[实用新型]电动锁紧回转关节

说明书

一种电动锁紧回转关节，主要由电机、轴关节、球关节构成，其特征是电机是双出轴电机或者单出轴电机，对应每个电机轴，有一个轴关节的壳体或者球关节的壳体与电机的机身固定连接。同时轴关节或者球关节的锁紧松开机构与所述电机轴固定连接，过电机的启停和正反转就可以控制轴关节或者球关节的锁紧和松开。该回转关节控制灵活方便，系统简单。同时由于电机是串联在杆状构件之间，使得回转关节体积和重量都相对较小，采用这种回转关节，可以明显提高杆状串联机构，特别是内窥镜支架等机构的性能。

技术领域

本发明涉及杆状串联机构的关键部件，尤其是一种电动锁紧关节。

背景技术

杆状串联机构广泛用于机械手、多自由度位置调节装置、末端执行器变位机构等场合，其动作主要是通过串联杆系中的各回转关节实现的，因此回转关节是关键部件。回转关节在工作时需要按工况要求变换转动或锁紧状态，也就是要配备可控的锁紧装置。目前锁紧装置已有多种类型，如中国专利《200510092591一种回转关节电磁锁紧装置》所公布的型式。但随着人机协同机械手、主从机械手、医疗器械、光学仪器等不断向小型化发展，现有各种回转关节的锁紧装置，其尺寸和重量已经很难满足设计指标。本发明利用电动机驱动螺杆螺母副或凸轮副的结构，提出了一种电动锁紧回转关节，可以达到新型杆状串联机构对回转关节的要求。

发明内容

本发明的目的，是提供一种尺寸小、重量轻、锁紧力大、锁紧放松转化快、控制简单的回转关节，用于新型杆状串联机构，特别是医用内窥镜支架等场合。

为实现这个目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种电动锁紧回转关节，主要由电机、轴关节、球关节构成，其特征是电机是双出轴电机或者单出轴电机，对应每个电机轴，有一个轴关节的壳体或者球关节的壳体与电机的机身固定连接，同时轴关节或者球关节的锁紧松开机构与所述电机轴固定连接。

进一步的具体结构是，轴关节壳体上可转动地套装着一根转轴，转轴轴线与电机轴轴线垂直，转轴上套装着开口的制动环，转轴两端伸出轴关节壳体，转轴和轴关节壳体组成轴关节，轴关节壳体是中空的，称之为空间T，电机轴处于该T空间中，一个螺杆固定在电机轴上，一个螺母装在螺杆上形成螺旋副，一个锁紧叉后端与螺母固定连接，前端顶在前述制动环开口外侧，在空间T中有挡板P固定在轴关节壳体上，碟簧组P的一个端面压在挡板P上，碟簧组P的另一个端面压在锁紧叉上，将锁紧叉压向制动环。

进一步的具体结构是，球关节壳体是中空的，称之为空间L，电机轴位于空间L中，该空间L有一段为开口的孔道，该孔道轴线与电机轴轴线垂直，该孔道开口处为一段球面，该孔道中有一个球面压块，球面压块的球面与该孔道出口处的球面组成一个球状空间，该空间中可转动地套装着一个球头，球头和上述两部分球面组成球关节，在空间L中有一个固定在电机轴上的平板凸轮，平板凸轮的轴线与电机轴轴线平行，一个平底从动件与平板凸轮接触耦合，平底从动件与平板凸轮组成一个凸轮副，平底从动件与球面压块固定连接，空间L中有一个与球关节壳体固定的挡板Q，碟簧组Q的一个端面压在挡板Q上，碟簧组Q的另一个端面压在前述球面压块上，将球面压块压向球头。

进一步的特征是，制动环是一个开口的环形件，活动的套装在转轴上；环形开口处的两侧是向外的凸台，两个凸台外侧为斜面，两个斜面对称，两个斜面外端距离小，里端距离大形成一个外斜面组。

进一步的特征是，锁紧叉前端是一组内斜面，该组内斜面的几何尺寸使其能够与制动环凸台上的外斜面组贴合。

进一步的特征是，空间L开口孔道开口处的球面直径，球面压块的球面直径，球头的直径三者相同。

进一步的特征是，电机采用伺服电机或者步进电机。