一种快插式锁定机构的制作方法

本申请属于动力机械零件领域，特别涉及一种快插式锁定机构。

背景技术：

在机器人应用领域，机器人的动作通常以机械臂为载体，在所述机械臂上装配动力器械来实现动作。例如，骨科手术机器人使用摆锯进行切割操作，动力摆锯固定安装于骨科手术机器人的机械臂上，形成整体的动力装置，使用所述动力装置对目标物进行切割动作，可以通过锯片的高频摆动利用锯片上的锯齿对目标物进行切割。

由于机械臂与动力器械的使用寿命等性能各不相同，因此，可能需要经常从机械臂上更换动力器械，例如，在上述实例中，由机械臂与动力摆锯组成的动力装置完成对目标物的切割操作，然而动力摆锯中快装动力刀具的使用寿命与机械臂相差甚远，所以快装动力刀具需要具备可更换条件。

现有技术常采用螺纹连接或螺钉连接将快装动力刀具固定安装于动力摆锯上，更换快装动力刀具时需借助专用工具进行拆解替换，非常繁琐和不便。

现有技术也存在分体快速插接件，但是由于摆锯振动频率高，经常造成连接处的快速磨损以致传动失效。

技术实现要素：

为解决高频动力器件与机械臂等机构之间易磨损失效，并且，螺纹连接等传统连接方式拆解繁琐不便的问题，本申请提供一种快插式锁定机构，所述锁定机构包括接头，与所述接头配合使用的定位套，安装于所述定位套外部的旋柄，所述接头装配于所述定位套中后，能够被旋柄进行轴向以及径向锁定，从而实现高频动力器件与机械臂的快接，并且，该连接机构的连接处不易磨损。

本申请的目的在于提供一种快插式锁定机构，所述锁定机构包括接头1，与所述接头1配合使用的定位套2和套装于所述定位套2外部的旋柄3，其中，所述接头1包括连接基座11，在所述连接基座11一侧设置有螺纹管12，在所述连接基座11的另一侧设置有连接管13，在所述连接管13上沿其母线方向开设有导向槽14，在所述导向槽14的槽壁上开设有至少一个轴向锁紧槽15；所述定位套2包括锁紧部21和对外连接部22，其中，所述锁紧部21为圆筒形，其内径与所述连接管13的外径相匹配，在所述锁紧部21上开设有与所述导向槽14匹配的定位销141，在所述锁紧部21上还开设有与所述轴向锁紧槽15匹配的u型槽151；在所述旋柄3上设置有与所述轴向锁紧槽15匹配的锁止销152，所述旋柄3与所述定位套2之间设置有弹性复位件4。

在一种可实现的方式中，所述导向槽14由中部至自由端其宽度逐渐增大。

进一步地，在所述导向槽14的槽壁与所述连接管13的自由端端面之间开设有斜台16，所述斜台16的高度不小于轴向锁紧槽15槽底的深度，以便于引导定位销141进入导向槽14。

在一种可实现的方式中，所述连接管13未开设有轴向锁紧槽15的侧壁上开设有多个连续的导向斜面17，由导向槽14槽壁至所述连接管13的自由端面，多个连续所述导向斜面17的斜率依次增大。

在一种可实现的方式中，所述连接管13关于中心轴中心对称。

在一种可实现的方式中，在所述连接基座11上开设有至少一个加强锁孔18，所述加强锁孔18与所述连接管13相邻。

相应地，在所述定位套2上设置有与所述加强锁孔18匹配的加强锁19。

在一种可实现的方式中，所述锁紧部21的外径沿轴向由自由端向根部减小，在所述定位销141与所述u型槽151形成台阶，所述锁紧部21的较小外径与所述旋柄3上装配的弹性复位件4的内径匹配。

在一种可实现的方式中，在所述旋柄3的外壁上开设有防滑槽31，以增加操作的便捷性。

与现有技术相比，本申请提供的快插式锁定机构采用定位销进行轴向与径向的双向锁紧，并且在待连接部件的端面上设置双重锁紧件，使得待连接部件连接得充分且稳定，通过旋松旋柄即可实现快速插拔，无需使用专业工具，省时省力，连接稳定可靠，并且连接部位不易磨损。

附图说明

图1示出本申请提供锁定机构的结构示意图；

图2示出一种接头的结构示意图；

图3示出一种定位套2的结构示意图；

图4示出一种旋柄的结构示意图。

附图标记说明

1-接头，11-连接基座，12-螺纹管，13-连接管，14-导向槽，141-定位销，15-轴向锁紧槽，151-u型槽，152-锁止销，16-斜台，17-导向斜面，18-加强锁孔，19-加强锁，2-定位套，21-锁紧部，22-对外连接部，3-旋柄，31-防滑槽，4-弹性复位件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致方法的例子。

下面通过具体的实施例对本申请提供的一种快插式锁定机构进行详细阐述。

图1示出本申请提供锁定机构的结构示意图，如图1所示，所述锁定机构包括接头1，与所述接头1配合使用的定位套2和套装于所述定位套2外部的旋柄3。

本申请提供的快插式锁定机构用于连接两个待连接件，其中，接头1固定安装于一个待连接件上，定位套2与所述旋柄3组合使用，安装于另一个待连接件上，通过接头1在所述定位套2中的快插快拔实现两个待连接件的快速装卸。

图2示出一种接头的结构示意图，如图2所示，所述接头1包括连接基座11，在所述连接基座11一侧设置有螺纹管12，用于与一个待连接件固定连接，螺纹连接稳定性强，从而保证锁定机构在锁定后对两个待连接件连接的稳定性。

如图2所示，在所述连接基座11的另一侧设置有连接管13，在所述连接管13上沿其母线方向开设有导向槽14，在一种可实现的方式中，所述导向槽14的槽底为圆弧形，以避免槽底应力集中，从而延长导向槽14的使用寿命。

