一種主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人工程領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，遙操作機(jī)械手在軍事、海洋、航天等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。遙操作機(jī)械手的控制方式主要是主從式，其中主手是從手的縮小模型，關(guān)節(jié)與主手對(duì)應(yīng)，每個(gè)關(guān)節(jié)內(nèi)置傳感器，通過(guò)對(duì)主手操控實(shí)現(xiàn)對(duì)從手的控制。主手一般含多個(gè)關(guān)節(jié)，其中擺動(dòng)關(guān)節(jié)是常用的關(guān)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明包括關(guān)節(jié)外殼、滑動(dòng)軸承座、滑動(dòng)軸承、調(diào)節(jié)螺母、電刷定位架、轉(zhuǎn)軸及傳感器，其中關(guān)節(jié)外殼一端的內(nèi)部?jī)?nèi)置有傳感器，該傳感器包括傳感器膜片及傳感器電刷，所述關(guān)節(jié)外殼的另一端與所述調(diào)節(jié)螺母螺紋連接；所述傳感器與調(diào)節(jié)螺母之間設(shè)有相對(duì)關(guān)節(jié)外殼僅能上下移動(dòng)的滑動(dòng)軸承座，所述轉(zhuǎn)軸由調(diào)節(jié)螺母內(nèi)插入，通過(guò)該調(diào)節(jié)螺母軸向限位，所述電刷定位架的一端通過(guò)所述滑動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并安裝有所述傳感器械電刷，所述電刷定位架的另一端及滑動(dòng)軸承分別與轉(zhuǎn)軸連接，隨所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)軸承座與調(diào)節(jié)螺母抵接，通過(guò)該調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)所述滑動(dòng)軸承座與滑動(dòng)軸承之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻尼；后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線依次經(jīng)轉(zhuǎn)軸、電刷定位架，由關(guān)節(jié)外殼引出，所述傳感器膜片上的傳感器線由關(guān)節(jié)外殼引出。
[0006]其中:所述滑動(dòng)軸承座與滑動(dòng)軸承之間為楔形的接觸面，所述滑動(dòng)軸承通過(guò)該楔形的接觸面在隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中與所述關(guān)節(jié)外殼同軸；所述滑動(dòng)軸承座為上下兩個(gè)，在兩個(gè)滑動(dòng)軸承座的一側(cè)設(shè)有將其定位于所述關(guān)節(jié)外殼內(nèi)的限位銷釘；所述滑動(dòng)軸承位于上下兩個(gè)滑動(dòng)軸承座之間、組成滑動(dòng)副，與所述上下兩個(gè)滑動(dòng)軸承座均為楔形的接觸面；位于下方的所述滑動(dòng)軸承座與所述調(diào)節(jié)螺母抵接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，調(diào)整所述滑動(dòng)軸承座與滑動(dòng)軸承之間的摩擦力，進(jìn)而調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻尼；所述滑動(dòng)軸承通過(guò)定位銷釘與轉(zhuǎn)軸固接，隨所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0007]所述調(diào)節(jié)螺母為中空的倒置“T”形，一端與所述關(guān)節(jié)外殼的另一端螺紋連接，另一端位于所述關(guān)節(jié)外殼另一端的外部；所述轉(zhuǎn)軸為倒置的“T”形，中間開有供所述后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線穿過(guò)的第一通孔，該轉(zhuǎn)軸的一端由調(diào)節(jié)螺母插入、與所述調(diào)節(jié)螺母過(guò)渡配合，所述轉(zhuǎn)軸的另一端位于調(diào)節(jié)螺母的外部；所述電刷定位架的一端與傳感器電刷固接，另一端與所述轉(zhuǎn)軸螺紋連接，所述電刷定位架的中間開有供所述后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線穿過(guò)的第二通孔；所述傳感器為分離式傳感器，所述傳感器膜片位于傳感器電刷上方，并固定在所述關(guān)節(jié)外殼的內(nèi)部，所述傳感器電刷通過(guò)電刷定位架隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)所述傳感器檢測(cè)到電壓值變化的信號(hào)；所述關(guān)節(jié)外殼、滑動(dòng)軸承、調(diào)節(jié)螺母、電刷定位架及轉(zhuǎn)軸的軸向中心線共線。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0009]1.性能穩(wěn)定:本發(fā)明采用關(guān)節(jié)內(nèi)部走線，且傳感器線折扭角度極小，可靠性和穩(wěn)定性大大提高。
