专利名称：分体式虎克铰的制作方法
技术领域：
本发明属于机器人及精密机械领域，具体涉及一种虎克铰。
背景技术：
虎克铰可用于传递两相交轴间的动力和运动，在传动过程中，两轴之间夹角可以变动。现有的虎克铰一般是通过一个十字轴及两个垂直的铰链座组成，加工特别困难，工艺性差；这种结构不能完全消除转动过程中的间隙，无法实现高精度传动，所以无法应用于一些高精度系统中；同时，这种结构往往含有较多的零部件，结构复杂，从而使结构尺寸比较大、质量重、成本高，无法应用于一些对结构尺寸或负载有限制的场合。
发明内容
为解决现有技术中所存在的工艺性差、传动精度低以及结构尺寸较大、质量重、成本高的问题，本发明提供了一种分体式虎克铰，它通过两个相对的锥面接触实现传动并消除间隙，可有效保证传动的平稳性，实现了无间隙，高精度，低成本，小型化，高负载二维转动传动。本发明的技术方案是这样实现的它包括上叉形铰链座1和下叉形铰链座2，它还包括顶尖块3、一号上顶针4′、二号上顶针4″、一号下顶针5′和二号下顶针5″，顶尖块3的两对相对的外表面上分别开设有一号锥形顶尖孔6′、二号锥形顶尖孔6″、三号锥形顶尖孔7′和四号锥形顶尖孔7″，其中一号锥形顶尖孔6′与二号锥形顶尖孔6″的小径端相对且中心线重合，三号锥形顶尖孔7′与四号锥形顶尖孔7″的小径端相对且中心线重合；一号上顶针4′和二号上顶针4″分别与上叉形铰链座1的叉形体的侧壁螺纹连接且一号上顶针4′和二号上顶针4″的锥形头部分别置于一号锥形顶尖孔6′和二号锥形顶尖孔6″内，一号下顶针5′和二号下顶针5″分别与下叉形铰链座2的叉形体的侧壁螺纹连接且一号下顶针5′和二号下顶针5″的锥形头部分别置于三号锥形顶尖孔7′和四号锥形顶尖孔7″内。本发明所述的分体式虎克铰由两个相对安装的顶针与顶尖块3所形成的传动副组成，使得上叉形铰链座1相对于下叉形铰链座2沿两个独立的轴进行旋转，实现二维相对转动；安装时由顶针向内夹紧顶尖块3，实现了定位和传动双重功能，并可通过两个相对的锥面接触消除转动副里的径向和轴向间隙，实现无间隙精密两自由度关节传动。
本发明具有结构简单紧凑，无间隙，外形小，成本低，负载能力强，传动精度高的优点，通过四个独立的成一定几何关系的接触锥面进行传动，在局部上用多件简单零部件实现了单个复杂零件的功能，零件加工方便，缩小了外形尺寸，同时由于改变了结构和装配顺序，使得系统的装配调整也非常方便，可用于高精度两自由度转动传动，比如可应用于机器人及精密机械精密传动。在实际应用时，将上铰链座或下铰链座与机构的一个部件相连接，将另一个铰链座与第二个部件相连接，两个部件在动力装置的驱动下即可发生两个自由度的相对旋转。
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视图。
具体实施例方式
具体实施方式
一(参见图1-图3)本实施方式由上叉形铰链座1、下叉形铰链座2、顶尖块3、一号上顶针4′、二号上顶针4″、一号下顶针5′和二号下顶针5″组成，顶尖块3的两对相对的外表面上分别开设有一号锥形顶尖孔6′、二号锥形顶尖孔6″、三号锥形顶尖孔7′和四号锥形顶尖孔7″，其中一号锥形顶尖孔6′与二号锥形顶尖孔6″的小径端相对且中心线重合，三号锥形顶尖孔7′与四号锥形顶尖孔7″的小径端相对且中心线重合；所述一号锥形顶尖孔6′和二号锥形顶尖孔6″的中心线与三号锥形顶尖孔7′和四号锥形顶尖孔7″的中心线相交且相互垂直；一号上顶针4′和二号上顶针4″分别与上叉形铰链座1的叉形体的侧壁螺纹连接且一号上顶针4′和二号上顶针4″的锥形头部分别置于一号锥形顶尖孔6′和二号锥形顶尖孔6″内，一号下顶针5′和二号下顶针5″分别与下叉形铰链座2的叉形体的侧壁螺纹连接且一号下顶针5′和二号下顶针5″的锥形头部分别置于三号锥形顶尖孔7′和四号锥形顶尖孔7″内。
具体实施方式
