本實(shí)用新型涉及桿狀串聯(lián)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件，尤其是一種液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)：

桿狀串聯(lián)機(jī)構(gòu)廣泛用于機(jī)械手、多自由度位置調(diào)節(jié)裝置、末端執(zhí)行器變位機(jī)構(gòu)等場(chǎng)合，其動(dòng)作主要是通過串聯(lián)桿系中的各回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，因此回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)是關(guān)鍵部件?；剞D(zhuǎn)關(guān)節(jié)在工作時(shí)需要按工況要求變換轉(zhuǎn)動(dòng)或鎖緊狀態(tài)，也就是要配備可控的鎖緊裝置。目前鎖緊裝置已有多種類型，如中國(guó)專利《200510092591一種回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)電磁鎖緊裝置》所公布的型式。但隨著人機(jī)協(xié)同機(jī)械手、主從機(jī)械手、醫(yī)療器械、光學(xué)儀器等不斷向小型化發(fā)展，現(xiàn)有各種回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鎖緊裝置，其尺寸和重量已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。本發(fā)明利用液壓器件功率重量比大的特點(diǎn)，提出了一種液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以達(dá)到新型桿狀串聯(lián)機(jī)構(gòu)對(duì)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的，是提供一種尺寸小、重量輕、鎖緊力大、鎖緊放松轉(zhuǎn)化快、控制簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用于新型桿狀串聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別是內(nèi)窺鏡支架等機(jī)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下：

一種液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，主要由外殼、芯軸、制動(dòng)件、液壓缸、碟簧組構(gòu)成，其特征是外殼中有通道甲和通道乙，兩個(gè)通道相交貫通，通道甲中通過軸承支撐著一根芯軸，芯軸外部裝有制動(dòng)件；通道乙后部裝有壓蓋；通道乙中還裝有油缸筒、油缸蓋、活塞桿、回位彈簧組成的液壓油缸，油缸筒后部頂緊在碟簧組前端面上，碟簧組后端面頂緊在壓蓋上。

進(jìn)一步的特征是，通道甲兩端有端蓋，芯軸為臺(tái)階軸，兩個(gè)軸承分別位于芯軸兩端較細(xì)的軸頸上；芯軸的臺(tái)階、通道甲端蓋、通道甲內(nèi)的隔套限制軸承軸向移動(dòng)；兩個(gè)軸承限制芯軸軸向移動(dòng)。

進(jìn)一步的特征是，制動(dòng)件是一個(gè)開口的環(huán)形件，活動(dòng)的套裝在芯軸上；環(huán)形開口處的兩側(cè)是向外的凸臺(tái)，兩個(gè)凸臺(tái)外側(cè)為斜面，兩個(gè)斜面對(duì)稱，兩個(gè)斜面外端距離小，里端距離大。

進(jìn)一步的特征是，油缸蓋固定在油缸筒前端，油缸蓋前端伸出兩個(gè)對(duì)稱的凸臺(tái)，兩個(gè)凸臺(tái)的前端內(nèi)側(cè)為斜面；所述斜面與制動(dòng)件凸臺(tái)斜面相貼合。

進(jìn)一步的特征是，通道乙接近通道甲的前部，有一個(gè)兩端固定在外殼上的徑向止銷，活塞桿前端與止銷接觸。

進(jìn)一步的特征是，油缸筒后部有通往油缸無桿腔的油口；油缸筒有桿腔中裝有可使活塞桿縮回的回位彈簧，所述回位彈簧套在活塞桿外部，該回位彈簧一端頂在油缸蓋上，另一端頂在活塞桿臺(tái)階上；油缸筒與通道乙是間隙配合，可在通道乙中軸向移動(dòng)。

進(jìn)一步的特征是，通道乙后部壓蓋在通道乙的軸向位置可以調(diào)節(jié)，能夠擠壓碟簧組推動(dòng)油缸筒移動(dòng)，使油缸蓋凸臺(tái)斜面壓緊在制動(dòng)件凸臺(tái)斜面上。

這種液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)工作過程是這樣的：該回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的芯軸和外殼是相對(duì)回轉(zhuǎn)件，初始狀態(tài)時(shí)，油口通入低壓油，回位彈簧使活塞桿縮回，活塞桿前端與止銷之間出現(xiàn)間隙，碟簧組推動(dòng)油缸筒移動(dòng)，使油缸蓋凸臺(tái)斜面壓緊在制動(dòng)件凸臺(tái)斜面上，導(dǎo)致環(huán)形的制動(dòng)件發(fā)生向里縮小的彈性變形，將芯軸抱緊，芯軸不能相對(duì)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)為鎖緊狀態(tài)。若油口通入高壓油，推動(dòng)活塞桿克服回位彈簧的推力伸出，當(dāng)活塞桿前端頂住止銷后停止移動(dòng)，高壓油則推動(dòng)油缸筒克服碟簧組的推力向后移動(dòng)，油缸蓋凸臺(tái)斜面離開制動(dòng)件凸臺(tái)斜面，制動(dòng)件彈性變形消除，將芯軸松開，芯軸就可以相對(duì)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榭苫剞D(zhuǎn)狀態(tài)?？梢娭灰淖兺ㄈ胗涂谟鸵旱膲毫Γ涂梢苑奖愕乜刂圃摶剞D(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鎖緊和松開。

