[發明專利]復合機械關節

有效

• 申請號: 201711380417.5
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108032329B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 潘雪嬌;宋鍇
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明公開了一種復合機械關節，包括動力源、旋轉機構及俯仰機構；旋轉機構包括第一主動軸、第二主動軸、離合器Ⅰ及旋轉平臺；所述第一主動軸與第二主動軸通過離合器Ⅰ連接并可分離或接合；俯仰機構包括第一從動軸、第二從動軸、離合器Ⅱ、平臺軸及俯仰平臺，所述第一從動軸與第二從動軸通過離合器Ⅱ連接并可分離或接合，所述第一從動軸與第一主動軸之間通過齒輪組件傳動連接；本發明可單獨作為旋轉關節，可單獨作為俯仰關節，也可同時進行旋轉運動和俯仰運動，能滿足在一定空間條件的限制下同時保留機構的靈活性。

技術領域

本發明涉及一種機械關節，特別涉及一種復合機械關節。

背景技術

機械手作為重大裝備制造業最主要的工具而被廣泛研究，應用于汽車、船舶、艦艇、飛機、衛星、火箭、宇宙飛船以及鋼鐵冶金等行業。然而，在某些特定的工作條件下，如狹小的空間內，較大體積的機械手則不能發揮作用，而體積小的簡單結構的機械手靈活性又不能達到工作要求。

本領域技術人員公知，機械手結構復雜度和它的靈活性是一對矛盾體，提高靈活性在一定程度上肯定會使結構變得相對復雜，體積也有所增加，而通過簡化結構的方式減小體積又會影響其靈活性。現有技術中，為解決該問題，有人采用仿生結構或是使用新型材料，達到了一定的效果，但在控制方面仍需要很大的改進，畢竟新材料不能像電機那樣方便準確地控制，所以精度也不高。還有人采用柔性材料來提高機械結構的靈活性，這能達到目的，但是負載較大時就不能滿足工作要求了。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種復合機械關節，可單獨作為旋轉關節，可單獨作為俯仰關節，也可同時進行旋轉運動和俯仰運動，能滿足在一定空間條件的限制下同時保留機構的靈活性。

本發明的復合機械關節，包括動力源、旋轉機構及俯仰機構；

所述旋轉機構包括第一主動軸、第二主動軸、離合器Ⅰ及旋轉平臺；所述第一主動軸與第二主動軸通過離合器Ⅰ連接并可分離或接合，所述第一主動軸與動力源的輸出端相連，所述旋轉平臺與第二主動軸相連并由第二主動軸帶動旋轉；

所述俯仰機構包括第一從動軸、第二從動軸、離合器Ⅱ、平臺軸及俯仰平臺，所述第一從動軸與第二從動軸通過離合器Ⅱ連接并可分離或接合，所述第一從動軸與第一主動軸之間通過齒輪組件傳動連接；所述第二從動軸穿過旋轉平臺并由旋轉平臺帶動旋轉；所述平臺軸的一端與第二主動軸穿過旋轉平臺的部分單自由度轉動連接、另一端與俯仰平臺固定連接；所述俯仰平臺的內側與蝸輪相連并由蝸輪帶動做俯仰運動，所述第二從動軸穿過旋轉平臺的部分設有用于與蝸輪配合的蝸桿。

進一步，所述離合器Ⅰ包括離合器殼體Ⅰ、設在離合器殼體Ⅰ內壁的電磁鐵Ⅰ及伸入離合器殼體Ⅰ內的用于與第一主動軸相連的第一離合軸和用于與第二主動軸相連的第二離合軸，所述第一離合軸與第二離合軸相對設置，且第一離合軸與第二離合軸相對的端面上分別設有采用磁控形狀記憶合金制成的連接記憶塊Ⅰ；所述連接記憶塊Ⅰ在電磁鐵Ⅰ所產生磁場的作用下變形并互相擠壓，使得第一主動軸與第二主動軸接合。

進一步，所述離合器殼體Ⅰ內設有位于第二離合軸外側的基座Ⅰ，所述基座Ⅰ上設有采用磁控形狀記憶合金制成的鎖緊記憶塊Ⅰ；所述鎖緊記憶塊Ⅰ抱死第二離合軸并在電磁鐵Ⅰ所產生磁場的作用下變形以解除對第二離合軸的抱死。

進一步，所述離合器Ⅱ包括離合器殼體Ⅱ、設在離合器殼體Ⅱ內壁的電磁鐵Ⅱ及伸入離合器殼體Ⅱ內的用于與第一從動軸相連的第三離合軸和用于與第二從動軸相連的第四離合軸，所述第三離合軸與第四離合軸相對設置，且第三離合軸與第四離合軸相對的端面上分別設有采用磁控形狀記憶合金制成的連接記憶塊Ⅱ；所述連接記憶塊Ⅱ在電磁鐵Ⅱ所產生磁場的作用下變形并互相擠壓，使得第一從動軸與第二從動軸接合。

進一步，所述離合器殼體Ⅱ內設有位于第四離合軸外側的基座Ⅱ，所述基座Ⅱ上設有采用磁控形狀記憶合金制成的鎖緊記憶塊Ⅱ；所述鎖緊記憶塊Ⅱ抱死第四離合軸并在電磁鐵Ⅱ所產生磁場的作用下變形以解除對第四離合軸的抱死。