二(参见图1-图3)本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于它还包括顶针的紧固装置，该装置由四个锁紧螺母8组成，四个锁紧螺母8分别与上叉形铰链座1和下叉形铰链座2外侧的一号上顶针4′、二号上顶针4″、一号下顶针5′和二号下顶针5″螺纹连接。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。在装配调试的过程中，通过四个顶针和上叉形铰链座1和下叉形铰链座2之间的螺纹可调节顶针与顶针块的预紧力，预紧力调节完成后，用锁紧螺母8锁紧顶针与顶针块的相对位置，以进一步保证工作的可靠性，实现无间隙精密两自由度关节传动。
具体实施方式
三(参见图2-图3)本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于顶针的紧固装置由四个锁紧螺钉9组成，四个锁紧螺钉9分别与上、下叉形铰链座的叉形体的两侧壁上开设的径向螺纹通孔螺纹连接，四个锁紧螺钉9的内端分别与四个顶针相接触。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。本实施方式通过锁紧螺钉9紧定顶针，以适应结构尺寸受限制的场合。
本发明在实际应用时，可根据实际负载的大小调整顶针的直径和锥角，以及顶针块的外形尺寸、锥孔深度等参数，使其符合不同的使用要求。
权利要求
1.分体式虎克铰，它包括上叉形铰链座(1)和下叉形铰链座(2)，其特征在于它还包括顶尖块(3)、一号上顶针(4′)、二号上顶针(4″)、一号下顶针(5′)和二号下顶针(5″)，顶尖块(3)的两对相对的外表面上分别开设有一号锥形顶尖孔(6′)、二号锥形顶尖孔(6″)、三号锥形顶尖孔(7′)和四号锥形顶尖孔(7″)，其中一号锥形顶尖孔(6′)与二号锥形顶尖孔(6″)的小径端相对且中心线重合，三号锥形顶尖孔(7′)与四号锥形顶尖孔(7″)的小径端相对且中心线重合；一号上顶针(4′)和二号上顶针(4″)分别与上叉形铰链座(1)的叉形体的侧壁螺纹连接且一号上顶针(4′)和二号上顶针(4″)的锥形头部分别置于一号锥形顶尖孔(6′)和二号锥形顶尖孔(6″)内，一号下顶针(5′)和二号下顶针(5″)分别与下叉形铰链座(2)的叉形体的侧壁螺纹连接且一号下顶针(5′)和二号下顶针(5″)的锥形头部分别置于三号锥形顶尖孔(7′)和四号锥形顶尖孔(7″)内。
2.根据权利要求1所述的分体式虎克铰，其特征在于所述一号锥形顶尖孔(6′)和二号锥形顶尖孔(6″)的中心线与三号锥形顶尖孔(7′)和四号锥形顶尖孔(7″)的中心线相交且相互垂直。
3.根据权利要求1或2所述的分体式虎克铰，其特征在于它还包括顶针的紧固装置，该装置由四个锁紧螺母(8)组成，四个锁紧螺母(8)分别与上叉形铰链座(1)和下叉形铰链座(2)外侧的一号上顶针(4′)、二号上顶针(4″)、一号下顶针(5′)和二号下顶针(5″)螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的分体式虎克铰，其特征在于所述顶针的紧固装置由四个锁紧螺钉(9)组成，四个锁紧螺钉(9)分别与上、下叉形铰链座的叉形体的两侧壁上开设的径向螺纹通孔螺纹连接，四个锁紧螺钉(9)的内端分别与四个顶针相接触。
全文摘要
分体式虎克铰，它涉及一种虎克铰，为解决现有技术中所存在的工艺性差、传动精度低以及结构尺寸较大、质量重、成本高的问题。本发明提供了一种分体式虎克铰，它包括上叉形铰链座(1)和下叉形铰链座(2)，它还包括顶尖块(3)和四个顶针，顶尖块(3)的两对相对的外表面上分别开设有锥形顶尖孔且每两个锥形顶尖孔的小径端相对且中心线重合；四个顶针分别与上、下叉形铰链座的叉形体的侧壁螺纹连接且其锥形头部分别置于顶尖块(3)的锥形顶尖孔内。本发明具有结构简单紧凑，无间隙，外形小，成本低，负载能力强，传动精度高的优点。本发明由四个顶针与顶尖块(3)所形成两个传动副组成，使得上叉形铰链座(1)相对于下叉形铰链座(2)沿两个独立的轴进行旋转，实现二维相对转动。
文档编号F16D3/26GK1869464SQ20061001020
公开日2006年11月29日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者刘彦武, 孙立宁, 曲东升, 李长峰, 闵继江, 杨志龙, 于传文 申请人:哈尔滨工业大学