CN113796966B - 紧凑型大力矩刹车机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种紧凑型大力矩刹车机构，包括：上刹车杠杆和下刹车杠杆，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆相对设置，所述所述上刹车杠杆和下刹车杠杆分别通过上转轴和下转轴转动地设置，所述上刹车杠杆的第一端和下刹车杠杆的第一端之间设置有刹车预紧弹簧，所述上刹车杠杆的第二端内侧和下刹车杠杆的第二端内侧均设置有摩擦片，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆分别设置在旋转轴的刹车盘两侧。刹车机构锁紧时，刹车力是由上刹车杠杆和下刹车杠杆第一端的刹车预紧弹簧提供，刹车预紧弹簧的弹力通过杠杆原理在刹车杠杆的第二端的成为夹持力放大，从而对刹车盘可靠夹紧，实现关节运动的刹车。

Description

紧凑型大力矩刹车机构
技术领域
本发明涉及机器人锁紧机构，特别涉及一种紧凑型大力矩刹车机构。
背景技术
微创外科手术一般也称为介入式手术，它是通过在体表切开数个细小的切口(或依靠人体天然官腔)，借助于视觉显示***的图像引导，将手术器械通过体表切口伸入体内进行治疗或诊断而完成的手术。微创手术技术使得大部分的外科手术告别了开放式的手术模式，将机器人技术应用于医疗外科手术已经变得越来越流行，机器人在操作稳定性、快捷性和精确性方面具有显著的优势，将机器人技术融入外科手术中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间。
为保证手术机器人在手术过程中不会对患者造成额外损伤，在机器人的结构中关节的运动往往伴随着锁紧，由于机械臂本身的重量以及运动时候的惯性导致关节的可靠锁紧是个难题。
发明内容
本发明提供了一种紧凑型大力矩刹车机构，其目的是为了解决机械臂因重力和运动惯性关节难以可靠锁紧的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种紧凑型大力矩刹车机构，包括：
上刹车杠杆和下刹车杠杆，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆相对设置，所述所述上刹车杠杆和下刹车杠杆分别通过上转轴和下转轴转动地设置，所述上刹车杠杆的第一端和下刹车杠杆的第一端之间设置有刹车预紧弹簧，所述上刹车杠杆的第二端内侧和下刹车杠杆的第二端内侧均设置有摩擦片，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆分别设置在旋转轴的刹车盘两侧。
其中，还包括：
解锁机构，所述解锁机构设置有解锁压板，所述上刹车杠杆的第一端顶部与所述解锁压板的上部固定连接，所述下刹车杠杆的第一端设置有解锁连接板，所述解锁压板的中部设置有解锁通孔，所述解锁通孔的尺寸大于所述解锁连接板的尺寸，所述解锁连接板穿设在所述解锁通孔内。
其中，所述解锁压板的下部两侧设置有解锁安装座，两个所述解锁安装座内均转动地设置有解锁凸轮杆，所述解锁凸轮杆的第一端设置有凸轮结构，所述解锁连接板的两侧转动地设置有解锁轴承，所述解锁轴承紧贴所述解锁凸轮杆的凸轮结构设置，所述解锁凸轮杆用于推动所述解锁连接板运动。
其中，两个所述解锁凸轮杆的第二端上方转动地设置有解锁摇臂，所述解锁摇臂的第一端转动地设置有摇臂轴承，所述摇臂轴承紧贴所述解锁凸轮杆的第二端设置，所述解锁摇臂用于推动所述解锁凸轮杆旋转。
其中，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆的两侧均设置有支撑底板，所述支撑底板上均设置有解锁推杆，所述解锁推杆通过直线轴承滑动地穿设在所述支撑底板的一端，所述解锁推杆的端头转动地设置有推杆轴承，所述推杆轴承紧贴所述解锁摇臂的第二端设置，所述解锁推杆用于推动所述解锁摇臂旋转。
其中，所述支撑底板的另一端均固定穿设有解锁气压缸，所述解锁气压缸的活塞杆与所述解锁推杆固定连接。
其中，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆的第二端端面设置有弧形内凹，所述弧形内凹的弧度与所述旋转轴的弧度匹配。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
