CN210034210U - 一种三重复合虎克铰 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三重复合虎克铰，包括阶梯轴连接件及设置于阶梯轴连接件的最内层铰链、中间层铰链和最外层铰链，最内层铰链由第三套筒和第一U形件组成，第三套筒位于阶梯轴连接件的中间轴段处，第一U形件连接在第三套筒上；中间层铰链由第二套筒、第一U形铰链支架和第二U形件组成，第二套筒套在阶梯轴连接件上并与第三套筒相邻，第二U形件通过第一U形铰链支架连接在第二套筒上；最外层铰链由第一套筒、第二U形铰链支架和第三U形件组成，第一套筒套在阶梯轴连接件上并与第二套筒相邻，第三U形件通过第二U形铰链支架连接在第一套筒上。本实用新型的优点是结构新颖简单，加工装配方便，成本低，负载能力强，旋转角度更大，可实现性强。

Description

一种三重复合虎克铰

技术领域

本实用新型涉及一种虎克铰，具体涉及一种三重复合虎克铰，属于机器人技术领域。

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，虎克铰以其机械机构、适用范围以及灵活性上的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。虎克铰通常作为一种能够提供两个自由度的连接机构，用于运动过程两轴力的传递，且具有一定的支撑作用，广泛应用于机器人系统的连接元件，可通过改变两端轴线之间的位姿关系，以实现变向传动或者补偿关节之间不可避免的轴线偏差，其结构大多采用十字轴或者类似十字的支撑轴。

经检索发现，专利号为201110054834.7的中国专利提供了一种可变构型虎克铰，具有变构型和变自由度的功能，其轴承转动副与带有长短轴的十字形连接件的两端转动相连，其结构设计复杂，加工比较困难，工艺性差，导致了精度的降低和成本的增加；同时采用轴承用于转动，不能消除传动中的径向间隙，或者是引起转动中心的不同心，导致虎克铰链精度的降低，所以不能看成理想的虎克铰。

此外，传统的虎克铰都只有两个旋转自由度，无法满足于一些对结构尺寸或负载有限制的场合，有时还需要补充一个旋转自由度才能满足部分转动关节所需的三个旋转自由度的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种结构简单，设计合理，使用方便的三重复合虎克铰。

本实用新型解决其技术问题的技术方案如下：

一种三重复合虎克铰，包括阶梯轴连接件以及依次设置于阶梯轴连接件上的最内层铰链、中间层铰链和最外层铰链，所述最内层铰链由第三套筒和第一U形件组成，所述第三套筒位于阶梯轴连接件的中间轴段处，所述第一U形件连接在第三套筒上；所述中间层铰链由第二套筒、第一U形铰链支架和第二U形件组成，所述第二套筒套在阶梯轴连接件上并与第三套筒相邻，所述第二U形件通过第一U形铰链支架连接在第二套筒上；所述最外层铰链由第一套筒、第二U形铰链支架和第三U形件组成，所述第一套筒套在阶梯轴连接件上并与第二套筒相邻，所述第三U形件通过第二U形铰链支架连接在第一套筒上。

本实用新型中，最内层铰链、中间层铰链、最外层铰链等三层铰链的所有轴线相交于一点，构成一个灵活的转动整体。

本实用新型进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述阶梯轴连接件由中间向两端呈阶梯状逐渐收缩，在所述阶梯轴连接件的中间轴段处套有第三套筒，在所述阶梯轴连接件上位于第三套筒的两端依次套有第二套筒、第一套筒。

优选地，在所述第三套筒的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第一圆形通孔，所述第一圆形通孔垂直于第三套筒的轴线方向，所述第一U形件的两端坎合在第三套筒的第一圆形通孔内。

优选地，所述第二套筒有两个，两个第二套筒与所述第三套筒的上下两端相邻，并沿阶梯轴连接件对称分布，所述第一U形铰链支架的两端连接在第二套筒上，所述第二U形件的两端连接在第一U形铰链支架上。

优选地，在所述第二套筒的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第二圆形通孔，所述第二圆形通孔垂直于第二套筒的轴线方向，所述第一U形铰链支架有两个，两个第一U形铰链支架沿阶梯轴连接件对称分布，所述第一U形铰链支架的两端分别坎合在上第二套筒、下第二套筒的同一侧第二圆形通孔内，在所述第一U形铰链支架的中间位置制有第三圆形通孔，所述第二U形件的两端分别坎合在两个第一U形铰链支架的第三圆形通孔内。

优选地，所述第一套筒有两个，两个第一套筒分别与上第二套筒的上端和下第二套筒的下端相邻，并沿阶梯轴连接件对称分布，所述第二U形铰链支架的两端连接在第一套筒上，所述第三U形件的两端连接在第二U形铰链支架上。

