[实用新型]2自由度机械臂关节

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转动关节，特别是涉及一种2自由度机械臂关节。

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。

目前现有的中国专利CN200910233936.8涉及一种外科手术机械臂关节液压锁紧动力发生器，包括支撑机构、传动机构、推力机构和生力机构。它具有体积小、结构紧凑、重量轻、锁紧力矩大、操作和维护方便、使用寿命高等优点，但是关节锁紧机构在关节锁紧后，在关节之间都存在间隙，造成定位精度不高。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种锁紧后关节间隙小、定位精度高的2自由度机械臂关节。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的2自由度机械臂关节包括传动机构和生力机构，所述的传动机构包括顶杆、上关节传力滑块和推杆；所述的生力机构包括上生力机构和下生力机构，上生力机构包括上关节外壳、上关节T形轴、关节台体和1号环形摩擦垫。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。1号环形摩擦垫设置在上关节外壳的右端面与关节台体接触面之间，并突出上关节外壳右端面一定距离。

下生力机构包括2号环形摩擦垫、下关节封盖，下关节T形轴和关节支撑轴。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，密封螺栓和下关节T形轴之间设有2号O型密封圈。2号环形摩擦垫设置在下关节T形轴的下端与下关节封盖的接触面之间，并突出下关节T形轴下端面一定距离。

以上所述的顶杆包括1号顶杆、2号顶杆和连接螺套，所述的连接螺套为中空结构，两端设有内螺纹，1号顶杆和2号顶杆分别连接在连接螺套的两端，1号顶杆的上端与上关节传力滑块接触，2号顶杆的下端外周安装有1号O型密封圈，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。

作为本实用新型的进一步改进，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5号O型密封圈，螺纹孔与下关节T形轴的空心相通。

(三)有益效果

本实用新型的优点在于：本实用新型在两个关节上不需要安装电机(电机在第三个关节上)，通过第三关节上的电机推动内部的一个与机械臂的第3关节相连的推杆，可以同时锁紧这两个转动关节，实现这两个关节的无电机或无电磁制动器的锁紧，使机械臂成为一个欠驱动的机械臂。并且本实用新型结构简单、关节轻便、关节灵活性好、锁紧后关节刚性好、定位精度高(关节锁紧后达到0间隙)、成本较低。可适用于载荷较轻的服务机器人，特别是医疗外科手术机器人的欠驱动机械臂关节锁紧机构和一体式2自由度关节等。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为下关节组件的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

由图1可知：本实用新型采用一种2自由度机械臂关节，包括传动机构和生力机构。

所述的传动机构包括顶杆、上关节传力滑块3和推杆6；顶杆包括1号顶杆4、2号顶杆17和连接螺套5，连接螺套5为中空结构，两端设有内螺纹，1号顶杆4和2号顶杆17分别连接在连接螺套5的两端，1号顶杆4的上端与上关节传力滑块3接触，2号顶杆17的下端外周安装有1号O型密封圈10，套装在下关节T形轴15的空心中，下端与密封螺栓19留有一定距离。