刹车机构锁紧时，刹车力是由上刹车杠杆和下刹车杠杆第一端的刹车预紧弹簧提供，刹车预紧弹簧的弹力通过杠杆原理在刹车杠杆的第二端的成为夹持力放大，从而对刹车盘可靠夹紧，实现关节运动的刹车。解锁时，通过两侧对称的两个解锁气压缸提供气压力，当解锁气压缸接入气压时气压缸活塞杆推动解锁推杆，在直线轴承的导向作用下解锁推杆向前推进，解锁推杆将作用力作用在解锁摇臂上，带动解锁摇臂旋转，解锁摇臂旋转则将解锁凸轮杆向下按压，解锁凸轮杆的第一端凸轮与解锁轴承作用，使得下刹车杠杆向上运动压缩刹车预紧弹簧，从而令刹车杠杆第二端释放刹车盘，实现解锁。
附图说明
图1为本发明的紧凑型大力矩刹车机构的装配示意图；
图2为本发明的紧凑型大力矩刹车机构的结构示意图一；
图3为本发明的紧凑型大力矩刹车机构的结构示意图二。
【附图标记说明】
1-上刹车杠杆；2-下刹车杠杆；3-刹车预紧弹簧；4-摩擦片；5-旋转轴；6-刹车盘；7-解锁压板；8-解锁连接板；9-解锁安装座；10-解锁凸轮杆；11-解锁轴承；12-解锁摇臂；13-摇臂轴承；14-支撑底板；15-解锁推杆；16-直线轴承；17-推杆轴承；18-解锁气压缸。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有机械臂因重力和运动惯性关节难以可靠锁紧的问题，提供了一种紧凑型大力矩刹车机构。
如图1至图3所示，本发明的实施例提供了一种紧凑型大力矩刹车机构，包括：上刹车杠杆1和下刹车杠杆2，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2相对设置，所述所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2分别通过上转轴和下转轴转动地设置，所述上刹车杠杆1的第一端和下刹车杠杆2的第一端之间设置有刹车预紧弹簧3，所述上刹车杠杆1的第二端内侧和下刹车杠杆2的第二端内侧均设置有摩擦片4，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2分别设置在旋转轴5的刹车盘6两侧。
本发明上述实施例所述的紧凑型大力矩刹车机构，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2分别以所述上转轴和下转轴为支点实现杠杆式转动，所述刹车预紧弹簧3为预压缩状态设置在所述上刹车杠杆1的第一端和下刹车杠杆2的第一端之间，所述上刹车杠杆1的第二端和下刹车杠杆2的第二端受力相互靠拢，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2内侧的摩擦片4会紧密夹设在旋转轴5的刹车盘6两侧，受摩擦力影响旋转轴5会实现稳定锁紧；当对所述上刹车杠杆1的第一端和/或下刹车杠杆2的第一端施加相对的外力时，所述刹车预紧弹簧3受力挤压，刹车杠杆的第一端相互靠拢，所述上刹车杠杆1的第二端和下刹车杠杆2的第二端会松开所述刹车盘6，实现解锁。
其中，还包括：解锁机构，所述解锁机构设置有解锁压板7，所述上刹车杠杆1的第一端顶部与所述解锁压板7的上部固定连接，所述下刹车杠杆2的第一端设置有解锁连接板8，所述解锁压板7的中部设置有解锁通孔，所述解锁通孔的尺寸大于所述解锁连接板8的尺寸，所述解锁连接板8穿设在所述解锁通孔内。
其中，所述解锁压板7的下部两侧设置有解锁安装座9，两个所述解锁安装座9内均转动地设置有解锁凸轮杆10，所述解锁凸轮杆10的第一端设置有凸轮结构，所述解锁连接板8的两侧转动地设置有解锁轴承11，所述解锁轴承11紧贴所述解锁凸轮杆10的凸轮结构设置，所述解锁凸轮杆10用于推动所述解锁连接板8运动。
本发明上述实施例所述的紧凑型大力矩刹车机构，通过对所述解锁连接板8施加外力能够驱动所述上刹车杠杆1运动，因此当所述解锁凸轮杆10旋转时，所述凸轮会随之旋转推动所述解锁连接板8进而驱动所述上刹车杠杆1旋转，从而使刹车机构解锁，同时由于所述解锁连接板8的两侧转动地设置有解锁轴承11，当所述解锁凸轮杆10的凸轮与所述解锁轴承11接触时能够随之滚动从而降低解锁连接板8和解锁凸轮杆10间的摩擦力。
其中，两个所述解锁凸轮杆10的第二端上方转动地设置有解锁摇臂12，所述解锁摇臂12的第一端转动地设置有摇臂轴承13，所述摇臂轴承13紧贴所述解锁凸轮杆10的第二端设置，所述解锁摇臂12用于推动所述解锁凸轮杆10旋转。
其中，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2的两侧均设置有支撑底板14，所述支撑底板14上均设置有解锁推杆15，所述解锁推杆15通过直线轴承16滑动地穿设在所述支撑底板14的一端，所述解锁推杆15的端头转动地设置有推杆轴承17，所述推杆轴承17紧贴所述解锁摇臂12的第二端设置，所述解锁推杆15用于推动所述解锁摇臂12旋转。