[0010]2.結(jié)構(gòu)緊湊:本發(fā)明中的傳感器采用分離式傳感器，且置于關(guān)節(jié)外殼內(nèi)部，這些設(shè)計(jì)使整個(gè)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)非常緊湊。
[0011]3.關(guān)節(jié)阻力可調(diào):本發(fā)明中的調(diào)節(jié)螺母能夠調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)的阻力，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便滿足不同的操作需求。
[0012]4.本發(fā)明滑動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承座之間為楔形的接觸面，保證了關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)軸承與關(guān)節(jié)外殼同軸。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]其中:1為關(guān)節(jié)外殼，2為滑動(dòng)軸承座，3為滑動(dòng)軸承，4為調(diào)節(jié)螺母，5為電刷定位架，6為轉(zhuǎn)軸，7為傳感器膜片，8為傳感器電刷，9為限位銷孔釘，10為定位銷釘，11為第一通孔，12為第二通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明包括關(guān)節(jié)外殼1、滑動(dòng)軸承座2、滑動(dòng)軸承3、調(diào)節(jié)螺母4、電刷定位架5、轉(zhuǎn)軸6、傳感器、限位銷釘9及定位銷釘10，其中傳感器為分離式傳感器，包括傳感器膜片7及傳感器電刷8。
[0017]關(guān)節(jié)外殼I為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，中間開有第三通孔13。關(guān)節(jié)外殼I 一端的內(nèi)部?jī)?nèi)置有傳感器，傳感器膜片7固定在關(guān)節(jié)外殼I的內(nèi)部?；瑒?dòng)軸承座2的一側(cè)設(shè)有限位銷釘9，滑動(dòng)軸承座2通過(guò)限位銷釘9定位于關(guān)節(jié)外殼I內(nèi)，滑動(dòng)軸承座2相對(duì)于關(guān)節(jié)外殼I僅可以上下竄動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑒?dòng)軸承座2為上下兩個(gè)，滑動(dòng)軸承3位于上下兩個(gè)滑動(dòng)軸承座2之間、組成滑動(dòng)副，滑動(dòng)軸承3上下兩端的外邊緣與上下兩個(gè)滑動(dòng)軸承座2均為楔形的接觸面，保證了關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)軸承3與關(guān)節(jié)外殼I同軸。調(diào)節(jié)螺母4為中空的倒置“T”形，一端與關(guān)節(jié)外殼I的另一端螺紋連接，另一端位于關(guān)節(jié)外殼I另一端的外部。
[0018]轉(zhuǎn)軸6為倒置的“T”形，中間開有供后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線14穿過(guò)的第一通孔11，該轉(zhuǎn)軸6的一端由調(diào)節(jié)螺母4插入、與調(diào)節(jié)螺母4過(guò)渡配合，轉(zhuǎn)軸6的另一端位于調(diào)節(jié)螺母4的外部。調(diào)節(jié)螺母4對(duì)轉(zhuǎn)軸6軸向限位，將轉(zhuǎn)軸6限位于關(guān)節(jié)外殼I的空腔內(nèi)；同時(shí)，位于下方的滑動(dòng)軸承座2與調(diào)節(jié)螺母4抵接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母4實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，調(diào)整滑動(dòng)軸承座2與滑動(dòng)軸承3之間的摩擦力，進(jìn)而調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻尼。轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]電刷定位架5的一端通過(guò)滑動(dòng)軸承3與滑動(dòng)軸承座2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并與傳感器電刷8固接；電刷定位架5的另一端與轉(zhuǎn)軸6螺紋連接，電刷定位架5的中間開有供后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線14穿過(guò)的第二通孔12。