[发明专利]一键锁紧被动式七自由度机械臂

权利要求书

1.一种一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征在于包括：电磁座(1)、下球副(2)、下挺杆机构(3)、一键锁紧机构(4)、上挺杆机构(5)、上球副(6)及末端夹持机构(7)；连接方式为：电磁座(1)由磁力固定于手术台侧，下球副(2)与电磁座固定(1)形成底座，下挺杆机构(3)和上挺杆机构(5)分别与一键锁紧机构(4)中的两个圆锥凸轮接触，这两圆锥凸轮为一个整体；上挺杆机构(5)与上球副(6)中钢球连接，该钢球末端连接末端夹持机构(7)。

2.根据权利要求1所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是，所述一键锁紧机构(4)包括：旋钮(16)、圆锥凸轮(17)、大外筒盖(18)及小外筒盖(19)；连接方式为：圆锥凸轮(17)是两个圆锥凸轮组成的一个整体，这两个圆锥凸轮分别放入大外筒盖(18)、小外筒盖(19)中，接口部分套上轴套；圆锥凸轮(17)前端中心与旋钮(16)固接为一体，前端外部攻有螺纹，与对应轴套螺纹咬合，将旋钮(16)及圆锥凸轮(17)旋转运动转化成直线运动；大外筒盖(18)和小外筒盖(19)在锁紧时会相互靠拢接触，产生摩擦力矩，锁紧中间旋转副。

3.根据权利要求2所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是，所述大外筒盖(18)、小外筒盖(19)均为U形半圆柱外筒，大、小外筒盖连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是，所述圆锥凸轮(17)放入由大外筒盖(18)、小外筒盖(19)组成的半圆柱槽中，各连接处均通过轴套连接配合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是：所述下挺杆机构(3)包括：弹簧(12)、轴套(13)、下挺杆(14)、第一外筒(15)；连接方式为：弹簧(12)套在下挺杆(14)外接近下球副(2)一端，弹簧(12)一端顶住下挺杆(14)轴肩另一端顶住下球副罩(11)圆台面，两个轴套(13)挤压入第一外筒(15)上下两端中并分别套入下挺杆(14)的上下台肩，第一外筒(15)与球副罩(11)通过盈配合和短螺柱固连。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是：所述上挺杆机构(5)包括：轴套(20)、第二外筒(21)、上挺杆(22)、弹簧(23)；连接方式为：弹簧(23)套在挺杆(22)外接近上球副(6)一端，弹簧(23)一端顶住上挺杆(22)轴肩，另一端顶住下球副罩(24)圆台面，两个轴套(20)挤压入第二外筒(21)上下两端中并分别套入上挺杆(22)的上下台肩，第二外筒(21)与球副罩(24)通过盈配合和短螺柱固连。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是：所述下球副(2)包括：球副底座(8)、下球副盖(9)、钢球(10)、下球副罩(11)；连接方式为：球副底座(8)通过螺纹分别连接钢球(10)和电磁座(1)，钢球(10)分别套入下球副盖(9)和下球副罩(11)的球形凹槽中，下球副盖(9)与下球副罩(11)通过沉头螺钉连接在一起。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是：所述上球副(6)包括：上球副罩(24)、上球副盖(25)、钢球(26)、小轴套(27)、双头螺柱(28)；连接方式为：钢球(26)分别套入上球副罩(24)和上球副盖(25)中的球形中孔中，上球副罩(24)和上球副盖(25)通过沉头螺钉连接，双头螺柱(28)穿过小轴套(27)拧入钢球(26)中，另一端连接末端夹持机构(7)。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一键锁紧被动式七自由度机械臂，其特征是：所述末端夹持机构(7)包括：松螺栓(32)、左夹片(31)、右夹片(29)、压缩弹簧(30)；连接方式为：右夹片(29)前端圆柱攻有螺纹，通过螺纹连接于上球副(6)钢球上，左夹片(31)、右夹片(29)通过咬合松螺栓(32)相互联接，左右夹片上均开有凹槽及凹槽中的小凸台用于卡入压缩弹簧(30)，在自然条件下夹片前端夹持部分为张紧状态，双头螺柱(28)穿过上球副的轴套(27)与钢球(26)连接紧固在一起。