优选地，在所述第一套筒的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第四圆形通孔，所述第四圆形通孔垂直于第一套筒的轴线方向，所述第二U形铰链支架有两个，两个第二U形铰链支架沿阶梯轴连接件对称分布，所述第二U形铰链支架的两端分别坎合在上第一套筒、下第一套筒的同一侧第四圆形通孔内，在所述第二U形铰链支架的中间位置制有第五圆形通孔，所述第三U形件的两端分别坎合在两个第二U形铰链支架的第五圆形通孔内。

优选地，所述第一U形铰链支架、第二U形铰链支架、第一U形件、第二U形件、第三U形件均为圆柱体结构，在所述第一U形件、第二U形件、第三U形件的中部固定连接有连杆。

优选地，所述第一套筒、第二套筒、第三套筒均通过阶梯轴连接件的轴肩进行轴向定位，并可沿阶梯轴连接件周向转动。

优选地，所述第一U形件可绕第三套筒的第一圆形通孔所连直线上下转动，所述第二U形件可绕第一U形铰链支架的第三圆形通孔所连直线上下转动，所述第三U形件可绕第二U形铰链支架的第五圆形通孔所连直线上下转动。

本实用新型的优点是结构新颖简单，加工装配方便，成本低，负载能力强，旋转角度更大，可实现性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中最内层铰链的结构示意图。

图3为本实用新型中中间层铰链的结构示意图。

图4为本实用新型中最外层铰链的结构示意图。

图中： 1.阶梯轴连接件，2.第一套筒，3.第二套筒，4.第三套筒，5.第一U形铰链支架，6.第二U形铰链支架，7.第一U形件，8.第二U形件，9.第三U形件。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。

实施例1

如图1所示，一种三重复合虎克铰，包括一个阶梯轴连接件1、两个第一套筒2、两个第二套筒3、一个第三套筒4、两个第一U形铰链支架5、两个第二U形铰链支架6、一个第一U形件7、一个第二U形件8和一个第三U形件9。第一套筒2、第二套筒3、第三套筒4均通过阶梯轴连接件1的轴肩进行轴向定位，并均可沿阶梯轴连接件1周向转动。第一U形铰链支架5、第二U形铰链支架6、第一U形件7、第二U形件8、第三U形件9均为圆柱体结构，在第一U形件7、第二U形件8、第三U形件9的底部中间固定连接有连杆。阶梯轴连接件1由中间向两端呈阶梯状逐渐收缩，在阶梯轴连接件1的中间轴段处套有第三套筒4，在阶梯轴连接件1上位于第三套筒4的两端依次套有第二套筒3、第一套筒2。第三套筒4和第一U形件7组成最内层铰链，第三套筒4位于阶梯轴连接件1的中间轴段处，在第三套筒4的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第一圆形通孔，第一圆形通孔垂直于第三套筒4的轴线方向，第一U形件7的两端坎合在第三套筒4的第一圆形通孔内。两个第二套筒3、两个第一U形铰链支架5和一个第二U形件8组成中间层铰链，第二套筒3套在阶梯轴连接件1上并且两个第二套筒3与第三套筒4的上下两端相邻，两个第二套筒3沿阶梯轴连接件1对称分布，两个第一U形铰链支架5沿阶梯轴连接件1对称分布，在第二套筒3的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第二圆形通孔，第二圆形通孔垂直于第二套筒3的轴线方向，第一U形铰链支架5的两端分别坎合在上第二套筒3、下第二套筒3的同一侧第二圆形通孔内，在第一U形铰链支架5的中间位置制有第三圆形通孔，第二U形件8的两端分别坎合在两个第一U形铰链支架5的第三圆形通孔内。两个第一套筒2、两个第二U形铰链支架6和第三U形件9组成最外层铰链，第一套筒2套在阶梯轴连接件1上并且两个第一套筒2分别与上第二套筒3的上端和下第二套筒3的下端相邻，两个第一套筒2沿阶梯轴连接件1对称分布，两个第二U形铰链支架6沿阶梯轴连接件1对称分布，在第一套筒2的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第四圆形通孔，第四圆形通孔垂直于第一套筒2的轴线方向，第二U形铰链支架6的两端分别坎合在上第一套筒2、下第一套筒2的同一侧第四圆形通孔内，在第二U形铰链支架6的中间位置制有第五圆形通孔，第三U形件9的两端分别坎合在两个第二U形铰链支架6的第五圆形通孔内。这样，最内层铰链、中间层铰链和最外层铰链依次设置于阶梯轴连接件1上，使三层铰链的所有轴线相交于一点，构成一个灵活的转动整体。

另外，第一U形件7可绕第三套筒4的第一圆形通孔所连直线上下转动，第二U形件8可绕第一U形铰链支架5的第三圆形通孔所连直线上下转动，第三U形件9可绕第二U形铰链支架6的第五圆形通孔所连直线上下转动。