滑動(dòng)軸承3通過(guò)定位銷釘10與轉(zhuǎn)軸6固接，隨轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]傳感器膜片7位于傳感器電刷8上方，并固定在關(guān)節(jié)外殼I的內(nèi)部，傳感器膜片7上的傳感器線15由關(guān)節(jié)外殼I上的第三通孔13引出；傳感器電刷8固接在電刷定位架5的一端，通過(guò)電刷定位架5隨轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸6相對(duì)關(guān)節(jié)外殼I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器能夠檢測(cè)到電壓值變化的信號(hào)。
[0021]本發(fā)明的關(guān)節(jié)外殼1、滑動(dòng)軸承3、調(diào)節(jié)螺母4、電刷定位架5及轉(zhuǎn)軸6的軸向中心線共線。
[0022]本發(fā)明的工作原理為:
[0023]傳感器膜片7固連于關(guān)節(jié)外殼I內(nèi)，傳感器電刷8通過(guò)電刷定位軻5隨轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸6相對(duì)關(guān)節(jié)外殼I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器能夠檢測(cè)到電壓值的變化，且通過(guò)調(diào)節(jié)螺母4可以通過(guò)改變滑動(dòng)軸承3與滑動(dòng)軸承座2的摩擦力進(jìn)而調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)的阻力，以便滿足不同的操作需求。
[0024]本發(fā)明可應(yīng)用于主從式機(jī)械手系統(tǒng)，是主手的重要組成部分。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括關(guān)節(jié)外殼(I)、滑動(dòng)軸承座(2)、滑動(dòng)軸承(3)、調(diào)節(jié)螺母(4)、電刷定位架(5)、轉(zhuǎn)軸(6)及傳感器，其中關(guān)節(jié)外殼(I) 一端的內(nèi)部?jī)?nèi)置有傳感器，該傳感器包括傳感器膜片(7)及傳感器電刷(8)，所述關(guān)節(jié)外殼(I)的另一端與所述調(diào)節(jié)螺母(4)螺紋連接；所述傳感器與調(diào)節(jié)螺母(4)之間設(shè)有相對(duì)關(guān)節(jié)外殼(I)僅能上下移動(dòng)的滑動(dòng)軸承座(2)，所述轉(zhuǎn)軸￠)由調(diào)節(jié)螺母(4)內(nèi)插入，通過(guò)該調(diào)節(jié)螺母(4)軸向限位，所述電刷定位架(5)的一端通過(guò)所述滑動(dòng)軸承(3)與滑動(dòng)軸承座⑵轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并安裝有所述傳感器械電刷(8)，所述電刷定位架(5)的另一端及滑動(dòng)軸承(3)分別與轉(zhuǎn)軸(6)連接，隨所述轉(zhuǎn)軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)軸承座(2)與調(diào)節(jié)螺母(4)抵接，通過(guò)該調(diào)節(jié)螺母(4)調(diào)節(jié)所述滑動(dòng)軸承座(2)與滑動(dòng)軸承(3)之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻尼；后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線(14)依次經(jīng)轉(zhuǎn)軸￠)、電刷定位架(5)，由關(guān)節(jié)外殼(I)引出，所述傳感器膜片(7)上的傳感器線(15)由關(guān)節(jié)外殼(I)引出。2.按權(quán)利要求1所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述滑動(dòng)軸承座(2)與滑動(dòng)軸承(3)之間為楔形的接觸面，所述滑動(dòng)軸承(3)通過(guò)該楔形的接觸面在隨轉(zhuǎn)軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中與所述關(guān)節(jié)外殼(I)同軸。3.按權(quán)利要求2所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述滑動(dòng)軸承座(2)為上下兩個(gè)，在兩個(gè)滑動(dòng)軸承座(2)的一側(cè)設(shè)有將其定位于所述關(guān)節(jié)外殼(I)內(nèi)的限位銷釘(9)；所述滑動(dòng)軸承(3)位于上下兩個(gè)滑動(dòng)軸承座(2)之間、組成滑動(dòng)副，與所述上下兩個(gè)滑動(dòng)軸承座(2)均為楔形的接觸面；位于下方的所述滑動(dòng)軸承座(2)與所述調(diào)節(jié)螺母(4)抵接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母(4)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，調(diào)整所述滑動(dòng)軸承座(2)與滑動(dòng)軸承(3)之間的摩擦力，進(jìn)而調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻尼。