一种可串联油路的摆动缸关节制造技术

本发明专利技术公开了一种可串联油路的摆动缸关节，摆动缸内部除了必要的驱动缸旋转的进/回油路(工作油路)外，还额外设计了两条独立的油路，可用于替代部分外置油管。对于多关节足式机器人而言，当阀块与某一转动关节较远，使得油管过长或不便于布置时，可以先将阀块油口与较近的摆动关节的独立油路串联，然后再将近端关节的独立油路与远端关节的工作油路连接。这样可以缩短部分外置油管、减轻质量，同时提高结构紧凑性，降低机器人腿部惯量，有利于提高控制性能。摆动缸还集成了编码器，无需额外设计编码器的安装结构。此外，本发明专利技术设计的摆动缸关节内部的结构能保证输出轴承载的稳定性，无需在输出轴外再安装轴承。无需在输出轴外再安装轴承。无需在输出轴外再安装轴承。

【技术实现步骤摘要】
一种可串联油路的摆动缸关节


[0001]本专利技术属于足式机器人领域，尤其涉及一种可串联油路的摆动缸关节结构。

技术介绍

[0002]作为旋转液压执行器的一种，叶片式摆动缸广泛应用于军事设备和工程设备，例如战机尾翼控制、舰船转向控制、液压足式机器人的驱动等。叶片式摆动缸主体部分由缸体、静叶片、动叶片、输出轴组成，静叶片与缸体固连，动叶片与输出轴固连，根据叶片数目的不同通常可分为单叶片式和双叶片式。叶片式摆动缸的工作原理是：密封系统、动叶片、静叶片和输出轴将缸体腔分成两部分，一腔通入高压油，另一腔通入低压油，在液压油压差的作用下使得动叶片连同输出轴旋转，并产生负载力矩。
[0003]而对于液压足式机器人来说，其驱动器主要有直线液压执行器(液压缸)和旋转液压执行器(摆动缸)两大类。采用液压缸驱动机器人关节通常需要通过连杆机构将直线运动转化为旋转运动，如果有较大的关节运动范围需求，那么将需要较大液压缸的行程，这直接增加了机器人关节复杂程度和体积，使得机器人关节空间的紧凑性降低。同时由于液压足式机器人关节多，伺服阀、传感器等元件集成复杂，关节处的走油通常靠较多的外置的管路连接，较长的油管和复杂的管路布置会增大机器人腿部质量和惯量并导致其难以准确估计，影响机器人的控制性能、降低运动的灵活性。

