一种液压关节及由其构成的机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种液压关节，包括油缸，可滑动套设于所述油缸内的第一中空活塞和第二中空活塞，以及与所述第一中空活塞和第二中空活塞连接且安装于所述油缸内的转动机构；所述转动机构包括固定套设于所述第一中空活塞的第一螺母套和第二螺母套，与所述第一螺母套和第二螺母套螺纹传动连接的螺杆，套设于油缸两端内的轴承，以及套设于轴承上且固定安装于所述螺杆两端的旋转座；所述第一螺母套和第二螺母套的螺纹旋向相反，形成双活塞驱动结构。还提供了一种由底座、机械臂和液压关节构成的机器人。本实用新型专利技术的液压关节支承机械臂，支承轴对机械臂形成简支梁，具有两端运动输出、输出力矩大、传动效率高和控制精度高等特点。

Hydraulic joint and robot composed of the same

The utility model discloses a hydraulic joint, comprising a cylinder, the first hollow piston and second piston sliding sleeve is arranged in the hollow cylinder, a rotating mechanism and with the first and second hollow hollow piston piston is connected and installed in the cylinder; the rotary mechanism comprises a fixed sleeve arranged on the first the first set of hollow piston nut and the second nut sleeve, screw nut sleeve is connected with the first and second sets of nut screw drive, bearing arranged in both ends of the cylinder, and the bearing is sleeved and fixedly mounted to the two end of the screw rotating seat; the first nut sleeve and second screw nut sleeve to the contrary, the formation of double piston driving structure. The invention also provides a robot which is composed of a base, a mechanical arm and a hydraulic joint. The utility model relates to a hydraulic joint supporting mechanical arm, which has the advantages of simple structure, simple structure, high output efficiency, high control precision, etc..

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业机器人
，涉及一种工业机器人液压关节及由其构成的机器人，尤其是指一种工业机器人液压转动关节或摆动关节及由其构成的机器人。
技术介绍
随着机器人技术的不断发展，机器人在机械装备、汽车制造、等行业领域被广泛应用。目前，工业机器人的各个运动关节，普遍采用控制精度高的伺服电机带动RV减速机或谐波减速机，对机器臂实施驱动的结构，这种结构形式占据工业机器人将近的四分之一以上的成本，硬件投入资金高，技术难度大，对于控制精度要求不高且动作简单的自动化装置，这种结构形式的机器人投入成本过于昂贵，显得大材小用，造成不必要的浪费。针对这个问题，有采用直线液压缸驱动曲柄滑块摆动机构，以驱动机械臂动作的结构被设计出来，由于结构采用液压伺服驱动，同样能制造实现性能良好的工业机器人，而且对比伺服电机带动RV减速机或谐波减速机驱动机器臂动作的结构，具有结构更加简单、输出负载能力强和功率比大的优点。但是目前液压驱动机器人是采用摆动液压缸作为其关节提供旋转运动，结构复杂，精度较低，制造成本高，关节部件的整体性不好。并且由于采用独立一端输出动力，使得液压缸的直线运动转化为旋转运动的过程存在传动效率低和传动力输出小而导致输出的旋转运动的加速度小的问题。