4.按權(quán)利要求1、2或3所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述滑動(dòng)軸承(3)通過(guò)定位銷釘(10)與轉(zhuǎn)軸(6)固接，隨所述轉(zhuǎn)軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)。5.按權(quán)利要求1所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述調(diào)節(jié)螺母(4)為中空的倒置“T”形，一端與所述關(guān)節(jié)外殼⑴的另一端螺紋連接，另一端位于所述關(guān)節(jié)外殼⑴另一端的外部。6.按權(quán)利要求1所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸(6)為倒置的“T”形，中間開有供所述后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線(14)穿過(guò)的第一通孔(11)，該轉(zhuǎn)軸(6)的一端由調(diào)節(jié)螺母(4)插入、與所述調(diào)節(jié)螺母(4)過(guò)渡配合，所述轉(zhuǎn)軸￠)的另一端位于調(diào)節(jié)螺母(4)的外部。7.按權(quán)利要求1所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電刷定位架(5)的一端與傳感器電刷(8)固接，另一端與所述轉(zhuǎn)軸(6)螺紋連接，所述電刷定位架(5)的中間開有供所述后續(xù)關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)線(14)穿過(guò)的第二通孔(12)。8.按權(quán)利要求7所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感器為分離式傳感器，所述傳感器膜片(7)位于傳感器電刷(8)上方，并固定在所述關(guān)節(jié)外殼(I)的內(nèi)部，所述傳感器電刷(8)通過(guò)電刷定位架(5)隨轉(zhuǎn)軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)所述傳感器檢測(cè)到電壓值變化的信號(hào)。9.按權(quán)利要求1所述的主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述關(guān)節(jié)外殼(I)、滑動(dòng)軸承(3)、調(diào)節(jié)螺母(4)、電刷定位架(5)及轉(zhuǎn)軸(6)的軸向中心線共線。
【專利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)器人工程領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種主手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括關(guān)節(jié)外殼、滑動(dòng)軸承座、滑動(dòng)軸承、調(diào)節(jié)螺母、電刷定位架、轉(zhuǎn)軸及傳感器，關(guān)節(jié)外殼一端的內(nèi)部?jī)?nèi)置有傳感器，該傳感器包括傳感器膜片及傳感器電刷，傳感器膜片固連于關(guān)節(jié)外殼上，滑動(dòng)軸承座通過(guò)限位銷釘定位于外殼上，可以上下竄動(dòng)但不能轉(zhuǎn)動(dòng)，滑動(dòng)軸承與電刷定位架固連于轉(zhuǎn)軸上，傳感器電刷固連于電刷定位架上端，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電刷即相對(duì)傳感器膜片轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器可檢測(cè)到電壓信號(hào)，鎖緊螺母能夠?qū)⑥D(zhuǎn)動(dòng)軸限位于關(guān)節(jié)外殼內(nèi)，同時(shí)可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的阻尼，后續(xù)關(guān)節(jié)的傳感器線可以從轉(zhuǎn)軸的中空穿過(guò)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、關(guān)節(jié)阻力可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B25J17/02
【公開號(hào)】CN105710894
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410708876
【發(fā)明人】霍良青, 張奇峰, 杜林森
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所