專利名稱：球鉸型關(guān)節(jié)電動(dòng)鎖緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種球鉸型關(guān)節(jié)電動(dòng)鎖緊裝置，尤其適用于人機(jī)合作式(又 稱被動(dòng)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(dòng)式)機(jī)械臂，指的是不具備主動(dòng)運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)械臂， 即機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)沒有驅(qū)動(dòng)器件，其運(yùn)動(dòng)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(gè)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(gè)非常不錯(cuò)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(dòng)擰緊螺釘實(shí)現(xiàn)鎖緊，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)式機(jī)械臂中得到應(yīng)用。(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種球鉸型關(guān)節(jié)的電動(dòng)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(dòng)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)。本發(fā)明一種球鉸型關(guān)節(jié)的電動(dòng)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(tái)，凸臺(tái)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(tái)；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(dòng)力需求以及使用者的設(shè)計(jì)要求來確定。本發(fā)明一種球鉸型關(guān)節(jié)的電動(dòng)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(dòng)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是本發(fā)明裝置剖面圖。 .圖2是本發(fā)明裝置立體圖。圖3是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。圖4是本發(fā)明裝置中螺紋軸的立體圖。圖5是本發(fā)明裝置中鍵環(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 41、圓環(huán) 42、圓孔 43、鍵槽5、 滾珠支架環(huán) 6、止推端蓋 7、鍵環(huán)螺釘8、 鍵環(huán) 81、凸臺(tái) 82、螺紋孔9、 電機(jī)座 91、通孔 92、凸起平臺(tái)10、 緊固螺釘 11、減速直流電機(jī)12、電機(jī)固定螺釘13、滾珠具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種球鉸型關(guān)節(jié)電動(dòng)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(tái)81，凸臺(tái)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(tái)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(dòng)力需求以及使用者的設(shè)計(jì)要求來確定。本發(fā)明一種球鉸型關(guān)節(jié)電動(dòng)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(dòng)螺紋軸4旋轉(zhuǎn)，螺紋軸4通過其螺紋帶 動(dòng)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(dòng)，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(dòng)方向的壓力，推壓球瓦3向下運(yùn)動(dòng)壓緊球頭桿1的球頭，實(shí)現(xiàn)制 動(dòng)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(dòng)推壓球瓦3向上運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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；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(tái)，凸臺(tái)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(tái)；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。
全文摘要
本發(fā)明一種球鉸型關(guān)節(jié)電動(dòng)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(dòng)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B25J17/00GK101214662SQ20081005583
公開日2008年7月9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, 峰 王 申請人:北京航空航天大學(xué)