本实施例三重复合虎克铰的组装过程如下：

步骤1、将第三套筒4套入阶梯轴连接件1的中间轴段，然后将第一U形件7的两端坎合在第三套筒4的第一圆形通孔内；

步骤2、将两个第二套筒3分别套入与阶梯轴连接件1中间轴段相邻的两轴段，第二套筒3的第二圆形通孔轴线与第三套筒4的第一圆形通孔轴线共线，然后将两个第一U形铰链支架5两端坎合在两个第二套筒3的第二圆形通孔内，上下坎合，最后将第二U形件8两端坎合在第一U形铰链支架5的第三圆形通孔内，同时保证第二U形件8与第一U形件7相对；

步骤3、将两个第一套筒2分别套入阶梯轴连接件1的最外端两轴段，第一套筒2的第四圆形通孔轴线与第三套筒4的第一圆形通孔轴线形成45°夹角，然后将两个第二U形铰链支架6两端坎合在第一套筒2的第四圆形通孔内，上下坎合，最后将第三U形件9两端坎合在第二U形铰链支架6的第五圆形通孔内，同时保证第三U形件9与第一U形件7和第二U形件8互不干涉。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种三重复合虎克铰，其特征在于：包括阶梯轴连接件以及依次设置于阶梯轴连接件上的最内层铰链、中间层铰链和最外层铰链，所述最内层铰链由第三套筒和第一U形件组成，所述第三套筒位于阶梯轴连接件的中间轴段处，所述第一U形件连接在第三套筒上；所述中间层铰链由第二套筒、第一U形铰链支架和第二U形件组成，所述第二套筒套在阶梯轴连接件上并与第三套筒相邻，所述第二U形件通过第一U形铰链支架连接在第二套筒上；所述最外层铰链由第一套筒、第二U形铰链支架和第三U形件组成，所述第一套筒套在阶梯轴连接件上并与第二套筒相邻，所述第三U形件通过第二U形铰链支架连接在第一套筒上。

2.根据权利要求1所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：所述阶梯轴连接件由中间向两端呈阶梯状逐渐收缩，在所述阶梯轴连接件的中间轴段处套有第三套筒，在所述阶梯轴连接件上位于第三套筒的两端依次套有第二套筒、第一套筒。

3.根据权利要求2所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：在所述第三套筒的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第一圆形通孔，所述第一圆形通孔垂直于第三套筒的轴线方向，所述第一U形件的两端坎合在第三套筒的第一圆形通孔内。

4.根据权利要求2所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：所述第二套筒有两个，两个第二套筒与所述第三套筒的上下两端相邻，并沿阶梯轴连接件对称分布，所述第一U形铰链支架的两端连接在第二套筒上，所述第二U形件的两端连接在第一U形铰链支架上。

5.根据权利要求4所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：在所述第二套筒的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第二圆形通孔，所述第二圆形通孔垂直于第二套筒的轴线方向，所述第一U形铰链支架有两个，两个第一U形铰链支架沿阶梯轴连接件对称分布，所述第一U形铰链支架的两端分别坎合在上第二套筒、下第二套筒的同一侧第二圆形通孔内，在所述第一U形铰链支架的中间位置制有第三圆形通孔，所述第二U形件的两端分别坎合在两个第一U形铰链支架的第三圆形通孔内。

6.根据权利要求2所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：所述第一套筒有两个，两个第一套筒分别与上第二套筒的上端和下第二套筒的下端相邻，并沿阶梯轴连接件对称分布，所述第二U形铰链支架的两端连接在第一套筒上，所述第三U形件的两端连接在第二U形铰链支架上。

7.根据权利要求6所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：在所述第一套筒的外圆周壁中间位置制有两个对称分布的第四圆形通孔，所述第四圆形通孔垂直于第一套筒的轴线方向，所述第二U形铰链支架有两个，两个第二U形铰链支架沿阶梯轴连接件对称分布，所述第二U形铰链支架的两端分别坎合在上第一套筒、下第一套筒的同一侧第四圆形通孔内，在所述第二U形铰链支架的中间位置制有第五圆形通孔，所述第三U形件的两端分别坎合在两个第二U形铰链支架的第五圆形通孔内。

8.根据权利要求1所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：所述第一U形铰链支架、第二U形铰链支架、第一U形件、第二U形件、第三U形件均为圆柱体结构，在所述第一U形件、第二U形件、第三U形件的中部固定连接有连杆。

9.根据权利要求1所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：所述第一套筒、第二套筒、第三套筒均通过阶梯轴连接件的轴肩进行轴向定位，并可沿阶梯轴连接件周向转动。

10.根据权利要求1所述一种三重复合虎克铰，其特征在于：所述第一U形件可绕第三套筒的第一圆形通孔所连直线上下转动，所述第二U形件可绕第一U形铰链支架的第三圆形通孔所连直线上下转动，所述第三U形件可绕第二U形铰链支架的第五圆形通孔所连直线上下转动。

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