技术实现思路
本技术的目的之一在于解决现有液压驱动机器人是采用独立一端输出动力，使得液压缸的直线运动转化为旋转运动的过程存在传动效率低和传动力输出小而导致输出的旋转运动的加速度小的问题，提供一种两端运动输出、输出力矩大和传动效率高，同时关节中的滚动轴承即支承旋转轴又支承机械臂的液压关节。本技术的目的之二在于提供一种液压关节构成的机器人，采用该液压关节的机器人传动效率和控制精度高，消除了机器人液压关节结构复杂，精度较低，制造成本高的缺陷。本技术的目的之一可采用以下技术方案来达到：一种液压关节，包括油缸，可滑动套设于所述油缸内的第一中空活塞和第二中空活塞，用于限制第一中空活塞和第二中空活塞转动的限位机构，以及与所述第一中空活塞和第二中空活塞连接且安装于所述油缸内的转动机构；所述转动机构包括固定套设于所述第一中空活塞的第一螺母套和第二螺母套，与所述第一螺母套和第二螺母套螺纹传动连接的螺杆，套设于油缸两端内的轴承，以及套设于轴承上且固定安装于所述螺杆两端的旋转座；所述第一螺母套和第二螺母套的螺纹旋向相反，形成双活塞驱动结构；进一步地，所述第一中空活塞和第二中空活塞沿油缸的中心轴线的方向将油缸内部分隔为第一油腔、第二油腔和第三油腔，所述第一油腔、第二油腔和第三油腔的壁上开有第一油孔、第二油孔和第三油孔；当第一油腔和第三油腔进油时，所述第二油腔出油，且所述第一中空活塞和第二中空活塞相向滑动而同时通过第一螺母套和第二螺母套驱动螺杆正向转动；当第二油腔进油时，所述第一油腔和第三油腔进油，且所述第一中空活塞和第二中空活塞背向滑动而同时通过第一螺母套和第二螺母套驱动螺杆反向转动。进一步地，所述第一中空活塞和第二中空活塞的两侧设有第二轴肩和第三轴肩，所述第一中空活塞和第二中空活塞的第二轴肩与油缸的内壁分别形成第一油腔和第三油腔，所述第一中空活塞和第二中空活塞的第三轴肩与油缸的内壁形成第二油腔；所述第一中空活塞和第二中空活塞通过密封件与所述油缸密封连接。过一步地，所述限位机构包括销轴、弹性件和带有外螺纹的盖体，所述第一中空活塞和第二中空活塞上开有凹槽，所述油缸上开有与所述凹槽位置相对应的螺纹孔；所述盖体中心开有槽孔，所述销轴的一端可滑动套设于所述槽孔内，另一端伸入所述凹槽内；所述盖体螺纹安装于所述螺纹孔内，且所述弹性件安装于所述销轴和盖体之间。作为一种优选的方案，所述旋转座的内侧面上套设有锁紧套，所述锁紧套设有第一轴肩，所述第一轴肩顶压轴承的内圈，所述锁紧套通过连接件与所述旋转座固定连接，且所述锁紧套与旋转座之间具有间隙。作为一种优选的方案，所述螺杆的端面开有螺纹孔，且通过连接键与所述锁紧套连接；所述旋转座的中心开有通孔，所述螺杆伸入所述通孔内，且通过连接件与所述旋转座连接，所述螺杆的端面与旋转座内端面之间具有间隙。作为一种优选的方案，所述第二中空活塞的一端可滑动套设于所述第一中空活塞内，且通过密封件与所述第一中空活塞密封连接。进一步地，所述油缸的两端面上可拆卸安装有挡盖，所述油缸的两端设有第四轴肩，所述轴承的外圈一侧面顶压所述第四轴肩，另一侧面顶压挡盖。作为一种优选的方案，所述螺杆通过滚珠与所述第一螺母套和第二螺母套螺纹传动连接。进一步地，所述第一油孔、第二油孔和第三油孔上设有用于外接油管的接头。本技术的目的之二可采用以下技术方案来达到：一种机器人，所述的液压关节，以及底座和机械臂，所述底座与所述油缸固定连接，所述机械臂固定连接于所述旋转座形成简支梁承载结构，所述机械臂相对于底座摆动。实施本技术，具有如下有益效果：1、本技术通过第一中空活塞和第二中空活塞，以及对第一中空活塞和第二中空活塞上的第二轴肩和第三轴肩的设计，使得油缸内部被分隔为第一油腔、第二油腔和第三油腔，巧妙地通过控制三个油腔之间的液压油流动方向，对螺杆进行双重驱动，使螺杆同时受到两扭力的作用而使得旋转的反应更加快速，提高了转动输出的传动力和传动效率，保持工作的稳定可靠性。