本實用新型涉及機械臂技術領域，特別是指一種用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)。

背景技術：

工業(yè)機械臂的控制方式通常有編程控制、遙控控制和模擬控制，其中，編程控制是將事先編好的程序代碼上傳到機械臂的控制板上，機械臂按照程序指令做相應動作，這種控制方式通常用在生產線上，每臺機械臂做重復、固定的工作；遙控控制是使用遙控器、無線手柄等對機械臂進行控制，依據通信協(xié)議，事先定義各按鍵、搖桿的功能，通過WiFi、紅外等通信方式控制。

模擬控制是根據真實的機械臂，按一定比例制作模擬機械臂，作業(yè)人員用手操作模擬機械臂。模擬機械臂的每個轉動副安裝一個傳感器，傳感器采集每個關節(jié)的轉角傳輸至工作機械臂的控制板，控制板根據傳感器值的變化量控制對應步進電機轉動相應的角度。這種控制方式適合有一定精度要求的遠程操作，例如輸電線路巡線機器人的清障作業(yè)、排爆機器人的遠程控制等?，F(xiàn)有的模擬機械臂的關節(jié)通常采用簡單的鉸接，關節(jié)通常不能施加預緊力，這種結構導致以下問題：當模擬機械臂操縱工作機械臂到達某一位置后，若手松開模擬機械臂，模擬機械臂由于重力作用通常無法保持原來的姿態(tài)，造成工作機械臂無規(guī)則動作。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種既能使小臂相對于上臂在轉角范圍內自由轉動，又能對模擬機械臂施加預緊力，使機械臂保持特定姿態(tài)的阻尼關節(jié)。

為解決上述技術問題，本實用新型提供技術方案如下：

一種用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)，包括小臂、上臂、蓋板、測量旋轉角度的傳感器和螺桿，其中：

所述上臂和小臂一端鉸接，且兩者均具有鉸接孔，所述上臂的鉸接孔內帶有內螺紋，所述上臂和小臂鉸接處設置有限位結構；

所述蓋板包括中空的蓋板帽和設置在所述蓋板帽上的圓環(huán)狀凸臺，所述圓環(huán)狀凸臺穿過所述小臂的鉸接孔與所述上臂的上表面接觸；

所述蓋板和小臂之間、所述上臂和小臂之間均設置有圓環(huán)形摩擦片；

所述螺桿為中空螺桿，所述中空螺桿穿過所述蓋板和小臂的鉸接孔，連接至所述上臂的鉸接孔，將所述蓋板和小臂鉸接在所述上臂上；

所述傳感器包括基部和位于所述基部上的轉動軸，所述轉動軸自所述上臂的鉸接孔穿入，從所述中空螺桿中伸出，所述傳感器上端配有傳感器軸套，所述傳感器的轉動軸固定在所述傳感器軸套上，所述傳感器軸套固定在所述小臂上，所述傳感器的基部固定在所述上臂上。

進一步的，所述傳感器為電位器或旋轉編碼器，所述限位結構為位于所述上臂與小臂的接觸面邊緣的限位凸臺。

進一步的，所述蓋板的圓環(huán)狀凸臺的末端表面設置有若干等距的第一圓柱突起，所述上臂的上表面設置有與所述第一圓柱突起相適應的第一卡槽。

進一步的，所述傳感器的基部與所述上臂接觸的表面上設置有第二圓柱突起，所述上臂上設置有與所述第二圓柱突起相適應的第二卡槽。

進一步的，所述傳感器軸套的中部設置有用于所述傳感器的轉動軸末端從中伸出的透孔，所述透孔的側面設置有螺孔，所述螺孔內設置有頂絲。

進一步的，所述傳感器軸套的兩端設置有連接孔，采用螺釘固定于所述小臂上。

進一步的，所述傳感器軸套和蓋板之間保持有一定間隙。

進一步的，所述上臂和小臂的鉸接孔處均設置有用于放置所述圓環(huán)形摩擦片的凹槽。

進一步的，所述傳感器依靠卡套固定在上臂的底面，所述卡套的兩側有連接孔，通過螺絲將所述傳感器固定在所述上臂上。

本實用新型具有以下有益效果：

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)，中空螺桿將蓋板、圓環(huán)形摩擦片、小臂和上臂通過螺紋連接在一起，在上臂和小臂及蓋板與小臂之間各添加了摩擦片，通過中空螺桿調整兩臂之間的預緊力，既便于操作，又能保持特定的姿態(tài)；上臂和小臂之間設置了限位結構，防止人手的誤操作導致機械臂做出不可預測的動作；上臂默認不動，小臂相對于上臂轉動時，傳感器軸套上的轉動軸隨小臂轉動，這樣傳感器獲得小臂的轉角，將轉角傳遞給工作機械臂的相關控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)的調控實現(xiàn)工業(yè)機械臂的模擬控制。本實用新型既能使小臂相對于上臂在轉角范圍內自由轉動，又能對模擬機械臂施加預緊力，使機械臂保持特定姿態(tài)。

