一种液压驱动机器人关节无级变速装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种液压驱动机器人关节无级变速装置，涉及变速装置技术领域，以连接于环形缸筒两端的左端盖和右端盖为支撑结构，分别转动安装作为输入端和输出端的偏心输入轴和输出轴，输入端的动力由带传动变速机构自主调控变速后传递至输出端。本实用新型专利技术右支架上的右太阳带轮和偏心输出轴上的左行星带轮均可在液压的驱动下沿轴向移动，以调节左太阳带轮与右太阳带轮之间以及左行星带轮与右行星带轮之间的轴向间距，从而改变一对太阳带轮和一对行星轮的有效工作半径，实现传动比的调节，即无级变速；本实用新型专利技术的输出轴轴向限位转动安装于右端盖上，有效避免输出轴的轴向浮动，使无级变速装置输出的动力更为平稳。使无级变速装置输出的动力更为平稳。使无级变速装置输出的动力更为平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种液压驱动机器人关节无级变速装置


[0001]本技术涉及变速装置
，具体涉及一种用于机器人关节的无级变速装置。

技术介绍

[0002]机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的整体，包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分。机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。机器人本体主要包含减速机、控制器、驱动电机三大关键零部件，它们也占据了机器人产业成本中很大的部分，共同决定了产品的性能、质量以及价格。
[0003]减速器作为机器人系统关键组成部分，对机器人系统的整体性能有着重要的影响。同时机器人用减速机在机器人的成本中占据较大比例。与通用减速器相比，机器人减速器要求具备结构紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳等特性。由于工作的特殊性，机器人关节的输出速度和扭矩需要频繁改变，当机器人关节采用电机搭载固定速比的减速器工作时，固定速比会导致关节工作远达不到电机的峰值效率或峰值功率，这种搭配方式难以发挥电机的最优性能。可变传动比减速器能够使电机工作在其峰值效率或峰值功率附近，但是由于其尺寸、重量和复杂的结构，一直未被应用于机器人产品。

