[发明专利]基于液压的双平面摩擦2自由度关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种转动关节，具体讲是涉及一种基于液压的双平面摩擦2自由度关节，属于欠驱动机械臂关节锁紧机构。

背景技术

从上个世纪九十年代开始，随着智能机器人技术、计算机技术、医疗外科技术的迅速发展，服务机器人，如微创外科机器人技术已成为国内外学者和相关机构关注的国际前沿研究热点之一。这是一种新型的多学科交叉技术领域，其发展被认为是外科治疗手段的一种标志性的进步。

目前，医疗手术定位机械臂的关节锁定有如下方式，一是靠每个关节上的电机输出的伺服保持力矩，其缺点是结构复杂，成本昂贵；二是在每个关节上安装电磁制动器，同样存在结构复杂成本高的不足，同时机械臂比较笨重；第三是通过给各个关节的楔形推力结构进行手动加力，实现关节锁紧。这种方式为纯被动方式，锁紧效率低，操作不方便。另外，现有技术中的关节锁紧机构在关节锁紧后，在关节之间都存在间隙，间隙不为0，造成定位精度不高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种体积小、结构简单紧凑、锁紧力矩大、锁紧后关节间隙小的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，降低成本，提高精度和安全性，满足操作的需要。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于包括关节台体、下关节T形轴和上关节T形轴，所述的关节台体成“L”形，在所述的上关节T形轴的下平面的上侧外缘设有导角，形成楔形面，上关节T形轴的杆部的端部设有外螺纹，上关节外壳为中空结构，在上关节T形轴的杆部上套装上关节传力滑块，上关节传力滑块中间的圆孔直径大于上关节T形轴杆部的直径，上关节T形轴的杆部通过轴承安装在上关节外壳中，杆部从上关节外壳伸出与关节台体的一端螺纹连接，推杆的轴线与上关节T形轴的轴线垂直，安装在上关节外壳上，在推杆的端部设有楔形面，与上关节T形轴的楔形面相配合；所述的下关节T形轴为杆部带外螺纹的空心轴，通过外螺纹连接在关节台体的另一端的下方，下关节T形轴的轴线与上关节T形轴的轴线垂直，下关节T形轴的下端封装在下关节封盖中，下关节封盖与关节支承轴固联，下关节T形轴的下端与下关节封盖的接触面之间安装有密封圈；顶杆安装在下关节T形轴的空心中，顶杆的下端外周安装有密封圈，上端伸入上关节外壳，与上关节传力滑块接触，下关节T形轴的空心的底部安装有密封螺栓，所述的密封螺栓与顶杆的下端留有一定的距离。

前述的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于所述的顶杆包括1#顶杆、2#顶杆和连接螺套，所述的连接螺套为中空结构，两端设有内螺纹，1#顶杆和2#顶杆分别连接在连接螺套的两端，1#顶杆的上端与上关节传力滑块接触，2#顶杆的下端外周安装有密封圈，套装在下关节T形轴的空心中，下端与密封螺栓留有一定距离。

前述的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于在所述的上关节外壳上与关节台体靠近的端面上开有环形槽，在环形槽中设有环形摩擦垫，所述的环形摩擦垫突出上关节外壳端面一定距离。

前述的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于在所述的下关节T形轴的下端面上与关节支承轴靠近的端面上开有环形槽，在环形槽中设有环形摩擦垫，所述的环形摩擦垫突出下关节T形轴端面一定距离。

前述的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于在所述的关节台体上靠近下关节封盖的端面上开有环形槽，在环形槽中设有环形摩擦垫，所述的环形摩擦垫突出关节台体端面一定距离。

前述的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于在所述的密封螺栓和下关节T形轴之间设有密封圈。

前述的基于液压的双平面摩擦2自由度关节，其特征在于在所述的下关节T形轴上安装有排气螺钉，排气螺钉与下关节T形轴之间设有密封圈，螺钉孔与下关节T形轴的空心相通。