进一步地，在所述导向槽14的槽壁上开设有至少一个轴向锁紧槽15，所述轴向锁紧槽15与所述导向槽14垂直。

如图2所示，在本实例中，所述导向槽14由中部至自由端其宽度逐渐增大，使得所述导向槽14形成喇叭形。

具体地，在所述导向槽14的槽壁与所述连接管13的自由端端面之间开设有至少一个斜台16，所述斜台16的高度不小于轴向锁紧槽15槽底的深度，即，所述连接管13自由端端面的上边界低于所述轴向锁紧槽15的槽底。

在本实例中，用于轴向锁紧的锁止销152在自然状态下位于低于轴向锁紧凹槽槽底的位置，使得接头1与定位套2连接后锁止销152卡在所述轴向锁紧槽15内，实现对所述接头1的轴向锁紧。

在本实例中，使所述连接管13自由端端面的上边界低于所述轴向锁紧槽15的槽底，以便于引导定位销141进入导向槽14。

如图2所示，在本实例中，所述导向槽14将所述连接管13分隔成“上、下”两个部分，所述连接管13的中空腔将导向槽14上半部分以及下半部分分别分隔成“左、右”两个部分，其中，轴向锁紧槽15开设于导向槽14“左下”槽壁上。可以理解的是，本申请中所述“上”、“下”、“左”、“右”并不表示方位，而是为便于表述而设定的一种表述方式。

在本实例中，所述连接管13未开设有轴向锁紧槽15的侧壁上开设有多个连续的导向斜面17，如图2所示，在右下侧壁上开设有多个连接的导向斜面，由导向槽14槽壁至所述连接管13的自由端面，多个连续所述导向斜面17的斜率依次增大，以便于接头1与定位套2连接过程中，定位销快速准确地进入导向槽14中。

在本实例中，所述连接管13关于中心轴中心对称，即，所述连接管13左下部的结构与右上部的结构相同，左上部的结构与右下部的结构相同，使得所述接头1增加一个可用工位。

在本实例中，如图2所示，在所述连接基座11上开设有至少一个加强锁孔18，所述加强锁孔18与所述连接管13相邻。本申请对所述加强锁孔18的形状不作特别限定，可以使用现有技术中任意一种形状，例如可以为圆形，也可以腰形，也可以为u型，相应地，加强销为与之匹配的形状。

图3示出一种定位套2的结构示意图，如图3所示，所述定位套2包括锁紧部21和对外连接部22。

在本实例中，所述对外连接部22用于与另一待连接件固定连接，从而实现两个待连接的对接。

在本实例中，所述定位套2与所述接头1采用间隙配合，以便于所述定位套2与所述接头1同心定位。

如图3所示，所述锁紧部21为圆筒形，其内径与所述连接管13的外径相匹配，在所述锁紧部21上开设有与所述导向槽14匹配的定位销141，可选地，所述定位销141与定位套2过盈配合，并可通过激光焊接连为一体。

进一步地，在所述锁紧部21上还开设有与所述轴向锁紧槽15匹配的u型槽151，以便于轴向锁止销快速穿过所述u型槽151插入所述轴向锁紧槽15中。

相应地，在所述定位套2上设置有与所述加强锁孔18匹配的加强锁19，所述加强锁的形状与所述加强锁孔18的形状匹配。

如图3所示，所述锁紧部21的外径可沿轴向由自由端向根部减小，在所述定位销141与所述u型槽151形成台阶，所述锁紧部21的较小外径与所述旋柄3上装配的弹性复位件4等配件的内径匹配。

图4示出一种旋柄的结构示意图，如图4所示，在所述旋柄3上设置有与所述轴向锁紧槽15匹配的锁止销152，可选地，所述锁止销152与旋柄3过盈配合，并可通过激光焊接连为一体。

在本实例中，所述旋柄3与所述定位套2之间设置有弹性复位件4，所述弹性复位件4可以为扭簧，通过弹性复位件可以使锁止销在定位套的u型槽口内沿着圆周方向滑动，并最终紧压于所述轴向锁紧槽15中。

在本实例中，在所述旋柄3的外壁上开设有防滑槽31，以增加操作的便捷性。

与传统方案相比，本申请提供的锁定机构便于两待连接件的快速连接尤其对于手术机器人，特别是骨科手术机器人中快装动力刀具与驱动马达的快速装配、拆卸，避免借助专业装卸工具的繁琐，在应用中无需专业人员、专用工具的介入，即可满足快换的应用需求；利用扭簧、接头斜面与锁止销滑动装配的快插结构，并且，加强锁能够解决传动平稳性的问题，使得连接机构平稳可靠、减少振动和噪声，旋柄外表面设计有防滑槽，便于手持转动，符合人机工程。

以下以图1至图4所示锁定机构说明本申请提供锁定机构的使用方法：

所述定位套2中两个定位销沿着接头1的两个导向槽14进行快插操作，其中，定位销与导向槽为间隙配合，完成快插后两个导向槽14与定位销141可以实现径向锁紧，此为第一重锁；进行快插操作过程中，锁止销152接触到接头1的斜面后，沿着斜面轴向滑动，直至轴向锁紧槽15内，实现轴向锁紧固定功能，此为轴向锁紧；定位套2的前端设置加强锁19，相应地，接头1与定位套2接触的端面上有两个加强锁孔18，加强锁与加强锁孔间隙配合，快插完成后实现径向锁紧，此为第二重锁；需要拆卸时，需手动旋转旋柄，使锁止销152在定位套2的u型槽151内滑动，至锁止销152与定位销141在圆周同一相位后，可顺利实现接头1与定位套2的拆分。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。