(jī)座通過緊固螺釘與球關(guān)節(jié)座 連接并實(shí)現(xiàn)緊固，再將鍵環(huán)螺釘安裝到鍵環(huán)上。
專利摘要本實(shí)用新型一種球鉸型關(guān)節(jié)電動鎖緊裝置，是由球頭桿、球關(guān)節(jié)座、推壓球瓦、螺紋軸、滾珠支架環(huán)、止推端蓋、鍵環(huán)、電機(jī)座、減速直流電機(jī)等構(gòu)成。球頭桿安裝在球關(guān)節(jié)座底端，推壓球瓦安裝在球關(guān)節(jié)座中并壓在球頭桿球頭之上，滾珠安裝在推壓球瓦的半圓槽和球關(guān)節(jié)座的半圓槽組成的圓柱孔中，螺紋軸通過三角外螺紋與推壓球瓦配合安裝，滾珠支架環(huán)安裝在螺紋軸上，止推端蓋將螺紋軸、滾珠支架環(huán)扣到球關(guān)節(jié)座上，鍵環(huán)扣入螺紋軸鍵槽中，減速直流電機(jī)通過電機(jī)固定螺釘安裝到電機(jī)座上，電機(jī)座通過緊固螺釘與球關(guān)節(jié)座連接并實(shí)現(xiàn)緊固，再將鍵環(huán)螺釘安裝到鍵環(huán)上。該裝置靈活性好，結(jié)構(gòu)簡單，放松鎖緊可靠，制動力矩大，在機(jī)械臂、機(jī)器人產(chǎn)品中有廣泛應(yīng)用前景。
文檔編號B25J17/00GK201154482SQ20082007847
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者余靜科, 榮 劉, 張建偉, 簡 李, 鋒 王 申請人:北京航空航天大學(xué)