一种可控锁紧式机械关节制造技术

本发明专利技术提供了一种可控锁紧式机械关节，包括后端部分、前端部分及锁紧装置；后端部分包括固定座、回转筒以及转动体，回转筒通过转动体连接至固定座，并设置为能够相对固定座围绕第一方向进行回转；前端部分包括连接座、相互啮合的第一齿轮与第二齿轮，连接座设在回转筒上，第一齿轮、第二齿轮设在连接座上，二者设置为能够围绕第二方向进行转动；锁紧装置包括轴、前端锁紧件与后端锁紧件，前端锁紧件设在轴上，其作用于第二齿轮，并在轴伸出时压紧第二齿轮；后端锁紧件设在轴上，其作用于转动体，并在轴伸出时压紧转动体。本发明专利技术能够在任意角度悬停、锁紧，具有自动化程度高、灵活性好的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种可控锁紧式机械关节


[0001]本专利技术属于机械关节
，具体涉及一种可控锁紧式机械关节。

技术介绍

[0002]汽车业的繁荣发展是和近现代科学技术进步密不可分的，随着科学技术的进步，目前，在工业生产线上，机械关节相关技术已获得广泛的应用，例如在汽车生产领域通过多自由度机械手臂进行整车喷漆等。
[0003]现有的生产车间，部分工位需要进行任意角度定位并锁定的功能，例如汽车的烘烤，由于不同的汽车轮廓不相同，需要经常移动烘烤架来对汽车表面进行烘烤，现有的烤灯主要有手持式和立柱式两种，手持式需要操作人员长时间保持固定姿态，劳动强度高；立柱式的灵活性较差，不能随意调整烤灯位置和照明角度，需要经常移动烘烤架来对汽车表面进行烘烤，导致自动化程度低、局限性较大、效率低。
[0004]基于此，本申请提供了一种能够在较大范围位置内进行锁紧的可控锁紧式机械关节。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种可控锁紧式机械关节，其能够在较大角度范围内进行任意角度悬停、锁紧，具有自动化程度高，灵活性好的优点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种可控锁紧式机械关节，包括后端部分、前端部分以及锁紧装置；
[0007]其中后端部分包括固定座、回转筒以及转动体，回转筒通过转动体连接至固定座，其设置为能够相对固定座围绕第一方向进行回转；
[0008]其中前端部分包括连接座、相互啮合的第一齿轮与第二齿轮，连接座设在回转筒上，第一齿轮、第二齿轮设在连接座上，二者设置为能够围绕第二方向进行俯仰转动，第二方向与第一方向之间互相垂直；
[0009]锁紧装置包括能够沿第一方向伸出或者缩回的轴、前端锁紧件与后端锁紧件，前端锁紧件设在轴上，其作用于第二齿轮，并在轴伸出时锁紧第二齿轮；后端锁紧件设在轴上，其作用于转动体，并在轴伸出时锁紧转动体。
[0010]在本专利技术的上述技术方案中，可以在机械关节的输出端设置连接部件，例如连接部件设在第一齿轮上，其与第一齿轮同步转动，后端部分用于实现该机械关节的输出端(连接部件)的回转运动，即围绕第一方向进行回转，前端部分用于实现该机械关节的输出端(连接部件)的俯仰运动，即围绕第二方向的进行俯仰转动。
[0011]进一步的，机械关节的输出端可以在设定范围内的任意位置进行锁紧，其通过轴的伸缩到位分别完成前端部分、后端部分的锁紧；
[0012]本专利技术中的后端部分采用转动体结构进行回转运动，在锁紧装置中轴处于缩回状态时，在转动体的作用下，回转筒可以相对于固定座进行自转，在回转至设定位置后悬停，
轴的伸出带动后端锁紧件将转动体锁定，此时回转筒无法回转，即能够实现回转筒任意位置的悬停。
[0013]具体的，一种优选的转动体的结构为：包括两个轴承，固定座具有中空外壳，回转筒通过两个轴承可转动地设在该中空外壳的内部，其中回转筒连接至轴承的内圈，固定座与轴承的外圈相对固定，后端锁紧件可以采用例如电机刹车片的结构方式，将该轴承锁紧而不能进行转动，优选的，后端锁紧件可以采用耐磨聚氨酯制成。
[0014]本专利技术中的前端部分采用齿轮结构完成转动，在锁紧装置中的轴处于缩回状态时，第一齿轮、第二齿轮之间可以自由转动，在俯仰至设定位置后悬停，轴的伸出带动前端锁紧件将第二齿轮锁定，此时第二齿轮无法转动，即能够实现第一齿轮任意位置的悬停。
[0015]其中，本专利技术中在前端锁紧件、后端锁紧件在处于非锁紧位置时，各个转动部件例如第一齿轮、第二齿轮以及回转筒之间可以存在较小的预紧力，即在无外力作用下，第一齿轮、第二齿轮以及回转筒不会随意产生晃动，使得机械关节的输出端具有较为稳定的姿态。
[0016]根据本专利技术的另一种具体实施方式，第二齿轮的齿数设置为不小于第一齿轮的齿数，优选的，第二齿轮的齿数大于第一齿轮的齿数，这样设置的好处在于，第二齿轮较小角度的转动，即可完成第一齿轮较大角度的俯仰，例如第二齿轮90
°
的转动实现，第一齿轮180
°
的转动。
[0017]根据本专利技术的另一种具体实施方式，前端锁紧件具有匹配于第二齿轮外轮廓的配合面。
