一种液电混动七自由度机械臂制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体而言，本发明专利技术涉及一种液电混动七自由度机械臂。该液电混动七自由度机械臂设有七个转动自由度，包括基座端和自由端，所述基座端的三个转动自由度为液压控制，所述自由端的四个转动自由度为电动控制，相邻转动自由度的回转轴线垂直设置。本发明专利技术提供的液电混动七自由度机械臂有七个转动自由度，动作执行更为灵活，执行指令时动作幅度小，采用液压驱动与电力驱动相结合的方式，能够综合利用液压驱动与电机驱动的优点，结构简单、运行可靠性强、运行精度高，对轻量型机械臂的发展有着重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种液电混动七自由度机械臂
本专利技术属于机器人
，具体而言，本专利技术涉及一种液电混动七自由度机械臂。
技术介绍
在工业机器人领域中，随着对机器人的结构、性能、轻量化以及可靠性的要求不断增加，协作机器人逐渐占领市场。机械臂作为协作机器人的关键组成部分，所面对的要求也是不断提高。传统机械臂采用电流进行驱动控制，不仅结构复杂、承重能力小、可靠性低，还需要进行大量的接线工作，使得机器人整体较为繁琐。因此，对机械臂的简单化、轻量化、高负载、高精度的研究有着十分重要的意义。目前，国内对轻量型机械臂的研究经验不足，没有完善的制造加工工艺，生产的机械臂机构复杂，可靠性不高。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供了一种液电混动七自由度机械臂，其技术方案如下：一种液电混动七自由度机械臂，设有七个转动自由度，包括基座端和自由端，所述基座端的三个转动自由度为液压控制，所述自由端的四个转动自由度为电动控制，相邻转动自由度的回转轴线垂直设置。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述基座端包括依次相连的第一回转液压缸、第二回转液压缸、第三回转液压缸；所述第一回转液压缸的回转轴线与所述第二回转液压缸的回转轴线垂直，所述第二回转液压缸的回转轴线与所述第三回转液压缸的回转轴线垂直。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述自由端包括第一活动组件和第二活动组件；所述第一活动组件包括回转轴线相垂直的第一电机和第二电机；所述第二活动组件包括回转轴线相垂直的第三电机和第四电机；所述第二电机的回转轴线与所述第三电机的回转轴线垂直；所述第一活动组件和所述第二活动组件通过所述第二电机活动连接。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述第四电机均为搭载谐波减速器的一体式电机。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一回转液压缸与所述第二回转液压缸通过第一支架实现可转动的连接，所述第一支架的一端连接在所述第一回转液压缸的缸体上，另一端连接在所述第二回转液压缸的转轴上；所述第二回转液压缸与所述第三回转液压缸通过第二支架实现可转动的连接，所述第二支架的一端连接在所述第二回转液压缸的缸体上，另一端连接在所述第三回转液压缸的转轴上。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一支架包括第一套接端和支耳端；所述第一套接端呈筒状，装套在所述第一回转液压缸的缸体侧壁上；所述支耳端与所述第一套接端的一端相连，所述支耳端包括两个呈对称设置的支耳，所述第一回转液压缸的回转轴线在两个所述支耳的对称面上，两个所述支耳分别与所述第二回转液压缸的转轴两端相连。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述支耳与所述第一套接端在交界处镂空设置。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一套接端与所述第一回转液压缸过盈配合。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第二支架包括第二套接端、连接臂和连接端；所述第二套接端呈筒状，装套在所述第二回转液压缸的缸体侧壁上；所述连接臂的一端与所述第二套接端的外壁相连、另一端与所述连接端相连；所述连接臂为两个，两个所述连接臂的对称面垂直于所述第二套接端的轴线方向；所述连接端为圆盘状，与所述第三回转液压缸的转轴相连，所述连接端的轴线与所述第三回转液压缸的回转轴线重合，且位于两个所述连接臂的对称面上。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：两个所述连接臂的对称面与所述第二回转液压缸在垂直于轴线方向的对称面重合。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第二套接端设有镂空孔，所述第二套接端的两端设有波浪纹。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第二套接端与所述第二回转液压缸过盈配合。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第二支架在所述第二套接端与所述连接臂交界处设有加强肋。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述连接臂在垂直于所述连接端轴线方向上的截面为圆弧面。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一电机与所述第三回转液压缸通过第一L型板相连；所述第一电机与所述第二电机通过第二L型板相连；所述第二电机与所述第三电机通过第三L型板相连；所述第三电机与所述第四电机通过第四L型板相连。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一L型板的一端与所述第三回转液压缸的缸体相连、另一端与所述第一电机的转轴相连；所述第二L型板的一端与所述第一电机的机体相连、另一端与所述第二电机的机体相连；所述第三L型板的一端与所述第二电机的转轴相连、另一端与所述第三电机的转轴相连；所述第四L型板的一端与所述第三电机的机体相连、另一端与所述第四电机的机体相连。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第二电机的回转轴线与所述第四电机的回转轴线位于同一平面内、所述第二电机的回转轴线与所述第三回转液压缸的回转轴线位于同一平面内。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：所述第一电机和所述第二电机共用一个第一驱动器；所述第三电机和所述第四电机共用一个第二驱动器；所述第一驱动器安装在所述第二电机上，所述第二驱动器安装在所述第四电机上；所述第一驱动器、所述第二驱动器均采用串口通讯的方式与外界交互。如上所述的液电混动七自由度机械臂，进一步优选为：还包括上位机和液压控制装置；所述液压控制装置包括液压泵、动力源和管路，所述动力源与所述液压泵相连，所述液压泵通过所述管路分别与所述第一回转液压缸、所述第二回转液压缸、所述第三回转液压缸相连；所述上位机分别与所述第一驱动器、所述第二驱动器、所述动力源相连。分析可知，与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果在于：1、本专利技术的液电混动七自由度机械臂有七个转动自由度，相邻转动自由度的回转轴线垂直设置，仿生人的手臂，在执行指令时能够减小动作幅度，且与人的手臂相比有更多的活动空间，动作更为灵活。与基座相连的基座端的三个转动自由度为液压控制，具有动力强、载重大的特点，能够解决前三轴承受较重负载的难题；后四轴采用电力驱动，方便、简单，能够充分发挥电动关节高精度、低重量的特点。本专利技术采用液压驱动与电力驱动相结合的方式，结构简单、运行可靠性强、运行精度高。2、本专利技术的第一回转液压缸的回转轴线和第三回转液压缸的回转轴线、以及第二回转液压缸在垂直于轴线方向的对称面始终处于一个平面内，能够使得第一回转液压缸径向受力更加均衡和第二回转液压缸轴向受力更加均衡。第二电机的回转轴线与第四电机的回转轴线位于同一平面内、第二电机的回转轴线与第三回转液压缸的回转轴线位于同一平面内，从而能够使得第二电机、第四电机、第三回转液压缸、第一回转液压缸中相邻的两个回转轴线均能位于一个平面内，进而使得本专利技术的动作更为精准。3、本专利技术的第一电机和第二电机共用一个第一驱动器，第三电机和第四电机共用一个第二驱动器。第一驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液电混动七自由度机械臂，设有七个转动自由度，包括基座端和自由端，其特征在于：/n所述基座端的三个转动自由度为液压控制，所述自由端的四个转动自由度为电动控制，相邻转动自由度的回转轴线垂直设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种液电混动七自由度机械臂，设有七个转动自由度，包括基座端和自由端，其特征在于：
所述基座端的三个转动自由度为液压控制，所述自由端的四个转动自由度为电动控制，相邻转动自由度的回转轴线垂直设置。