技术实现思路

[0004]本技术正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种液压驱动机器人关节无级变速装置。
[0005]本技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种液压驱动机器人关节无级变速装置，左端盖和右端盖分别连接固定于环形缸筒左右两端，与所述环形缸筒之间形成空腔，左支架和右支架分别设于所述空腔内的左右两侧；所述无级变速装置以转动安装于所述左端盖上的偏心输入轴为输入端，以转动安装于所述右端盖上的输出轴为输出端，输入端的动力由带传动变速机构传递至输出端，所述带传动变速机构设于所述空腔内，包括位于所述左支架与所述右支架之间且分别与两者连接固定的左太阳带轮和右太阳带轮、同轴套装形成同步回转构件的左行星带轮与右行星带轮以及张紧于所述左太阳带轮、所述右太阳带轮、所述左行星带轮与右行星带轮之间用于传动的传动带；
[0006]所述左太阳带轮和所述右太阳带轮与所述输出轴同轴设置，所述左行星带轮和所述右行星带轮位于所述左太阳带轮和所述右太阳带轮之间，且偏心内置于所述左太阳带轮和所述右太阳带轮轴孔围设的径向区域中；所述左行星带轮通过同轴套装于偏心输入轴上，与所述偏心输入轴形成沿所述偏心输入轴轴向的滑动副以及绕所述偏心输入轴轴向的转动副，所述右行星带轮安装于所述偏心输入轴末端，与所述偏心输入轴形成绕所述偏心输入轴轴向的转动副，并与所述偏心输入轴轴向限位；
[0007]所述传动带呈环形体，其断面呈闭口端朝向圆心的V形结构，其轴线与所述偏心输
入轴及所述输出轴的轴线平行，所述左太阳带轮和所述左行星带轮与所述V形结构闭口端的左侧面压紧接触，所述右太阳带轮和所述右行星带轮与所述V形结构闭口端的右侧面压紧接触；所述右行星带轮的右端面安装有各传动轴承，输出盘的左端面对应所述传动轴承的数量和位置设置各圆柱腔，右端面与所述输出轴连接固定，各所述传动轴承分别对应伸入各所述圆柱腔；
[0008]所述左支架与所述左端盖连接固定，所述右支架与设于所述环形缸筒的液压腔内的活塞推杆连接，所述活塞推杆能够驱动所述右支架带动所述右太阳带轮沿轴向移动，实现所述左太阳带轮与所述右太阳带轮轴向间距的调节；所述左行星带轮能够由行星轮液压结构驱动，沿轴线平移，实现所述左行星带轮与所述右行星带轮轴向间距的调节。
[0009]进一步的，所述行星轮液压结构包括分别连接固定至所述左行星带轮左端和右端的左行星端盖和右行星端盖、套设固定于所述偏心输入轴上且位于所述左行星端盖和所述右行星端盖之间的分隔活塞以及设于所述偏心输入轴内的左进出油通道和右进出油通道；所述左行星端盖和所述右行星端盖套设于所述偏心输入轴上，与所述偏心输入轴形成轴向滑动副及绕轴向的转动副，所述左行星带轮、所述偏心输入轴、所述左行星端盖和所述右行星端盖之间形成密闭的行星液压腔，所述分隔活塞将所述行星液压腔分隔为互不连通的左半腔和右半腔，所述左进出油通道和所述右进出油通道分别与所述左半腔和所述右半腔连通；
[0010]所述左进出油通道向所述左半腔内进油且所述右进出油通道向所述右半腔外出油时，所述左行星端盖、所述右行星端盖和所述左行星带轮整体沿轴向向左滑动；所述左进出油通道向所述左半腔外出油且所述右进出油通道向所述右半腔内进油时，所述左行星端盖、所述右行星端盖和所述左行星带轮整体沿轴向向右滑动。
[0011]进一步的，还包括与所述左支架和所述左端盖连接固定的电机支架，所述偏心输入轴贯穿所述电机支架设置，所述电机支架内部分别对应所述左进出油通道和所述右进出油通道前端口的位置设有环形结构的左配油通道和右配油通道，所述左配油通道和所述右配油通道分别与贯穿所述电机支架侧壁设置的左配油孔和右配油孔连通，且在所述偏心输入轴转动过程中分别与所述左进出油通道和所述右进出油通道保持连通。
[0012]进一步的，所述环形缸筒的侧壁设有与其内的液压腔连通的左进出油口和右进出油口；所述左进出油口向所述液压腔内进油且所述右进出油口向所述液压腔外出油时所述活塞推杆驱动所述右支架带动所述右太阳带轮向右侧滑动，所述左进出油口向所述液压腔外出油且所述右进出油口向所述液压腔内进油时所述活塞推杆驱动所述右支架带动所述右太阳带轮向左侧滑动。
[0013]进一步的，所述左行星带轮与所述右行星带轮以及所述左太阳带轮与所述右太阳带轮相对侧的端面均呈楔形面状，分别压紧接触于所述传动带V型结构的闭口端两侧面和开口端两侧面，所述传动带闭口端末端呈水平端面结构。
[0014]进一步的，所述偏心输入轴和所述输出轴分别通过交叉滚子轴承转动安装于所述左端盖和所述右端盖上。
[0015]进一步的，所述传动带为由V型金属片通过金属线连接构成的金属V带。
[0016]进一步的，各所述传动轴承于所述右行星带轮的右端面上沿所述右行星带轮周向均布设置。
