[发明专利]一种可以转换主、从移动的运动副

说明书

本发明涉及一种可以转换主、从移动的运动副，包括导杆以及设置于导杆上的内套筒、外套筒和转换套筒，导杆的一端置于内套筒中，另一端从内套筒伸出后伸入转换套筒内，内套筒的一端伸入外套筒内并与外套筒螺纹配合；转换套筒具有环形凸缘，外套筒上具有凹槽，环形凸缘置于凹槽内并可在的凹槽转动，在转换套筒的环形凸缘处设置有挡环，挡环通过螺钉与外套筒固定连接；导杆和转换套筒具有固定状态和非固定状态，固定状态下，外套筒可带动转换套筒和导杆一起沿内套筒移动，形成驱动副，非固定状态下，导杆可在内套筒内移动，形成从动副。本发明能够实现主、从移动运动副的相互转化，整体结构简单新颖，加工装配方便，适用于冗余驱动的机构中。

技术领域

本发明涉及一种运动副，具体涉及一种可以转换主、从移动的运动副，属于机械制造及机器人技术领域。

背景技术

随着机械化水平的提高以及加工制造业的快速发展，运动副以其结构简单、适用性强、灵活性好等特点，受到越来越多机械行业者们的青睐，应用范围也越来越广泛。运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接，是连接机械结构各个零部件的关节，在机械产品中起着至关重要的作用。运动副按照接触特性通常可分为低副和高副，低副包括移动副和转动副，其中移动副为两个构件之间只做相对移动的运动副。移动副具有2个约束，保留了1个自由度，用于实现运动过程中两构件的直线移动，广泛应用于机器人系统的连接元件。

经检索发现，专利号为201310606428.6的中国专利提供了一种消除机构伴随位移的运动副，具有消除机构伴随位移的功能，伴随位移消除机构由四个平行四边形机构组成，其结构设计复杂、部件较多、安装比较困难；专利号为201620517855.6的中国专利提供了一种简易运动副，采用运动轴主基体和滑套基体构成运动副结构，但其不能直接测量出运动副移动距离，也不能实现主、从移动运动副的相互转化，所以不能看成理想的运动副。

在冗余驱动的机构中，机构运动到某些特殊位置会发生奇异，严重影响机构的正常工作。为解决上述现象，其中一种方法是转换机构中的驱动副。现有技术是将机构中需要转换的从动副和驱动副拆卸下来，然后重新安装到指定位置。这种转换形式操作困难，工作量大，极易造成机构位姿的改变。可以转换主、从移动的运动副的实现要求较高，它要求运动副在不改变机构位姿的情况下，通过简单操作，实现运动副主、从移动的相互转化。目前，尚未见到能够完全实现上述功能的此类运动副的发明创新设计。

综上可知，现有的运动副技术存在以下几个问题：

（1）不能直接测量出运动副移动距离，也不能实现主、从移动运动副的相互转化；

（2）结构设计复杂，部件较多，安装比较困难，且零件与运动副的连接与拆卸也不方便。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种设计合理、使用方便、制造简单的运动副，能够实现主、从移动运动副的相互转化。

为了达到以上目的，本发明提供了一种可以转换主、从移动的运动副，包括导杆以及设置于导杆上的内套筒、外套筒和转换套筒，所述导杆的一端放置于内套筒的中空筒体中，另一端从内套筒伸出后伸入转换套筒内，内套筒筒体内设置有右限位凸缘，所述内套筒的一端伸入所述外套筒内并与所述外套筒螺纹配合，即内套筒的外表面设置有外螺纹，外套筒的内表面设置有内螺纹，这样内套筒与外套筒通过螺纹进行螺旋传动（螺旋传动是指将转动变为精确移动的一种机械运动，其优点是工作方式简单、传递力大）；所述转换套筒的一端设置于外套筒的中空筒体中，所述转换套筒设于外套筒中的一端具有环形凸缘，在所述外套筒的筒体内壁上具有与环形凸缘相配合的凹槽，所述转换套筒的环形凸缘放置于外套筒凹槽内并且所述转换套筒的环形凸缘可在外套筒的凹槽内转动，在所述转换套筒的环形凸缘处设置有挡环，转换套筒通过挡环进行轴向定位，所述挡环通过螺钉与外套筒固定连接；所述导杆和转换套筒具有固定状态和非固定状态，固定状态下，所述导杆固定于转换套筒内，所述外套筒可带动转换套筒和导杆一起沿内套筒移动，形成驱动副，非固定状态下，所述导杆可在内套筒内移动，形成从动副。