[发明专利]一种被动臂及具有该被动臂的机械设备

说明书

本发明涉及机械结构技术领域，提供一种被动臂及具有该被动臂的机械设备，所述被动臂包括关节结构以及用于连接关节结构的连接件，关节结构内填充有液态金属，转动副结构与液态金属接触，关节结构上布置有用于控制液态金属在固态和液态之间切换的温度调节部件。本发明实施例提供的被动臂和机械设备，采用内置有液态金属的关节结构，且关节结构的各转动副结构与液态金属接触，利用温度调节部件对液态金属进行升温和降温，从而实现液态金属在固态和液态之间的切换，进而能够通过液态金属实现其对关节结构的转动副结构的锁定和解锁，相比于传统被动臂的关节结构，其内部不需要复杂的机械结构和传动结构，结构简单，体积小，重量轻。

技术领域

本发明涉及机械结构技术领域，更具体地，涉及一种被动臂及具有该被动臂的机械设备。

背景技术

被动臂作为一种被动式机械结构，主要用于把持和固定，其空间结构具有灵活多变的特点，使得其在工业、农业以及医疗等领域的应用越来越广泛。在实际应用中，被动臂的空间位置决定了其机械结构的工作范围，在不同的应用中，或者同一应用中不同人的操作，被动臂的位置需要根据实际情况有所改变，高度位置也要随之调整。被动臂一般由多个关节组成，各关节之间用连杆进行连接，每个关节都能够单独调整，并且每个关节可以具有多个自由度，从而实现各种空间位置的变化组合，以满足不同的应用需求。

以手术辅助操作为例，手术中需要依据医生需求对手术器械、手术肢体等进行固定，以避免医生扶持器械、肢体过程中产生移动发生意外。由于应用需求不同，被动臂需要较多的自由度调整同时提供较大的维持力。现有被动臂主要由多个关节组成，通过逐个关节锁定实现较大的维持力，在实际使用中带来较大不便。同时，由于多个自由度运动需求，被动臂多采用机械方式依靠摩擦力锁紧各关节，导致被动臂的结构较为复杂，且体积庞大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供一种被动臂及具有该被动臂的机械设备，以解决现有的被动臂结构复杂、体积庞大的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面，提供一种被动臂，包括关节结构以及用于连接所述关节结构的连接件，所述关节结构至少包括一个转动副结构，所述关节结构内填充有液态金属，所述转动副结构与所述液态金属接触，所述关节结构上布置有用于控制所述液态金属在固态和液态之间切换的温度调节部件。

进一步地，所述关节结构还包括壳体，所述壳体内部设有腔体结构，所述转动副结构与所述壳体密封且转动连接，所述液态金属填充在所述腔体结构内。

进一步地，所述转动副结构穿过所述腔体结构的内部或套接在所述腔体结构的外部。

进一步地，所述关节结构包括多个所述转动副结构，多个所述转动副结构装设在所述壳体上且互不干涉。

进一步地，所述被动臂还包括：控制部件和控制开关，所述控制开关与所述控制部件电连接，所述控制部件与各所述关节结构上的温度调节部件电连接。

进一步地，所述温度调节部件包括加热部件和降温部件，所述加热部件和所述降温部件分别与所述控制部件电连接。

进一步地，所述加热部件为加热丝或加热盘，所述降温部件为冷却器或散热器。

进一步地，所述控制开关为脚踏开关。

进一步地，所述连接件为刚性连杆或柔性连杆。

根据本发明实施例的第二方面，还提供一种机械设备，包括本发明第一方面任一所述的被动臂。

(三)有益效果