[0017]进一步的，驱动电机通过支撑架连接固定至所述电机支架上，其输出轴通过转接连接结构与所述偏心输入轴连接固定，以驱动所述偏心输入轴转动。
[0018]进一步的，所述右端盖与所述环形缸筒之间通过端盖密封圈密封，所述活塞推杆与所述液压腔内壁以及所述分隔活塞与所述行星液压腔内壁通过轴用密封圈和孔用密封圈密封。
[0019]本技术提供了一种液压驱动机器人关节无级变速装置，具有以下有益效果：
[0020]1、本技术右支架上的右太阳带轮和偏心输出轴上的左行星带轮均可在液压的驱动下沿轴向移动，以调节左太阳带轮与右太阳带轮之间以及左行星带轮与右行星带轮之间的轴向间距，从而改变一对太阳带轮和一对行星轮的有效工作半径，实现传动比的调节，即无级变速；
[0021]2、本技术利用带传动变速机构实现输入端向输出端的动力传递，其中左行星带轮和右行星带轮设于左太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压驱动机器人关节无级变速装置，左端盖(13)和右端盖(14)分别连接固定于环形缸筒(15)左右两端，与所述环形缸筒(15)之间形成空腔，左支架(11)和右支架(12)分别设于所述空腔内的左右两侧；所述无级变速装置以转动安装于所述左端盖(13)上的偏心输入轴(21)为输入端，以转动安装于所述右端盖(14)上的输出轴(22)为输出端，输入端的动力由带传动变速机构(3)传递至输出端，其特征在于：所述带传动变速机构(3)设于所述空腔内，包括位于所述左支架(11)与所述右支架(12)之间且分别与两者连接固定的左太阳带轮(31)和右太阳带轮(32)、同轴套装形成同步回转构件的左行星带轮(33)与右行星带轮(34)以及张紧于所述左太阳带轮(31)、所述右太阳带轮(32)、所述左行星带轮(33)与右行星带轮(34)之间用于传动的传动带(35)；所述左太阳带轮(31)和所述右太阳带轮(32)与所述输出轴(22)同轴设置，所述左行星带轮(33)和所述右行星带轮(34)位于所述左太阳带轮(31)和所述右太阳带轮(32)之间，且偏心内置于所述左太阳带轮(31)和所述右太阳带轮(32)轴孔围设的径向区域中；所述左行星带轮(33)通过同轴套装于偏心输入轴(21)上，与所述偏心输入轴(21)形成沿所述偏心输入轴(21)轴向的滑动副以及绕所述偏心输入轴(21)轴向的转动副，所述右行星带轮(34)安装于所述偏心输入轴(21)末端，与所述偏心输入轴(21)形成绕所述偏心输入轴(21)轴向的转动副，并与所述偏心输入轴(21)轴向限位；所述传动带(35)呈环形体，其断面呈闭口端朝向圆心的V形结构，其轴线与所述偏心输入轴(21)及所述输出轴(22)的轴线平行，所述左太阳带轮(31)和所述左行星带轮(33)与所述V形结构闭口端的左侧面压紧接触，所述右太阳带轮(32)和所述右行星带轮(34)与所述V形结构闭口端的右侧面压紧接触；所述右行星带轮(34)的右端面安装有各传动轴承(36)，输出盘(37)的左端面对应所述传动轴承(36)的数量和位置设置各圆柱腔，右端面与所述输出轴(22)连接固定，各所述传动轴承(36)分别对应伸入各所述圆柱腔；所述左支架(11)与所述左端盖(13)连接固定，所述右支架与设于所述环形缸筒(15)的液压腔内的活塞推杆(16)连接，所述活塞推杆(16)能够驱动所述右支架(12)带动所述右太阳带轮(32)沿轴向移动，实现所述左太阳带轮(31)与所述右太阳带轮(32)轴向间距的调节；所述左行星带轮(33)能够由行星轮液压结构(4)驱动，沿轴线平移，实现所述左行星带轮(33)与所述右行星带轮(34)轴向间距的调节。2.根据权利要求1所述的一种液压驱动机器人关节无级变速装置，其特征在于：所述行星轮液压结构(4)包括分别连接固定至所述左行星带轮(33)左端和右端的左行星端盖(41)和右行星端盖(42)、套设固定于所述偏心输入轴(21)上且位于所述左行星端盖(41)和所述右行星端盖(42)之间的分隔活塞(43)以及设于所述偏心输入轴(21)内的左进出油通道(44)和右进出油通道(45)；所述左行星端盖(41)和所述右行星端盖(42)套设于所述偏心输入轴(21)上，与所述偏心输入轴(21)形成轴向滑动副及绕轴向的转动副，所述左行星带轮(33)、所述偏心输入轴(21)、所述左行星端盖(41)和所述右行星端盖(42)之间形成密闭的行星液压腔(46)，所述分隔活塞(43)将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林森，刘志鹏，刘进福，叶晓东，龙杰，刘磊，吕志朋，梁兴灿，周爽，韩松，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：新型
国别省市：