[0018]进一步的，配合面可以为圆弧面、椭圆面、U形面、V形面或者梯形面，以更好地限制第二齿轮的转动。
[0019]优选的，配合面上设有可变形柔性垫，通过轴伸出后柔性垫的挤压形变，更好地限制第二齿轮的转动。
[0020]根据本专利技术的另一种具体实施方式，还包括回位装置，回位装置包括：
[0021]后端回位组件，其包括与轴同步伸出或者缩回的柱杆、具有导向轨迹的导向座，导向座设置在固定座上，轴的缩回，使得柱杆抵在导向座的导向轨迹上，并带动回转筒围绕第一方向进行转动回位；
[0022]前端回位组件，其包括与轴同步伸出或者缩回的挡板、固定在第二齿轮上的行程杆，轴的缩回，使得挡板与行程杆相抵，并推动第二齿轮进行围绕第二方向转动回位。
[0023]在本专利技术的上述技术方案中，回位装置用于同时实现该机械关节的后端部分、前端部分的自动回位，以进入下一使用循环的准备。
[0024]本方案中的后端回位组件用于使得回转筒回位至初始状态，通过导向座与柱杆之间接触相抵的配合方式，使得轴在缩回至最后端时，柱杆相对导向座具有确定的位置，以使回转筒回位至初始状态位置。
[0025]进一步的，导向座的导向轨迹为与柱杆相匹配的引导面，其中，引导面形成在导向座的前端；优选的，引导面为类凸轮轨迹所形成的面结构。
[0026]再进一步的，后端回位组件还包括能够同步沿第一方向进行伸出缩回、围绕第一方向进行转动的轴套，后端锁紧件、柱杆均固定在轴套上，即轴套即可以随着轴进行伸出、缩回运动，又可以围绕轴进行设定范围内的转动。
[0027]由于前端部分需要随着回转筒的转动而转动，相应的，还可以将轴分为第一段、第
二段，其中第一段与第二段在轴套位置进行连接，此时轴套同时还起到连接作用；具体的，第二段一方面可以相对第一段进行转动，另一方面可以随着第一段的伸缩进行同步伸缩。
[0028]本方案中的前端回位组件用于使得第二齿轮转动回位至初始状态，通过挡板与行程杆之间接触相抵的配合方式，使得轴在缩回至最后端的过程中，挡板抵在行程杆上，以实现行程杆的转动(即第二齿轮的转动)，进而驱使第一齿轮转动。
[0029]进一步的，在连接座上设有支撑板，第一齿轮、第二齿轮分别通过第一安装轴、第二安装轴设在支撑板上；其中支撑板上设有以第二安装轴为中心的弧形导行槽，行程杆位于导行槽内，并且第二齿轮的转动过程中，行程杆在导行槽内转动。
[0030]本专利技术中轴的动力优选是唯一的，可以选择例如压杆式机械结构，可以选择是气动结构，还可以选择电动结构，在车间内使用时，优选为以气源为动力的气动结构，例如采用气缸和中泄电磁阀的联动方式，进行轴的伸出、缩回控制，其具有结构体积小、使用方便的优点，其中采用中泄电磁阀，实现气缸泄气后，带动前端部分、后端部分回位至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控锁紧式机械关节，其特征在于，包括：后端部分(100)；前端部分(200)；以及锁紧装置(300)；其中所述后端部分(100)包括固定座(101)、回转筒(102)以及转动体(103)，所述回转筒(102)通过所述转动体(103)连接至所述固定座(101)，其设置为能够相对所述固定座(101)围绕第一方向进行回转；其中所述前端部分(200)包括连接座(201)、相互啮合的第一齿轮(202)与第二齿轮(203)，所述连接座(201)设在所述回转筒(102)上，所述第一齿轮(202)、所述第二齿轮(203)设在所述连接座(201)上，二者设置为能够围绕第二方向进行转动，且第二方向与第一方向之间互相垂直；所述锁紧装置(300)包括能够沿第一方向伸出或者缩回的轴(302)、前端锁紧件(303)与后端锁紧件(304)，所述前端锁紧件(303)设在所述轴(302)上，其作用于所述第二齿轮(203)，并在所述轴(302)伸出时压紧所述第二齿轮(203)；所述后端锁紧件(304)设在所述轴(302)上，其作用于所述转动体(103)，并在所述轴(302)伸出时压紧所述转动体(103)。2.如权利要求1所述的可控锁紧式机械关节，其特征在于，所述第二齿轮(203)的齿数设置为不小于所述第一齿轮(202)的齿数。3.如权利要求1所述的可控锁紧式机械关节，其特征在于，所述前端锁紧件(303)具有匹配于所述第二齿轮(203)外轮廓的配合面。4.如权利要求3所述的可控锁紧式机械关节，其特征在于，所述配合面为圆弧面、椭圆面、U形面、V形面或者梯形面。5.如权利要求3所述的可控锁紧式机械关节，其特征在于，所述配合面上设有可变形柔性垫。6.如权利要求1所述的可控锁紧式机械关节，其特征在于，所述固定座(101)具有中空外...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，
申请(专利权)人：东风汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：