一種主手擺動關節結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機器人工程領域，具體地說是一種主手擺動關節結構。
【背景技術】
[0002]目前，遙操作機械手在軍事、海洋、航天等領域被廣泛應用。遙操作機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，關節與主手對應，每個關節內置傳感器，通過對主手操控實現對從手的控制。主手一般含多個關節，其中擺動關節是常用的關節。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種主手擺動關節結構。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0005]本發明包括關節外殼、滑動軸承座、滑動軸承、調節螺母、電刷定位架、轉軸及傳感器，其中關節外殼一端的內部內置有傳感器，該傳感器包括傳感器膜片及傳感器電刷，所述關節外殼的另一端與所述調節螺母螺紋連接；所述傳感器與調節螺母之間設有相對關節外殼僅能上下移動的滑動軸承座，所述轉軸由調節螺母內插入，通過該調節螺母軸向限位，所述電刷定位架的一端通過所述滑動軸承與滑動軸承座轉動連接，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軸承分別與轉軸連接，隨所述轉軸轉動；所述滑動軸承座與調節螺母抵接，通過該調節螺母調節所述滑動軸承座與滑動軸承之間相對轉動的阻尼；后續關節的數據線依次經轉軸、電刷定位架，由關節外殼引出，所述傳感器膜片上的傳感器線由關節外殼引出。
[0006]其中:所述滑動軸承座與滑動軸承之間為楔形的接觸面，所述滑動軸承通過該楔形的接觸面在隨轉軸轉動過程中與所述關節外殼同軸；所述滑動軸承座為上下兩個，在兩個滑動軸承座的一側設有將其定位于所述關節外殼內的限位銷釘；所述滑動軸承位于上下兩個滑動軸承座之間、組成滑動副，與所述上下兩個滑動軸承座均為楔形的接觸面；位于下方的所述滑動軸承座與所述調節螺母抵接，通過旋轉調節螺母實現上下移動，調整所述滑動軸承座與滑動軸承之間的摩擦力，進而調節關節轉動的阻尼；所述滑動軸承通過定位銷釘與轉軸固接，隨所述轉軸轉動；
[0007]所述調節螺母為中空的倒置“T”形，一端與所述關節外殼的另一端螺紋連接，另一端位于所述關節外殼另一端的外部；所述轉軸為倒置的“T”形，中間開有供所述后續關節的數據線穿過的第一通孔，該轉軸的一端由調節螺母插入、與所述調節螺母過渡配合，所述轉軸的另一端位于調節螺母的外部；所述電刷定位架的一端與傳感器電刷固接，另一端與所述轉軸螺紋連接，所述電刷定位架的中間開有供所述后續關節的數據線穿過的第二通孔；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，并固定在所述關節外殼的內部，所述傳感器電刷通過電刷定位架隨轉軸轉動，通過所述傳感器檢測到電壓值變化的信號；所述關節外殼、滑動軸承、調節螺母、電刷定位架及轉軸的軸向中心線共線。
[0008]本發明的優點與積極效果為:
[0009]1.性能穩定:本發明采用關節內部走線，且傳感器線折扭角度極小，可靠性和穩定性大大提高。
[0010]2.結構緊湊:本發明中的傳感器采用分離式傳感器，且置于關節外殼內部，這些設計使整個關節機構非常緊湊。
[0011]3.關節阻力可調:本發明中的調節螺母能夠調節關節的阻力，可根據需要進行調節，以便滿足不同的操作需求。
[0012]4.本發明滑動軸承與滑動軸承座之間為楔形的接觸面，保證了關節轉動時滑動軸承與關節外殼同軸。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的內部結構示意圖；
[0014]其中:1為關節外殼，2為滑動軸承座，3為滑動軸承，4為調節螺母，5為電刷定位架，6為轉軸，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。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
[0016]如圖1所示，本發明包括關節外殼1、滑動軸承座2、滑動軸承3、調節螺母4、電刷定位架5、轉軸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]關節外殼I為內部中空結構，中間開有第三通孔13。關節外殼I 一端的內部內置有傳感器，傳感器膜片7固定在關節外殼I的內部。滑動軸承座2的一側設有限位銷釘9，滑動軸承座2通過限位銷釘9定位于關節外殼I內，滑動軸承座2相對于關節外殼I僅可以上下竄動，但不能轉動。滑動軸承座2為上下兩個，滑動軸承3位于上下兩個滑動軸承座2之間、組成滑動副，滑動軸承3上下兩端的外邊緣與上下兩個滑動軸承座2均為楔形的接觸面，保證了關節轉動時滑動軸承3與關節外殼I同軸。調節螺母4為中空的倒置“T”形，一端與關節外殼I的另一端螺紋連接，另一端位于關節外殼I另一端的外部。
[0018]轉軸6為倒置的“T”形，中間開有供后續關節的數據線14穿過的第一通孔11，該轉軸6的一端由調節螺母4插入、與調節螺母4過渡配合，轉軸6的另一端位于調節螺母4的外部。調節螺母4對轉軸6軸向限位，將轉軸6限位于關節外殼I的空腔內；同時，位于下方的滑動軸承座2與調節螺母4抵接，通過旋轉調節螺母4實現上下移動，調整滑動軸承座2與滑動軸承3之間的摩擦力，進而調節關節轉動的阻尼。轉動。