本實(shí)用新型的有益效果在于：由于采用了功率重量比大的液壓油缸控制回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鎖緊和松開，使得回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)體積和重量都相對(duì)較小，但可以獲得大的鎖緊力，可靠承擔(dān)較大回轉(zhuǎn)扭矩，同時(shí)控制方便。采用這種回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以明顯提高桿狀串聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別是內(nèi)窺鏡支架等機(jī)構(gòu)的性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明：

附圖1是液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的三維外形圖。

附圖2是液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的中心剖面圖。

附圖3是附圖2中的P-P剖面圖。

在附圖中，1是外殼、1a是通道甲、1b是通道乙、2是端蓋、3是芯軸、4是軸承、5是隔套、6是制動(dòng)件、7是止銷、8是油缸蓋、9是活塞桿、10是回位彈簧、11是油缸筒、11a是油口、、12是碟簧組、13是壓蓋。

具體實(shí)施方式

如附圖所示，該液壓鎖緊回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，主要由外殼1、芯軸3、制動(dòng)件6、油缸筒11、油缸蓋8、活塞桿9、回位彈簧10、碟簧組12構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)是外殼1中有通道甲1a和通道乙1b，兩個(gè)通道相交貫通，通道甲1a中通過軸承4支撐著一根芯軸3，芯軸3外部裝有制動(dòng)件6；通道乙1b接近通道甲1a的前部，有一個(gè)兩端固定在外殼1上的徑向止銷7，通道乙1b后部裝有壓蓋13；通道乙1b中還裝有油缸筒11、油缸蓋8、活塞桿9、回位彈簧10組成的液壓油缸，油缸蓋8前端的凸臺(tái)與制動(dòng)件6接觸，活塞桿9前端與止銷7接觸，油缸筒11后部頂緊在碟簧組12前端面上，碟簧組12后端面頂緊在壓蓋13上。

結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)是，通道甲1a兩端有端蓋2，芯軸3為臺(tái)階軸，兩個(gè)軸承4分別位于芯軸3兩端較細(xì)的軸頸上；芯軸3的臺(tái)階、通道甲1a端蓋、通道甲1a內(nèi)的隔套5限制軸承4軸向移動(dòng)；兩個(gè)軸承4限制芯軸3軸向移動(dòng)。制動(dòng)件6是一個(gè)開口的環(huán)形件，活動(dòng)的套裝在芯軸3上；環(huán)形開口處的兩側(cè)是向外的凸臺(tái)，兩個(gè)凸臺(tái)外側(cè)為斜面，兩個(gè)斜面對(duì)稱，兩個(gè)斜面外端距離小，里端距離大。油缸筒11后部有通往油缸無桿腔的油口11a；油缸筒11有桿腔中裝有可使活塞桿6縮回的回位彈簧10，回位彈簧10套在活塞桿9外部，該回位彈簧10一端頂在油缸蓋上，另一端頂在活塞桿9臺(tái)階上；油缸筒11與通道乙1b是間隙配合?？稍谕ǖ酪?b中軸向移動(dòng)。油缸蓋8固定在油缸筒11前端，油缸蓋8前端伸出兩個(gè)對(duì)稱的凸臺(tái)，兩個(gè)凸臺(tái)的前端內(nèi)側(cè)為斜面；所述斜面與制動(dòng)件6凸臺(tái)斜面相貼合。通道乙1b后部壓蓋13在通道乙1b的軸向位置可以調(diào)節(jié)，能夠擠壓碟簧組12推動(dòng)油缸筒11移動(dòng)，使油缸蓋8凸臺(tái)斜面壓緊在制動(dòng)件6凸臺(tái)斜面上。

上述結(jié)構(gòu)中回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的芯軸3和外殼1是相對(duì)回轉(zhuǎn)件，初始狀態(tài)時(shí)，油口11a通入低壓油，回位彈簧10使活塞桿9縮回，活塞桿9前端與止銷7之間出現(xiàn)間隙，碟簧組12推動(dòng)油缸筒11移動(dòng)，使油缸蓋8上的凸臺(tái)斜面壓緊在制動(dòng)件6上的凸臺(tái)斜面上，導(dǎo)致環(huán)形的制動(dòng)件6發(fā)生向里縮小的彈性變形，將芯軸3抱緊，芯軸3不能相對(duì)外殼1轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)為鎖緊狀態(tài)。若油口11a通入高壓油，推動(dòng)活塞桿9克服回位彈簧10的推力伸出，當(dāng)活塞桿9前端頂住止銷7后停止移動(dòng)，高壓油則推動(dòng)油缸筒11克服碟簧組12的推力向后移動(dòng)，油缸蓋8上的凸臺(tái)斜面離開制動(dòng)件6上的凸臺(tái)斜面，制動(dòng)件6彈性變形消除，將芯軸3松開，芯軸3就可以相對(duì)外殼1轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榭苫剞D(zhuǎn)狀態(tài)?？梢娭灰淖兺ㄈ胗涂?1a油液的壓力，就可以方便地控制該回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鎖緊和松開。

以上所述僅為本實(shí)用新型的一種較佳實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型思路和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。