2.根据权利要求1所述的液电混动七自由度机械臂，其特征在于：
所述基座端包括依次相连的第一回转液压缸、第二回转液压缸、第三回转液压缸；
所述第一回转液压缸的回转轴线与所述第二回转液压缸的回转轴线垂直，所述第二回转液压缸的回转轴线与所述第三回转液压缸的回转轴线垂直。


3.根据权利要求2所述的液电混动七自由度机械臂，其特征在于：
所述自由端包括第一活动组件和第二活动组件；
所述第一活动组件包括回转轴线相垂直的第一电机和第二电机；所述第二活动组件包括回转轴线相垂直的第三电机和第四电机；所述第二电机的回转轴线与所述第三电机的回转轴线垂直；所述第一活动组件和所述第二活动组件通过所述第二电机活动连接；
优选地，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述第四电机均为搭载谐波减速器的一体式电机。


4.根据权利要求2所述的液电混动七自由度机械臂，其特征在于：
所述第一回转液压缸与所述第二回转液压缸通过第一支架实现可转动的连接，所述第一支架的一端连接在所述第一回转液压缸的缸体上，另一端连接在所述第二回转液压缸的转轴上；
所述第二回转液压缸与所述第三回转液压缸通过第二支架实现可转动的连接，所述第二支架的一端连接在所述第二回转液压缸的缸体上，另一端连接在所述第三回转液压缸的转轴上。


5.根据权利要求4所述的液电混动七自由度机械臂，其特征在于：
所述第一支架包括第一套接端和支耳端；
所述第一套接端呈筒状，装套在所述第一回转液压缸的缸体侧壁上；
所述支耳端与所述第一套接端的一端相连，所述支耳端包括两个呈对称设置的支耳，所述第一回转液压缸的回转轴线在两个所述支耳的对称面上，两个所述支耳分别与所述第二回转液压缸的转轴两端相连；
优选地，所述支耳与所述第一套接端在交界处镂空设置；
所述第一套接端与所述第一回转液压缸过盈配合。


6.根据权利要求4所述的液电混动七自由度机械臂，其特征在于：
所述第二支架包括第二套接端、连接臂和连接端；
所述第二套接端呈筒状，装套在所述第二回转液压缸的缸体侧壁上；
所述连接臂的一端与所述第二套接端的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫军，谢天，蔡松涛，马朝阳，王子荣，何春来，杨小峰，
申请(专利权)人：上海微电机研究所中国电子科技集团公司第二十一研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31