[发明专利]机械关节及其驱动装置

说明书

本发明属于机械关节技术领域，具体涉及机械关节及其驱动装置，在使用该装置时，将第一、二铰接座分别铰接在机械关节的两个关节体上，扩展该装置时，电机顺时针转动，电机座与第一铰接座止转配合，转动臂拉动驱动连杆做向内收缩的圆周和向心混合运动，驱动连杆再拉动中间铰接座向转动臂径向收缩，中间铰接座上铰接的第一传动连杆与第二传动连杆的夹角逐渐变大，电机座会沿伸缩方向导向远离第一铰接座，同时第一铰接座与第二铰接座相互远离，使该装置轴向扩展；收缩该装置时做与扩展时相反的运动；避免了采用电机直驱的方式，降低了使用成本，而且铰接连杆之间的机械传动，使得驱动装置响应速度快且动作更加精准无误。

技术领域

本发明属于机械关节技术领域，具体涉及机械关机及其驱动装置。

背景技术

当前机械关节的驱动大多采用伺服电机直接驱动，这就对伺服电机有很高的扭力要求，而这种伺服电机往往成本较高；除了伺服电机直驱的方式之外，还有一些机械关节采用气动或者液动驱动，而这需要用到压缩空气或者液压油等弹性介质，在使用这种能够缓冲的弹性介质驱动机械关节时，会造成机械关节响应速度慢而运动不及时，以及定位不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于机械关节的伸缩驱动装置，以解决现有技术中的伺服电机直驱方式成本较高，而气动或液动驱动方式响应速度慢、定位不准确的技术问题；本发明还提供一种使用该驱动装置的机械关节。

为实现上述目的，本发明用于机械关节的伸缩驱动装置的技术方案是：

用于机械关节的伸缩驱动装置，包括第一铰接座、第一传动连杆、中间铰接座、第二传动连杆和第二铰接座，上述各零部件沿机械关节伸缩驱动装置的伸缩方向依次布置；第一铰接座与第二铰接座用于分别与机械关节的两个关节体沿垂直于所述伸缩方向的轴线铰接，以在第一铰接座与第二铰接座相互靠近或者远离时驱动机械关节的两个关节体相对摆动；第一传动连杆和第二传动连杆均设有两只以上，各第一传动连杆绕周向均布，各第二传动连杆绕周向均布；中间铰接座上设有位于伸缩方向两侧的第一铰接部和第二铰接部；第一传动连杆的一端铰接在第一铰接座上，另一端铰接连接在第一铰接部上；第二传动连杆的一端铰接在第二铰接座上，另一端铰接连接在的第二铰接部上，第一传动连杆和第二传动连杆的长度相同；第一传动连杆两端的铰接轴线相互平行且均垂直于所述伸缩方向，第二传动连杆两端的铰接轴线相互平行且均垂直于所述伸缩方向；第一铰接座上沿所述伸缩方向导向装配有电机座，第一铰接座与电机座止转配合，电机座上固定安装有电机，电机转轴的轴线平行于所述伸缩方向；电机转轴上连接有转动臂，各中间铰接座围绕所述转动臂设置；转动臂与各中间铰接座之间分别铰接有驱动连杆；各所述中间铰接座上还设有第三铰接部，第三铰接部沿所述伸缩方向位于第一、二铰接部中间；所述驱动连杆的一端铰接连接在转动臂上，另一端铰接在第三铰接部上；各所述驱动连杆两端的铰接轴线均平行于所述伸缩方向，驱动连杆用于在转动臂转动时带动所述中间铰接座向着靠近或者远离转动臂的方向运动。

本发明的有益效果在于：在使用该驱动装置时，将第一铰接座与第二铰接座分别铰接在机械关节的两个关节体上，第一铰接座与第二铰接座相互运动的方向的伸缩方向；在需要扩展驱动装置时，控制电机顺时针转动，由于电机座与第一铰接座相互止转配合，使得电机转轴能够带动转动臂相对于第一铰接座旋转，转动臂拉动驱动连杆做向内收缩的圆周和向心的混合运动，驱动连杆再拉动中间铰接座朝向转动臂径向收缩，相应的铰接在中间铰接座上的第一传动连杆与第二传动连杆的夹角逐渐变大，此时中间铰接座会远离第一铰接座，电机座会沿伸缩方向在第一铰接座上导向运动，使电机向着远离第一铰接座的方向运动，同时第一铰接座与第二铰接座相互远离，实现驱动装置轴向的伸展运动；在收缩驱动装置时，驱动装置做与扩展该装置时相反的运动，实现驱动装置的收缩运动；整个驱动装置将电机的旋转运动转化为中间铰接座的径向伸缩运动，在利用传动连杆将中间铰接座的径向伸缩运动转化为第一铰接座与第二铰接座的轴向伸缩运动，相对于采用电机直驱的方式，该驱动装置利用电机加连杆的方式大大降低了使用成本，而相对于采用气动、液动的方式，该驱动装置的响应速度更快，更加有利于驱动装置精准动作。