本发明上述实施例所述的紧凑型大力矩刹车机构，当解锁推杆15受外力运动时，解锁推杆15会通过直线轴承16导向朝所述解锁凸轮杆10的第二端运动，由于所述解锁推杆15的端头转动地设置有推杆轴承17，解锁推杆15在接触所述解锁摇臂12时所述推杆轴承13会随之滚动从而降低摩擦力，所述解锁摇臂12呈L型结构，当所述解锁摇臂12第二端受力运动时，所述解锁摇臂12的第一端会随之旋转，并挤压解锁凸轮杆10，同时所述摇臂轴承13会降低所述解锁摇臂12与所述解锁凸轮杆10间的摩擦力。
其中，所述支撑底板14的另一端均固定穿设有解锁气压缸18，所述解锁气压缸18的活塞杆与所述解锁推杆固定连接。
其中，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2的第二端端面设置有弧形内凹，所述弧形内凹的弧度与所述旋转轴5的弧度匹配。
本发明上述实施例所述的紧凑型大力矩刹车机构结构紧凑，刹车力矩大小可以通过调整刹车杠杆的长度来调节，解锁行程可以通过调整解锁摇臂12两个臂的长度和角度来灵活调节，同时也可以匹配解锁凸轮杆10的凸轮尺寸；本发明锁紧时，刹车力是由刹车预紧弹簧3提供，刹车预紧弹簧3的弹力通过杠杆原理在刹车杠杆的第二端的成为夹持力放大，从而对刹车盘6提供可靠夹紧，实现旋转轴运动的刹车。解锁时，通过两侧对称的两个解锁气压缸18提供气压力，当解锁气压缸18接入气压时气压缸活塞杆推动解锁推杆15，在直线轴承16的导向作用下解锁推杆15向前推进，解锁推杆15将作用力作用在解锁摇臂12上，带动解锁摇臂12旋转，解锁摇臂12旋转则将解锁凸轮杆10向下按压，解锁凸轮杆10的第一端凸轮与解锁轴承作用，使得所述解锁连接板8与下刹车杠杆2向上运动压缩刹车预紧弹簧3，从而令刹车杠杆第二端相互远离进而释放刹车盘6，实现解锁；为保证上刹车杠杆1和下刹车杠杆2与旋转轴5的有效配合，所述上刹车杠杆1和下刹车杠杆2的端面设置有弧形内凹的避让结构，能够避免上刹车杠杆1和下刹车杠杆2在运动时与旋转轴5发生碰撞。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种紧凑型大力矩刹车机构，其特征在于，包括：
上刹车杠杆和下刹车杠杆，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆相对设置，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆分别通过上转轴和下转轴转动地设置，所述上刹车杠杆的第一端和下刹车杠杆的第一端之间设置有刹车预紧弹簧，所述上刹车杠杆的第二端内侧和下刹车杠杆的第二端内侧均设置有摩擦片，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆分别设置在旋转轴的刹车盘两侧；
解锁机构，所述解锁机构设置有解锁压板，所述上刹车杠杆的第一端顶部与所述解锁压板的上部固定连接，所述下刹车杠杆的第一端设置有解锁连接板，所述解锁压板的中部设置有解锁通孔，所述解锁通孔的尺寸大于所述解锁连接板的尺寸，所述解锁连接板穿设在所述解锁通孔内；
所述解锁压板的下部两侧设置有解锁安装座，两个所述解锁安装座内均转动地设置有解锁凸轮杆，所述解锁凸轮杆的第一端设置有凸轮结构，所述解锁连接板的两侧转动地设置有解锁轴承，所述解锁轴承紧贴所述解锁凸轮杆的凸轮结构设置，所述解锁凸轮杆用于推动所述解锁连接板运动；
两个所述解锁凸轮杆的第二端上方转动地设置有解锁摇臂，所述解锁摇臂的第一端转动地设置有摇臂轴承，所述摇臂轴承紧贴所述解锁凸轮杆的第二端设置，所述解锁摇臂用于推动所述解锁凸轮杆旋转；
所述上刹车杠杆和下刹车杠杆的两侧均设置有支撑底板，所述支撑底板上均设置有解锁推杆，所述解锁推杆通过直线轴承滑动地穿设在所述支撑底板的一端，所述解锁推杆的端头转动地设置有推杆轴承，所述推杆轴承紧贴所述解锁摇臂的第二端设置，所述解锁推杆用于推动所述解锁摇臂旋转；
所述支撑底板的另一端均固定穿设有解锁气压缸，所述解锁气压缸的活塞杆与所述解锁推杆固定连接。
2.根据权利要求1所述的紧凑型大力矩刹车机构，其特征在于，所述上刹车杠杆和下刹车杠杆的第二端端面设置有弧形内凹，所述弧形内凹的弧度与所述旋转轴的弧度匹配。
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