附圖說明

圖1為本實用新型的用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)的整體結構圖；

圖2為本實用新型的用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)的整體結構爆炸圖；

圖3為本實用新型的用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)的蓋板、小臂和上臂的連接爆炸圖；

圖4為本實用新型的用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)的傳感器與小臂的連結圖。

具體實施方式

為使本發(fā)實用新型明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本實用新型提供一種用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)，如圖1-4所示，包括小臂1、上臂2、蓋板3、測量旋轉角度為傳感器4和螺桿5，其中：

上臂2和小臂1一端鉸接，且兩者均具有鉸接孔，上臂2的鉸接孔內帶有內螺紋，上臂2和小臂1鉸接處設置有限位結構；

蓋板3包括中空的蓋板帽6和設置在蓋板帽6上的圓環(huán)狀凸臺7，圓環(huán)狀凸臺7穿過小臂1的鉸接孔與上臂2的上表面接觸；

蓋板3和小臂1之間、上臂2和小臂1之間均設置有圓環(huán)形摩擦片8；

螺桿5為中空螺桿，中空螺桿穿過蓋板3和小臂1的鉸接孔；

傳感器4包括基部9和位于基部9上的轉動軸10，轉動軸10自上臂2的鉸接孔穿入，從中空螺桿中伸出，傳感器4上端配有傳感器軸套11，傳感器4的轉動軸10固定在傳感器軸套11上，傳感器軸套11固定在小臂1上，傳感器的基部9固定在上臂2上。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的用于模擬機械臂的阻尼關節(jié)，中空螺桿將蓋板、圓環(huán)形摩擦片、小臂和上臂通過螺紋連接在一起，在上臂和小臂及蓋板與小臂之間各添加了摩擦片，通過中空螺桿調整兩臂之間的預緊力，既便于操作，又能保持特定的姿態(tài)；上臂和小臂之間設置了限位結構，防止人手的誤操作導致機械臂做出不可預測的動作；上臂默認不動，小臂相對于上臂轉動時，傳感器軸套上的轉動軸隨小臂轉動，這樣傳感器獲得小臂的轉角，將轉角傳遞給工作機械臂的相關控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)的調控實現(xiàn)工業(yè)機械臂的模擬控制。本實用新型既能使小臂相對于上臂在轉角范圍內自由轉動，又能對模擬機械臂施加預緊力，使機械臂保持特定姿態(tài)。

優(yōu)選的，傳感器4為電位器或旋轉編碼器，電位器的轉角范圍為0～300°，旋轉編碼器可連續(xù)旋轉0～360°，限位結構為位于上臂2與小臂1的接觸面邊緣的限位凸臺12，小臂1相對于上臂2的轉角可限定在轉角范圍內的任意角度。限位凸臺限定了轉角范圍，防止超出傳感器的轉角范圍對傳感器本身造成傷害，也防止人手的誤操作導致工作機械臂做出不可預測的動作。

進一步的，蓋板3的圓環(huán)狀凸臺7的末端表面設置有3個等距的第一圓柱突起13，上臂2的上表面設置有與第一圓柱突起13相適應的3個第一卡槽14。正確安裝時，第一圓柱突起嵌入上臂的第一卡槽內，這樣蓋板與上臂不會產生相對滑動。

進一步的，傳感器4的基部9與上臂2接觸的表面上設置有第二圓柱突起15，上臂2上設置有與第二圓柱突起15相適應的第二卡槽(未示出)。這樣傳感器的主體和上臂不會相對轉動。

為了提高本發(fā)實用新型明的可行性，傳感器軸套11為n型，傳感器軸套11的中部設置有用于所述傳感器的轉動軸10末端從中伸出的透孔，所述透孔的側面設置有螺孔，所述螺孔內設置有頂絲16。保證傳感器軸套、傳感器轉動軸轉動一致。

為了提高本實用新型的穩(wěn)定性，傳感器軸套11的兩端設置有連接孔，采用螺釘固定于所述小臂1上。保證電傳感器軸套與小臂相對固定。

本實用新型中，傳感器軸套11與蓋板3之間保持有一定間隙。防止傳感器軸套與蓋板摩擦，導致壽命降低。

作為本實用新型的一種改進，上臂2和小臂1的鉸接孔處均設置有用于放置所述圓環(huán)形摩擦片8的凹槽17。摩擦片的接觸面都有凹槽，防止摩擦片脫落。

另外，傳感器4依靠卡套18固定在上臂2的底面，卡套18為U型，卡套18的兩側有連接孔，通過螺絲將傳感器4固定在上臂2上。這樣傳感器的轉動軸轉動時，保證傳感器主體固定不動。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。