[發(fā)明專(zhuān)利]一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011265744.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112405621B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳劍鋒;汪瑞恒;彭維鋒;楊平;韓坤城;馬鵬飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J19/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，包括被鎖定的轉(zhuǎn)軸（1）和鎖定機(jī)構(gòu)，該鎖定機(jī)構(gòu)包括控制器、中間為圓柱狀腔體的塑料骨架（2）、繞在塑料骨架上的線圈（3）及其驅(qū)動(dòng)電路、鎖定桿（4）、彈簧（5）、支架（6）、鎖定腔殼（7）、熱熔膠（8）、溫度傳感器（9）及其調(diào)理電路、兩個(gè)半導(dǎo)體制冷片（10）及其驅(qū)動(dòng)電路，所述控制器通過(guò)連接線連 接線圈（3）的驅(qū)動(dòng)電路以及溫度傳感器（9）的調(diào)理電路以及半導(dǎo)體制冷片（10）的驅(qū)動(dòng)電路，所述鎖定機(jī)構(gòu)用于鎖定轉(zhuǎn)軸（1），其特征在于：所述線圈（3）均勻繞在塑料骨架（2）上；所述鎖定腔殼（7）通過(guò)支架（6）與塑料骨架（2）固定連接，所述鎖定腔殼（7）的腔體為圓柱狀且橫截面直徑為D1；所述鎖定桿（4）距轉(zhuǎn)軸（1）最近的一段由摩擦絕緣材料制成且其頂端的橫截面布滿(mǎn)條紋，所述鎖定桿（4）距轉(zhuǎn)軸（1）最遠(yuǎn)的一段由鐵磁性材料制成，所述鎖定桿（4）剩余的中間一段為輕質(zhì)長(zhǎng)桿；所述鎖定桿（4）由摩擦絕緣材料制成的一段、由鐵磁性材料制成的一段、輕質(zhì)長(zhǎng)桿中靠近轉(zhuǎn)軸的一段和輕質(zhì)長(zhǎng)桿中遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一段均為圓柱狀；所述鎖定桿（4）由橡膠制成的一段橫截面的直徑為D2，由鐵磁性材料制成的一段橫截面的直徑為D3，輕質(zhì)長(zhǎng)桿中靠近轉(zhuǎn)軸的一段橫截面的直徑也為D2，輕質(zhì)長(zhǎng)桿中遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一段橫截面的直徑也為D3；D3大于D2，D1大于D2；所述鎖定桿（4）穿過(guò)塑料骨架（2）、彈簧（5）和鎖定腔殼（7）；所述彈簧（5）內(nèi)徑為D4，外徑為D5，D4大于D2，D5小于D3；機(jī)器人關(guān)節(jié)處于正常工作狀態(tài)可自由活動(dòng)時(shí)，所述鎖定桿（4）由鐵磁性材料制成的一段中靠近轉(zhuǎn)軸（1）的一部分位于塑料骨架（2）的腔體內(nèi)且遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸（1）；所述鎖定桿（4）輕質(zhì)長(zhǎng)桿部分橫截面直徑為D2的部分穿過(guò)彈簧（5），所述彈簧（5）遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一端抵住鎖定桿（4）橫截面直徑為D3的部分，所述彈簧（5）靠近轉(zhuǎn)軸（1）的一端抵住鎖定腔殼（7）；所述鎖定桿（4）的輕質(zhì)長(zhǎng)桿有一部分位于鎖定腔殼（7）的腔體內(nèi)，且鎖定腔殼（7）的腔體內(nèi)剩余的空間充滿(mǎn)熱熔膠（8），該熱熔膠（8）將鎖定桿（4）位于鎖定腔殼（7）腔體內(nèi)的部分包裹住；兩個(gè)半導(dǎo)體制冷片（10）分別貼在鎖定腔殼（7）相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面，所述溫度傳感器（9）貼在半導(dǎo)體制冷片（10）和鎖定腔殼（7）之間；所述鎖定桿（4）、塑料骨架（2）的腔體、鎖定腔殼（7）的腔體的軸線一致；所述鎖定桿（4）與被鎖定 轉(zhuǎn)軸（1）相對(duì)，所述鎖定桿（4）的軸線和轉(zhuǎn)軸（1）的軸線平行，且鎖定桿（4）的鐵磁性材料部分被線圈（3）加電所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力作用時(shí)，所述鎖定桿（4）可沿著線圈（3）軸線朝轉(zhuǎn)軸（1）方向壓縮彈簧（5）并抵住轉(zhuǎn)軸（1）,從而鎖定機(jī)器人關(guān)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：所述鎖定腔殼（7）由鋁合金制成，所述鎖定腔殼（7）的腔體橫截面的直徑比鎖定桿橫截面的直徑多1-4mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：所述鎖定桿（4）由鐵磁性材料制成部分的長(zhǎng)度不大于塑料骨架長(zhǎng)度的一半。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：所述鎖定桿（4）由鐵磁性材料制成部分的長(zhǎng)度為塑料骨架長(zhǎng)度的一半。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：所述熱熔膠（8）的熔點(diǎn)范圍為50℃至100℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：所述熱熔膠（8）的熔點(diǎn)選為65℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：所述溫度傳感器選用薄片型溫度傳感器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗機(jī)器人關(guān)節(jié)快速鎖定裝置，其特征在于：由鐵磁性材料制成的一段中靠近轉(zhuǎn)軸（1）的一半位于塑料骨架的腔體內(nèi)。