2、本技术在工作时，由于第一螺母套和第二螺母套的螺纹旋向相反，第一中空活塞和第二中空活塞在油缸内相向或背向滑动并分别带动第一螺母套和第二螺母套做相向或背向的直线运动，实现同时驱动与第一螺母套和第二螺母套螺纹传动连接的螺杆进行旋转，从而带动与螺杆固定连接的旋转座进行转动。在第一中空活塞和第二中空活塞的双重驱动下，压液力转化为扭力转动输出的传动力和传动效率得到大大的提高，使得旋转运动的加速度增大，防止出现旋转座转动延时的情况，从而提高了旋转运动控制的精度和工作稳定性。3、在工作时，销轴在弹性件的弹力作用下伸入凹槽内，防止第一中空活塞和第二中空活塞转动而导致出现螺杆转动角度不准确的情况。由于弹性件的可变形量大的特性，在第一中空活塞和第二中空活塞滑动的过程中，第一中空活塞和第二中空活塞可通过销轴压缩弹性件，使销轴向上滑动，从而减小销轴与第一中空活塞和第二中空活塞的摩擦力，从而保证工作的流畅和稳定进行。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术液压关节的第一结构示意图；图2是本技术液压关节的第二结构示意图；图3是沿图1的A-A方向的剖视图；图4是本技术液压关节的装配图；图5是本技术机器人的底座和机械臂结构示意图；图6是本技术机器人沿液压关节的中心轴线的剖视图；图7是本技术机器人的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压关节，其特征在于：包括油缸，可滑动套设于所述油缸内的第一中空活塞和第二中空活塞，用于限制第一中空活塞和第二中空活塞转动的限位机构，以及与所述第一中空活塞和第二中空活塞连接且安装于所述油缸内的转动机构；所述转动机构包括固定套设于所述第一中空活塞的第一螺母套和第二螺母套，与所述第一螺母套和第二螺母套螺纹传动连接的螺杆，套设于油缸两端内的轴承，以及套设于轴承上且固定安装于所述螺杆两端的旋转座；所述第一螺母套和第二螺母套的螺纹旋向相反，形成双活塞驱动结构；所述第一中空活塞和第二中空活塞沿油缸的中心轴线的方向将油缸内部分隔为第一油腔、第二油腔和第三油腔，所述第一油腔、第二油腔和第三油腔的壁上开有第一油孔、第二油孔和第三油孔；当第一油腔和第三油腔进油时，所述第二油腔出油，且所述第一中空活塞和第二中空活塞相向滑动而同时通过第一螺母套和第二螺母套驱动螺杆正向转动；当第二油腔进油时，所述第一油腔和第三油腔进油，且所述第一中空活塞和第二中空活塞背向滑动而同时通过第一螺母套和第二螺母套驱动螺杆反向转动。

【技术特征摘要】
1.一种液压关节，其特征在于：包括油缸，可滑动套设于所述油缸内的第一中空活塞和第二中空活塞，用于限制第一中空活塞和第二中空活塞转动的限位机构，以及与所述第一中空活塞和第二中空活塞连接且安装于所述油缸内的转动机构；所述转动机构包括固定套设于所述第一中空活塞的第一螺母套和第二螺母套，与所述第一螺母套和第二螺母套螺纹传动连接的螺杆，套设于油缸两端内的轴承，以及套设于轴承上且固定安装于所述螺杆两端的旋转座；所述第一螺母套和第二螺母套的螺纹旋向相反，形成双活塞驱动结构；所述第一中空活塞和第二中空活塞沿油缸的中心轴线的方向将油缸内部分隔为第一油腔、第二油腔和第三油腔，所述第一油腔、第二油腔和第三油腔的壁上开有第一油孔、第二油孔和第三油孔；当第一油腔和第三油腔进油时，所述第二油腔出油，且所述第一中空活塞和第二中空活塞相向滑动而同时通过第一螺母套和第二螺母套驱动螺杆正向转动；当第二油腔进油时，所述第一油腔和第三油腔进油，且所述第一中空活塞和第二中空活塞背向滑动而同时通过第一螺母套和第二螺母套驱动螺杆反向转动。2.根据权利要求1所述的一种液压关节，其特征在于：所述第一中空活塞和第二中空活塞的两侧设有第二轴肩和第三轴肩，所述第一中空活塞和第二中空活塞的第二轴肩与油缸的内壁分别形成第一油腔和第三油腔，所述第一中空活塞和第二中空活塞的第三轴肩与油缸的内壁形成第二油腔；所述第一中空活塞和第二中空活塞通过密封件与所述油缸密封连接。3.根据权利要求1所述的一种液压关节，其特征在于：所述限位机构包括销轴、弹性件和带有外螺纹的盖体，所述第一中空活塞和第二中空活塞上开有凹槽，所述油缸上开有...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓君裕，李锻能，王冲，赵靖，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44