专利名称：双螺旋式自动增力机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型自动增力机构，属机构学中一种新型的基本机构。
国内外现有增力机构尚不多，仅在假肢中见到。假肢中采用增力机构的有两例，虽能达到利用小电机产生大握力，但都存在缺点。在德国Otto Bock公司的假手为例(如图1、图2所示)，其增力传动机构由两套行星轮系1，2、两套超越离合器3，4和一套切换装置5组合而成。当假手手指未捏住东西时，输出轴6上无载荷，此时离合器3合上，4打开，运动由第一套行星轮系1直接经由超越离合器3传至输出轴6带动手指快速运动。当手指捏住东西后，输出轴上有载荷，使切换装置5并拢，离合器3打开，离合器4合上，于是运动由第二套行星轮系2经由电超越离合器4传至输出轴6，由于此时传动比增大，故手指指端捏紧力也增大，实现了增力的目的。该装置由于结构复杂，零件多而小，因此制造困难，个别零件易磨损，需经常修理，更换零件，故使用极不方便。
本发明的目的是克服已有增力机构缺点，用大小螺旋组成一种新型增力机构，结构大大简化，经模型试验证明，与其他增力机构相比，增力效果好，性能可靠稳定，不但制造容易，无易损件，且可广泛应用于其他需增力场合，如机械手，机器人步行机构等。
本发明的内容是双螺旋式增力机构由大螺旋套、小螺旋杆、螺母、拉簧及切换装置组成。切换装置包括拨盘、压簧、调节螺钉及滚珠。大螺旋套、小螺旋杆和螺母三者同心安装。大螺旋套和小螺旋杆端部由切换装置相连接。小螺旋杆端部有方榫与拨盘内方孔相固接，拨盘圆周有通孔，滚珠和压簧安装在孔内。调节螺钉置于拨盘端部。当执行机构未负载前，电机通过小螺旋杆经切换装置直接带动大螺旋套，使螺母及执行机构快速趋近。当执行机构接触工作对象而受力后，大螺旋套不能运动，切换装置自动切换，使小螺旋杆相对大螺旋套作慢速微动。利用大小螺旋导程的不同，使执行机构随着快至慢速的变换而达到作用力从小至大的增力效果。拉簧一端固定在螺母上，另一端固定在机构的支架上，其目的是给螺母施加一预紧力，以保证反向运动时小螺旋杆先动，使切换装置复原。
图1、图2是已有技术。
图3是本发明实施例的侧视图。
图4是本发明实施例的正视图。
下面结合附图详细介绍本发明的一个实施例。
图3、图4中7是调节螺钉，8是压簧，9是滚珠，10是螺母，11是直流电机，12是齿轮箱，13是销轴，14是连接杆，15是大螺旋套，16是小螺旋杆，17是拨盘，18是压板，19是螺栓，20是拉簧，21是支架，22是手指。大螺旋套15具有大导程，在螺母10内部和有小导程的小螺旋杆16三者同心安装，大螺旋套和小螺旋杆端部由切换装置相连接。切换装置包括拨盘17，压簧8，调节螺钉7和滚珠9。小螺旋杆16端部有方榫与拨盘17内方孔相固接。拨盘圆周有通孔，孔口收缩，使滚珠不致掉出。孔内安置有滚珠9和压簧8。调节螺钉7经压簧8将滚珠9压向大螺旋套15端部的V形凹坑，调节螺钉7控制压簧压紧力，组成切换装置。螺母10上安有销轴13通过连接杆14带动假肢手指运动。未负载前切换装置滚珠嵌入凹坑，此时电机11通过齿轮传动12带动小螺旋杆16，由方榫连接拨盘17及滚珠9再经凹坑直接带动大螺旋套15，于是螺母10，连接杆14及手指作快速趋近。当手指接触物体后，螺母10及大螺旋套15不能运动，电机继续带动小螺旋杆16及拨盘17，滚珠被迫脱开凹坑，切换装置自动切换，于是小螺旋杆相对大螺旋套克服系统刚度作慢速微动，直至电机闷车，手指实现增力，增力倍数与大小螺旋导程有关。大螺旋套小螺旋杆设计成自锁的，手指夹紧后不会自动松脱。拉簧20的一端固定在螺母上，另一端固定在机构的支架上，其作用是向螺母10施加一向下的预紧力以保证电机反转时小螺旋杆先动作。当电机反转，小螺旋杆优先复位，滚珠再次落入凹坑，小螺旋杆通过滚珠直接带动大螺旋套反转，手指快速张开。
本发明结构简单，零件数少，加工方便，因而成本低。按本发明原理制成的如图3、图4所示的假手实施例，通过各种试验，效果优良，证明本发明具有下列技术优点1.增力效果好，可增大十倍以上;
2.无易损件，不需经常维修，工作可靠，寿命长;
3.可以实现任意位置的增力，即可以夹持不同尺寸的物体;
4.可作为一种基本机构，广泛应用于需增力的场合，如机械手、机器人步行机构、假肢等等。
权利要求
1.一种双螺旋式自动增力机构，其特征在于增力机构由大螺旋套、小螺杆、螺母、拉簧及切换装置组成，所述的切换装置包括拨盘、压簧、调节螺钉及滚珠；所述的大螺旋套、小螺旋杆和螺母三者同心安装，大螺旋套和小螺旋杆端部由切换装置相连接；小螺旋杆端部有方榫与拨盘内方孔相固接，拨盘圆周有通孔，所述的滚珠和压簧安置在孔内，所述的调节螺钉置于拨盘端部，所述的拉簧一端固定在所述的螺母上，另一端固定于机构的支架上。
全文摘要
本发明涉及新型自动增力机构，属机构学中一种新型的基本机构。自动增力机构的核心部分是大螺旋套、小螺旋杆及螺母。大螺旋套和小螺旋杆端部由切换装置相连接。未负载前切换装置闭合，电机经小螺旋杆直接带动大螺旋套、螺母及执行机构作快速趋近，负载后大螺旋套停转，切换装置脱开，小螺旋杆相对大螺旋套慢速微动，执行机构增力。此自动增力机构特点是增力效果好，结构简单，制造方便，工作可靠，寿命长。可广泛用于各种需要增力的场合。
文档编号F16H37/00GK1060518SQ9111103
公开日1992年4月22日 申请日期1991年11月28日 优先权日1991年11月28日
发明者黄靖远, 黄亭亭, 杨晓延, 马贵龙, 于德潜, 王兴信, 张 浩, 李平林, 郭幼云, 堵广智 申请人:清华大学