[发明专利]复合机械关节

说明书

本发明公开了一种复合机械关节，包括动力源、旋转机构及俯仰机构；旋转机构包括第一主动轴、第二主动轴、离合器Ⅰ及旋转平台；所述第一主动轴与第二主动轴通过离合器Ⅰ连接并可分离或接合；俯仰机构包括第一从动轴、第二从动轴、离合器Ⅱ、平台轴及俯仰平台，所述第一从动轴与第二从动轴通过离合器Ⅱ连接并可分离或接合，所述第一从动轴与第一主动轴之间通过齿轮组件传动连接；本发明可单独作为旋转关节，可单独作为俯仰关节，也可同时进行旋转运动和俯仰运动，能满足在一定空间条件的限制下同时保留机构的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种机械关节，特别涉及一种复合机械关节。

背景技术

机械手作为重大装备制造业最主要的工具而被广泛研究，应用于汽车、船舶、舰艇、飞机、卫星、火箭、宇宙飞船以及钢铁冶金等行业。然而，在某些特定的工作条件下，如狭小的空间内，较大体积的机械手则不能发挥作用，而体积小的简单结构的机械手灵活性又不能达到工作要求。

本领域技术人员公知，机械手结构复杂度和它的灵活性是一对矛盾体，提高灵活性在一定程度上肯定会使结构变得相对复杂，体积也有所增加，而通过简化结构的方式减小体积又会影响其灵活性。现有技术中，为解决该问题，有人采用仿生结构或是使用新型材料，达到了一定的效果，但在控制方面仍需要很大的改进，毕竟新材料不能像电机那样方便准确地控制，所以精度也不高。还有人采用柔性材料来提高机械结构的灵活性，这能达到目的，但是负载较大时就不能满足工作要求了。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合机械关节，可单独作为旋转关节，可单独作为俯仰关节，也可同时进行旋转运动和俯仰运动，能满足在一定空间条件的限制下同时保留机构的灵活性。

本发明的复合机械关节，包括动力源、旋转机构及俯仰机构；

所述旋转机构包括第一主动轴、第二主动轴、离合器Ⅰ及旋转平台；所述第一主动轴与第二主动轴通过离合器Ⅰ连接并可分离或接合，所述第一主动轴与动力源的输出端相连，所述旋转平台与第二主动轴相连并由第二主动轴带动旋转；

所述俯仰机构包括第一从动轴、第二从动轴、离合器Ⅱ、平台轴及俯仰平台，所述第一从动轴与第二从动轴通过离合器Ⅱ连接并可分离或接合，所述第一从动轴与第一主动轴之间通过齿轮组件传动连接；所述第二从动轴穿过旋转平台并由旋转平台带动旋转；所述平台轴的一端与第二主动轴穿过旋转平台的部分单自由度转动连接、另一端与俯仰平台固定连接；所述俯仰平台的内侧与蜗轮相连并由蜗轮带动做俯仰运动，所述第二从动轴穿过旋转平台的部分设有用于与蜗轮配合的蜗杆。

进一步，所述离合器Ⅰ包括离合器壳体Ⅰ、设在离合器壳体Ⅰ内壁的电磁铁Ⅰ及伸入离合器壳体Ⅰ内的用于与第一主动轴相连的第一离合轴和用于与第二主动轴相连的第二离合轴，所述第一离合轴与第二离合轴相对设置，且第一离合轴与第二离合轴相对的端面上分别设有采用磁控形状记忆合金制成的连接记忆块Ⅰ；所述连接记忆块Ⅰ在电磁铁Ⅰ所产生磁场的作用下变形并互相挤压，使得第一主动轴与第二主动轴接合。

进一步，所述离合器壳体Ⅰ内设有位于第二离合轴外侧的基座Ⅰ，所述基座Ⅰ上设有采用磁控形状记忆合金制成的锁紧记忆块Ⅰ；所述锁紧记忆块Ⅰ抱死第二离合轴并在电磁铁Ⅰ所产生磁场的作用下变形以解除对第二离合轴的抱死。

进一步，所述离合器Ⅱ包括离合器壳体Ⅱ、设在离合器壳体Ⅱ内壁的电磁铁Ⅱ及伸入离合器壳体Ⅱ内的用于与第一从动轴相连的第三离合轴和用于与第二从动轴相连的第四离合轴，所述第三离合轴与第四离合轴相对设置，且第三离合轴与第四离合轴相对的端面上分别设有采用磁控形状记忆合金制成的连接记忆块Ⅱ；所述连接记忆块Ⅱ在电磁铁Ⅱ所产生磁场的作用下变形并互相挤压，使得第一从动轴与第二从动轴接合。

进一步，所述离合器壳体Ⅱ内设有位于第四离合轴外侧的基座Ⅱ，所述基座Ⅱ上设有采用磁控形状记忆合金制成的锁紧记忆块Ⅱ；所述锁紧记忆块Ⅱ抱死第四离合轴并在电磁铁Ⅱ所产生磁场的作用下变形以解除对第四离合轴的抱死。