一種多自由度承重自鎖人工關節的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到一種減震、緩沖及承重自鎖的多自由度承重自鎖人工關節，適用于機器人、汽車行業等領域。
【背景技術】
[0002]人體的骨骼起著支撐身體的作用，是人體運動系統的一部分。成人有206塊骨。骨與骨之間一般用關節和韌帶連接起來的。關節設計所應用的基礎理論是靠人體節的解剖結構、運動特性以及生物力學方面的知識來發展的。現有的機械構件運動中，球關節可以旋轉、翻轉的功能，可以靈活轉動，具有多個自由度。球關節是汽車配件中使用較多的機械結構件。常用于懸掛擺臂、轉向節等部位。
[0003]承重自鎖裝置廣泛應用于機器人、生物醫學工程和汽車開發領域，其采用的原理是當該承重自鎖裝置受到外部作用力時，該裝置會自動鎖定，當外部作用力撤除時，該裝置會自動解鎖。醫療器械領域和機器人領域多采用承重自鎖裝置模擬人的關節等重要部位，汽車領域多將承重自鎖裝置應用于懸掛擺臂、轉向節等重要部位。
[0004]中國專利CN101486193A公開了一種球關節驅動機構，該關節具有較好的徑向剛度，能夠軸向扭轉，同時具備較好的偏轉性能，但是不具備承重自鎖功能。同樣，中國專利CN2269491Y公開了一種人工關節，該人工關節有較好的減震緩沖作用，但不能較好的實現承重自鎖功能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種具有較好的減震緩沖作用，具有較好的靈活性，同時能夠實現承重自鎖功能的多自由度承重自鎖人工關節。
[0006]為實現上述方案，本發明提供的一種多自由度承重自鎖人工關節，包括上連接桿、外殼、活動球、上彈簧、下彈簧和下連接桿，所述上連接桿安裝在外殼頂端，所述外殼內部設置有活動球，所述活動球頂部與連接桿連接，底部與下連接桿連接，所述下連接桿與外殼之間設置有上彈簧和下彈簧。
[0007]在上述技術方案中，所述下連接桿包括下球座、彈簧座臺和下連接柱，所述彈簧座臺安裝在下連接柱中部，所述下球座安裝在下連接柱頂端，所述彈簧座臺為緩沖件上彈簧和下彈簧提供安裝位置，下連接桿通過下連接柱與外部零件連接。
[0008]在上述技術方案中，所述下連接桿通過下球座與活動球連接，下球座為半月形，剛好契合活動球的活動軌跡，活動球可在下球座限定的范圍內移動、滑動、旋轉和翻轉。
[0009]在上述技術方案中，所述下球座為彈性橡膠件，防止活動球受力后和下球座硬性碰撞，增加活動球的使用壽命。
[0010]在上述技術方案中，所述外殼包括上殼、中殼和底殼，所述上殼安裝在中殼頂部，所述底殼安裝在中殼底部，所述活動球安裝在中殼內部，上連接桿通過上殼頂端設置的開口伸入外殼內部，上連接桿可在外殼限制的范圍內移動和滑動。[0011 ]在上述技術方案中，所述中殼內部鏤空，所述中殼一側開有觀察口，設置觀察口更易于對殼內活動球的觀察，方便維修。
[0012]在上述技術方案中，所述上彈簧安裝在下球座和底殼之間，所述下彈簧安裝在底殼和彈簧座臺之間，當上連接桿受力時，活動球和外殼受壓下移，下彈簧受到外殼的作用力被壓縮，而上彈簧被拉伸，上彈簧的拉升和下彈簧的壓縮對受力起到很好的緩沖減震作用。
[0013]在上述技術方案中，所述上連接桿包括上連接柱、上球座和保護罩，所述上球座安裝在上連接柱底端，所述保護罩套封在上球座上方，所述上連接桿通過上球座與活動球連接，上球座與活動球之間留有一定的間隙，所述保護罩遮覆在上殼頂部，當不受力的時候，上連接桿與外殼可以相互運動，上連接桿與球體之間也可以相互運動，當上連接桿受力后，上連接桿與外殼接觸，由于上連接桿與外殼之間是球面的弧形接觸，在摩擦力作用下上連接桿與外殼之間不能相對滑動或旋轉，此時上連接桿將往下移動，此時外殼在受到上連接桿的作用力下往下移動，下彈簧在受到外殼的作用力下被壓縮，而上彈簧被拉伸，此時活動球在下連接桿的擠壓力和上連接桿的壓力下被制動。
[0014]在上述技術方案中，所述保護罩表面開有兩個圓孔，有利于運動過程中的熱量散發。
[0015]本發明的有益效果在于:具有較好的減震緩沖作用，具有較好的靈活性，同時能夠實現承重自鎖功能。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的立體結構示意圖。
[0017]圖2是本發明的剖視圖。
[0018]圖3是本發明中上連接桿的立體結構示意圖。
[0019]圖4是本發明中外殼的立體結構示意圖。
[0020]圖5是本發明中外殼和下連接桿的連接示意圖。
[0021 ]圖6是本發明中上連接桿、活動球和下連接桿的連接示意圖。
[0022]
圖中:1-上連接桿，2-外殼，3-活動球，4-上彈簧，5-下彈簧，6-下連接桿，11-上連接柱，12-上球座，13-保護罩，21-上殼，22-中殼，23-底殼，61-下球座，62-彈簧座臺，63-下連接柱。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本領域普通人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本發明的保護范圍。
[0024]實施例:一種多自由度承重自鎖人工關節。
[0025]參照圖1和圖2所示，一種多自由度承重自鎖人工關節，包括上連接桿1、外殼2、活動球3、上彈簧4、下彈簧5和下連接桿6，所述上連接桿I安裝在外殼2頂端，所述外殼2內部設置有活動球3，所述活動球3頂部與上連接桿I連接，底部與下連接桿6連接，所述下連接桿6與外殼2之間設置有上彈簧4和下彈簧5。
[0026]參照圖5所示，所述下連接桿6包括下球座61、彈簧座臺62和下連接柱63，所述彈簧座臺62安裝在下連接柱63中部，所述下球座61安裝在下連接柱63頂端，所述彈簧座臺62為緩沖件上彈簧4和下彈簧5提供安裝位置，下連接桿6通過下連接柱63與外部零件連接