[0019]電刷定位架5的一端通過滑動軸承3與滑動軸承座2轉動連接，并與傳感器電刷8固接；電刷定位架5的另一端與轉軸6螺紋連接，電刷定位架5的中間開有供后續關節的數據線14穿過的第二通孔12。滑動軸承3通過定位銷釘10與轉軸6固接，隨轉軸6轉動。
[0020]傳感器膜片7位于傳感器電刷8上方，并固定在關節外殼I的內部，傳感器膜片7上的傳感器線15由關節外殼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，通過電刷定位架5隨轉軸6轉動，當關節的轉軸6相對關節外殼I轉動時，傳感器能夠檢測到電壓值變化的信號。
[0021]本發明的關節外殼1、滑動軸承3、調節螺母4、電刷定位架5及轉軸6的軸向中心線共線。
[0022]本發明的工作原理為:
[0023]傳感器膜片7固連于關節外殼I內，傳感器電刷8通過電刷定位軻5隨轉軸6轉動。當關節的轉軸6相對關節外殼I轉動時，傳感器能夠檢測到電壓值的變化，且通過調節螺母4可以通過改變滑動軸承3與滑動軸承座2的摩擦力進而調節關節的阻力，以便滿足不同的操作需求。
[0024]本發明可應用于主從式機械手系統，是主手的重要組成部分。
【主權項】
1.一種主手擺動關節結構，其特征在于:包括關節外殼(I)、滑動軸承座(2)、滑動軸承(3)、調節螺母(4)、電刷定位架(5)、轉軸(6)及傳感器，其中關節外殼(I) 一端的內部內置有傳感器，該傳感器包括傳感器膜片(7)及傳感器電刷(8)，所述關節外殼(I)的另一端與所述調節螺母(4)螺紋連接；所述傳感器與調節螺母(4)之間設有相對關節外殼(I)僅能上下移動的滑動軸承座(2)，所述轉軸￠)由調節螺母(4)內插入，通過該調節螺母(4)軸向限位，所述電刷定位架(5)的一端通過所述滑動軸承(3)與滑動軸承座⑵轉動連接，并安裝有所述傳感器械電刷(8)，所述電刷定位架(5)的另一端及滑動軸承(3)分別與轉軸(6)連接，隨所述轉軸(6)轉動；所述滑動軸承座(2)與調節螺母(4)抵接，通過該調節螺母(4)調節所述滑動軸承座(2)與滑動軸承(3)之間相對轉動的阻尼；后續關節的數據線(14)依次經轉軸￠)、電刷定位架(5)，由關節外殼(I)引出，所述傳感器膜片(7)上的傳感器線(15)由關節外殼(I)引出。2.按權利要求1所述的主手擺動關節結構，其特征在于:所述滑動軸承座(2)與滑動軸承(3)之間為楔形的接觸面，所述滑動軸承(3)通過該楔形的接觸面在隨轉軸(6)轉動過程中與所述關節外殼(I)同軸。3.按權利要求2所述的主手擺動關節結構，其特征在于:所述滑動軸承座(2)為上下兩個，在兩個滑動軸承座(2)的一側設有將其定位于所述關節外殼(I)內的限位銷釘(9)；所述滑動軸承(3)位于上下兩個滑動軸承座(2)之間、組成滑動副，與所述上下兩個滑動軸承座(2)均為楔形的接觸面；位于下方的所述滑動軸承座(2)與所述調節螺母(4)抵接，通過旋轉調節螺母(4)實現上下移動，調整所述滑動軸承座(2)與滑動軸承(3)之間的摩擦力，進而調節關節轉動的阻尼。4.按權利要求1、2或3所述的主手擺動關節結構，其特征在于:所述滑動軸承(3)通過定位銷釘(10)與轉軸(6)固接，隨所述轉軸(6)轉動。5.按權利要求1所述的主手擺動關節結構，其特征在于:所述調節螺母(4)為中空的倒置“T”形，一端與所述關節外殼⑴的另一端螺紋連接，另一端位于所述關節外殼⑴另一端的外部。6.按權利要求1所述的主手擺動關節結構，其特征在于:所述轉軸(6)為倒置的“T”形，中間開有供所述后續關節的數據線(14)穿過的第一通孔(11)，該轉軸(6)的一端由調節螺母(4)插入、與所述調節螺母(4)過渡配合，所述轉軸￠)的另一端位于調節螺母(4)的外部。7.按權利要求1所述的主手擺動關節結構，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，另一端與所述轉軸(6)螺紋連接，所述電刷定位架(5)的中間開有供所述后續關節的數據線(14)穿過的第二通孔(12)。8.按權利要求7所述的主手擺動關節結構，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，并固定在所述關節外殼(I)的內部，所述傳感器電刷(8)通過電刷定位架(5)隨轉軸(6)轉動，通過所述傳感器檢測到電壓值變化的信號。9.按權利要求1所述的主手擺動關節結構，其特征在于:所述關節外殼(I)、滑動軸承(3)、調節螺母(4)、電刷定位架(5)及轉軸(6)的軸向中心線共線。
【專利摘要】本發明屬于機器人工程領域，具體地說是一種主手擺動關節結構，包括關節外殼、滑動軸承座、滑動軸承、調節螺母、電刷定位架、轉軸及傳感器，關節外殼一端的內部內置有傳感器，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節外殼上，滑動軸承座通過限位銷釘定位于外殼上，可以上下竄動但不能轉動，滑動軸承與電刷定位架固連于轉軸上，傳感器電刷固連于電刷定位架上端，當轉軸轉動時電刷即相對傳感器膜片轉動，傳感器可檢測到電壓信號，鎖緊螺母能夠將轉動軸限位于關節外殼內，同時可以調節轉軸的阻尼，后續關節的傳感器線可以從轉軸的中空穿過。本發明具有結構緊湊、性能穩定、關節阻力可調等優點。
【IPC分類】B25J17/02
【公開號】CN105710894
【申請號】CN201410708876
【發明人】霍良青, 張奇峰, 杜林森
【申請人】中國科學院沈陽自動化研究所