[发明专利]一种牙嵌式锁紧无间隙虎克铰

说明书

技术领域

本发明涉及空间构型装备及并联机器人领域，更具体的说，是涉及一种 牙嵌式锁紧无间隙虎克铰。

背景技术

空间并联构型装备及先进数字化制造装备不断向高智能化发展，对制造 装备各功能部件的要求也越来越高。虎克铰作为机械装备运动位姿调节机 构，可以实现空间坐标内的俯仰、偏摆和旋转运动。

现有虎克铰通常采用一个十字轴及两个相互垂直的节叉构成，其中的上 节叉和下节叉常做成整体式，工艺性差，尤其是装配工艺不好保证。而且， 这类结构不能完全消除转动过程中的间隙，很难实现高精度转动。同时，这 类机构还存在结构尺寸偏大的缺陷，无法用于那些对结构尺寸有约束要求的 场合。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、无间隙、 工艺性有保障，能够满足高精度的运动传递的虎克铰。

本发明通过下述技术方案实现：

一种牙嵌式锁紧无间隙虎克铰，其特征在于，包括上半节叉、下半节叉 和十字轴，所述上半节叉由两个结构相同且对称设置的上半节叉单元组成， 每个上半节叉单元包括一体的上半圆柱形轴体和上半节叉体、上牙嵌齿，两 个上半圆柱形轴体合并后上端装入上传动轴内孔中并通过上定位销与上传 动轴固定连接，所述上传动轴的同一端面上与两个半圆柱形轴体相对应的位 置分别设置有凹槽，两个上牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述上牙嵌齿的周 向侧面为与上半圆柱形轴体相应的平面，所述上牙嵌齿的径向侧面为锥面； 所述上传动轴退刀槽处的螺纹上连接有上调节螺母，所述上调节螺母与所述 上牙嵌齿相应处的内孔为与所述上牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述上 牙嵌齿相应位置的两个上半圆柱形轴体之间设置有上调节间隙；所述下半节 叉由两个结构相同且对称设置的下半节叉单元组成，每个下半节叉单元包括 一体的下半圆柱形轴体和下半节叉体、下牙嵌齿，两个下半圆柱形轴体合并 后下端装入下传动轴内孔中并通过下定位销与下传动轴固定连接，所述下传 动轴的同一端面上与两个下半圆柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两 个下牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述下牙嵌齿的周向侧面为与下半圆柱形 轴体相应的平面，所述下牙嵌齿的径向侧面为锥面，所述下传动轴退刀槽处 的螺纹上连接有下调节螺母，所述下调节螺母与所述下牙嵌齿相应处的内孔 为与所述下牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述下牙嵌齿相应位置的两个 下半圆柱形轴体之间设置有下调节间隙；所述十字轴包括相交成十字的两根 轴，两根轴的端部分别为圆锥状，所述十字轴中的一根轴的两个圆锥端分别 插入上半节叉的两个上半节叉体上的两个锥孔中，另一根轴的两个圆锥端分 别插入下半节叉的两个下半节叉体上的两个锥孔中。

所述上牙嵌齿的径向侧面为锥顶角为12-20°的锥面，所述下牙嵌齿的 径向侧面为锥顶角为12-20°的锥面。

所述十字轴中两根轴的端部分别为锥顶角为55°-75°的圆锥。

所述两个上半圆柱形轴体合并后上调节间隙以上部分的两个半圆柱形 轴体与所述上传动轴内孔之间为过盈配合，所述两个下半圆柱形轴体合并后 下调节间隙以下部分的两个半圆柱形轴体与所述下传动轴内孔之间为过盈 配合。

所述上调节螺母与所述上牙嵌齿相应处的内孔为锥顶角与上牙嵌齿的 径向齿侧面的锥顶角角度相同的锥台，所述下调节螺母与所述下牙嵌齿相应 处的内孔为锥顶角与下牙嵌齿的径向齿侧面的锥顶角角度相同的锥台。

本发明具有下述技术效果：

1、本发明的牙嵌式锁紧无间隙虎克铰的上半节叉和下半节叉分别由两 个结构相同且对称设置的单元组成，通过两个上半节叉单元和两个下半节叉 单元与锥端十字轴所形成的两个传动副，使得两个上半节叉单元的合并体和 两个下半节叉单元的合并体沿着两个独立的轴旋转，传动精度高，工艺性好， 装配方便，精度高。