本发明涉及杆状串联机构，尤其是一种闭式液压回路控制的多关节支撑臂。
背景技术：
多自由度的杆状串联机构广泛用于机械手、多自由度位置调节装置、末端执行器变位机构等场合，特别是医疗器械、康复器械和理疗器械的支撑臂。其其结构是若干回转关节和连接杆串联形成的杆系。回转关节在工作时按工况要求，需要变换转动或锁紧状态，也就是要配备可控的锁紧装置。目前锁紧装置已有多种类型，如中国专利《200510092591一种回转关节电磁锁紧装置》所公布的型式。但现有各种回转关节的锁紧装置，其尺寸和重量很难满足灵巧型器械的要求。为此利用闭式液压回路系统简单，功率重量比大的特点，提出了一种闭式液压回路控制的多关节支撑臂，可以更好的满足各种灵巧型器械对支撑臂的要求。
技术实现要素：
本发明的目的，是提供一种尺寸小、重量轻、锁紧力大、锁紧放松转化快、控制简单的多关节支撑臂。
为实现这个目的，本发明所采取的技术方案如下：
一种闭式液压回路控制的多关节支撑臂，主要由液压泵、液压缸、回转关节、连接杆、弹簧构成，其特征是若干回转关节和连接杆串联连接成杆系，回转关节上装有液压缸，液压泵的油口和各液压缸的油口用液压管直接相连形成闭式回路。
进一步的特征是，回转关节由回转套和回转轴构成，回转套和回转轴分别是回转关节的两个连接端，回转套内部是两个正交的孔道，回转轴用轴承支撑在一个孔道中，在另一个孔道中装有液压缸，该孔道外端有台阶，一个弹簧组两端分别顶紧在液压缸筒后端面和该孔道外端台阶上，液压缸筒前端顶紧在回转轴上，液压缸筒前端有一个横孔，横孔中有两端固定在回转套上的止动销，液压缸的柱塞由液压缸筒前端伸出顶紧在止动销上。液压缸有一个油口，该油口伸出到回转套外面。
进一步的特征是，若干回转关节和连接杆，串联连接成杆系的第一种方式是，第一个回转关节的一个连接端与机架固定连接，该回转关节的另一个连接端与第一个连接杆一端固定连接，第一个连接杆另一端与第二个的回转关节的一个连接端固定连接，第二个的回转关节另一个连接端与第二个连接杆一端固定连接，第二个连接杆另一端与第三个回转关节的一个连接端固定连接，以上述方式连接到杆系最后一个连接杆。
进一步的特征是，若干回转关节和连接杆，串联连接成杆系的第二种方式是，杆系中某个回转关节的一个连接端与另一个回转关节的一个连接端固定连接。
进一步的特征是，液压泵是柱塞泵，液压泵筒中套装着液压泵柱塞，液压泵筒上有一个液压泵油口。
这种闭式液压回路控制的多关节支撑臂工作过程是这样的：该支撑臂由于有多个回转关节，其末端具有多个自由度。初始状态时，液压回路中充满液压介质，液压泵柱塞伸出，液压介质是常压状态，各回转关节上的液压缸筒前端在弹簧组推动下顶紧在回转轴上，回转轴不能转动，各回转关节处于锁紧状态，支撑臂位置固定，若液压泵柱塞缩回，则压缩液压泵筒内的液压介质，使其压力升高，高压的液压介质通过管路进入各回转关节上的液压缸筒，推动各液压缸柱塞顶紧止动销，由于液压缸柱塞顶在止动销上不能向前移动，高压的液压介质则推动液压缸筒克服弹簧组的推力向后移动，液压缸筒前端离开回转轴，回转轴就可以转动了，回转关节转变为可回转状态。液压泵柱塞再次伸出，各回转关节又恢复锁紧状态。可见这种闭式液压回路只要驱动液压泵柱塞的伸缩，就可以灵活控制多关节支撑臂的锁紧和松开。
本发明的有益效果在于：由于采用了构成简单，功率重量比大的闭式液压回路，控制支撑臂的锁紧和松开，使得支撑臂体积和重量都相对较小，但可以获得大的锁紧力，可靠承担较大回转扭矩，同时控制方便。采用这种支撑臂，可以明显提高医疗器械等灵巧型器械的性能。
附图说明
下面结合附图对本发明的结构作详细说明：
附图1是闭式液压回路控制的多关节支撑臂的三维外形图。
附图2是闭式液压回路控制的多关节支撑臂的液压原理图。
附图3是闭式液压回路控制的多关节支撑臂的转动关节剖面简图。
附图4是附图3中的p-p剖面图。
附图5是杆系串联连接的第二种方式示意图。
在附图中，1是回转关节、2是连接杆、3是机架、4是液压泵筒、5是液压泵柱塞、6是液压泵油口、7是液压缸筒、8是液压缸柱塞、9是液压缸油口、10是回转套、11是轴承、12是回转轴、13是止动销弹簧组、14是弹簧组、15是液压管。
具体实施方式
如附图所示，该闭式液压回路控制的多关节支撑臂，主要由液压泵、液压缸、回转关节、连接杆、弹簧构成。具体结构是若干回转关节1和连接杆2串联连接成杆系，回转关节1上装有液压缸筒7，液压泵筒4的油口6和各液压缸筒7的油口9用液压管15直接相连形成闭式回路。回转关节1由回转套10和回转轴12构成，回转套10和回转轴12分别是回转关节1的两个连接端，回转套10内部是两个正交的孔道，回转轴12用轴承11支撑在一个孔道中，在另一个孔道中装有液压缸筒7，该孔道外端有台阶，一个弹簧组14两端分别顶紧在液压缸筒7后端面和该孔道外端台阶上，液压缸筒7前端顶紧在回转轴12上，液压缸筒7前端有一个横孔，横孔中有两端固定在回转套10上的止动销13，液压缸的柱塞8由液压缸筒7前端伸出顶紧在止动销13上。液压缸筒7有一个油口9，该油口9伸出到回转套10外面。若干回转关节1和连接杆2，串联连接成杆系的方式是，第一个回转关节1的一个连接端与机架3固定连接，该回转关节1的另一个连接端与第一个连接杆2一端固定连接，第一个连接杆2另一端与第二个的回转关节1的一个连接端固定连接，第二个的回转关节1另一个连接端与第二个连接杆2一端固定连接，第二个连接杆2另一端与第三个回转关节1的一个连接端固定连接，以上述方式连接到杆系最后一个连接杆。杆系中某个回转关节1的一个连接端也可以直接与另一个回转关节1的一个连接端固定连接，附图5中第三个和第四个回转关节就是这种连接方式的示例。液压泵是柱塞泵，液压泵筒4中套装着液压泵柱塞5，液压泵筒4上有一个液压泵油口6。
以上所述仅为本发明的一种较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明思路和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含于本发明的保护范围之内。