技术实现思路

[0004]为降低液压足式机器人关节空间复杂程度、减少油管长度、提高紧凑性、降低机器人腿部惯量，进而提出了一种可串联油路的摆动缸关节作为足式机器人的驱动关节。
[0005]本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：一种可串联油路的摆动缸关节，所述摆动缸关节的输出轴与一对双作用动叶片做成一体，缸体与一对双作用静叶片做成一体，所述输出轴外套缸体，双作用动叶片与双作用静叶片配合；所述输出轴上共有四条油路，其中两条为驱动摆动缸旋转的进出工作油路；另外两条为独立油路，用于替代外部油管的进油路和回油路；
[0006]所述输出轴的双作用动叶片上开设若干个油孔，其中一部分油孔与摆动缸工作油路的进油口相通，另外一部分油孔与摆动缸工作油路的回油口相通；
[0007]所述输出轴上开有一泄油孔与独立油路的回油路相通；所述输出轴左端面、左侧轴面和右侧轴面上均开有两油孔，分别与独立油路的进油路和回油路相通。
[0008]进一步地，所述输出轴从双作用动叶片左端依次套装前端盖、调整垫圈、一对圆锥滚子轴承和卡键，所述输出轴从双作用动叶片右端依次套装圆柱滚子轴承和后轴承端盖。
[0009]进一步地，所述一对圆锥滚子轴承之间安装弹性挡圈。
[0010]进一步地，所述后轴承端盖内部安装有唇形密封圈套装在输出轴上。
[0011]进一步地，所述缸体左端依次与缸体前端盖和连接法兰连接，所述缸体右端依次与缸体后端盖和后轴承端盖连接。
[0012]进一步地，所述连接法兰用于连接足式机器人的侧摆关节、髋关节和膝关节。
[0013]进一步地，所述缸体后端盖开有四个油孔，分别连通输出轴的四条油路；其中两个油孔为使摆动缸工作油路的缸体进回油口，另外两个油孔为摆动缸内部独立油路的进回油孔。
[0014]进一步地，所述连接法兰上开有两条油路，分别连通摆动缸内部两条独立油路的进油路和回油路。
[0015]进一步地，所述摆动缸关节还包括角度编码器，所述角度编码器安装在输出轴右端的后轴承端盖外侧。
[0016]进一步地，所述角度编码器通过定位元件安装在后轴承端盖外侧，所述定位元件与后轴承端盖之间安装有护环挡圈，定位元件上套有铝制护环。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]1.本专利技术采用叶片式摆动缸作为液压机器人关节驱动执行器，不需要像直线液压缸那样增加附加的连杆机构将直线运动变为旋转运动，采用摆动缸直接驱动旋转关节，使得关节空间更紧凑，质量更轻，降低了腿部的惯量，有利于提高控制性能；
[0019]2.本专利技术与传统摆动缸关节相比，在摆动缸内部设计了两条额外的独立油路，可与外部油管串联。当安装伺服阀的阀块与某一关节较远时，为避免油管过长以及安装空间有限的问题，可以先将阀块油口与近端关节的独立油路串联，然后再将近端关节独立油路与远端关节的工作油路相连，既减少了油管的长度，又进一步减少了关节复杂度和腿部的质量、惯量；
[0020]3.本专利技术在摆动缸上集成了角度编码器，无需额外设计编码器的安装结构；
[0021]4.本专利技术设计的摆动缸内部的结构能保证输出轴承载的稳定性，无需在输出轴外再安装轴承；
[0022]5.本专利技术设计的摆动缸结构紧凑，拆卸方便，能有效减少管路破损等故障造成的安全问题，使系统可靠性得到了提高。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0024]图2是本专利技术的主视图。
[0025]图3是本专利技术的主剖视图。
[0026]图4是本专利技术的摆动缸输出轴图。
[0027]图5是本专利技术的摆动缸缸体图。
[0028]图6是本专利技术的摆动缸输出轴内部油路图。
[0029]图7是本专利技术的摆动缸缸体后端盖及其内部油路图。
[0030]图8是本专利技术的摆动缸连接法兰及其内部油路图。
[0031]图9是传统无独立油路摆动缸关节的油路连接图。
[0032]图10是本专利技术的具有可串联油路的摆动缸关节油路连接图。
[0033]图中：挡板1、连接法兰2、缸体前端盖3、缸体4、缸体后端盖5、后轴承端盖6、铝制护环7、编码器8、定位元件9、铝制护环挡圈10、唇形密封圈11、圆柱滚子轴承12、输出轴13、卡键14、圆锥滚子轴承15、弹性挡圈16、调整垫圈17、前端盖18。
具体实施方式
[0034]具体实施方式一：结合图1～图5说明本实施方式。本实施方式所述一种可串联油路的摆动缸关节，包括挡板1、连接法兰2、缸体前端盖3、缸体4、缸体后端盖5、后轴承端盖6、输出轴13和前端盖18。其他辅件包括唇形密封圈11、圆柱滚子轴承12、卡键14、圆锥滚子轴承15、弹性挡圈16和调整垫圈17等。
[0035]所述输出轴13与一对双作用动叶片做成一体，所述缸体4与一对双作用静叶片做成一体，如图4、图5所示。所述输出轴13从双作用动叶片左端依次套装前端盖18、调整垫圈17、圆锥滚子轴承15和卡键14，所述圆锥滚子轴承15中间安装有挡圈16，所述输出轴13左端面与挡板1连接。所述输出轴13从双作用动叶片右端依次套装圆柱滚子轴承12、后轴承端盖6，所述后轴承端盖6内部有唇形密封圈11套装在输出轴13上。所述双作用叶片外套缸体4，所述缸体4左端依次与缸体前端盖3、连接法兰2连接，所述缸体4右端依次与缸体后端盖5、后轴承端盖6连接。
[0036]具体实施方式二：结合图6说明本实施方式。本实施方式所述一种可串联油路的摆动缸关节的输出轴13上有四条油路ch1，ch2，ch3，ch4。ch1和ch2两条油路为内部独立油路，分别为独立油路的进油路和回油路，ch3和ch4两条油路为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可串联油路的摆动缸关节，其特征在于，所述摆动缸关节的输出轴(13)与一对双作用动叶片做成一体，缸体(4)与一对双作用静叶片做成一体，所述输出轴(13)外套缸体(4)，双作用动叶片与双作用静叶片配合；所述输出轴(13)上共有四条油路，其中两条为驱动摆动缸旋转的进出工作油路；另外两条为独立油路，用于替代外部油管的进油路和回油路；所述输出轴(13)的双作用动叶片上开设若干个油孔，其中一部分油孔与摆动缸工作油路的进油口相通，另外一部分油孔与摆动缸工作油路的回油口相通；所述输出轴(13)上开有一泄油孔与独立油路的回油路相通；所述输出轴左端面、左侧轴面和右侧轴面上均开有两油孔，分别与独立油路的进油路和回油路相通。2.根据权利要求1所述的一种可串联油路的摆动缸关节，其特征在于，所述输出轴(13)从双作用动叶片左端依次套装前端盖(18)、调整垫圈(17)、一对圆锥滚子轴承(15)和卡键(14)，所述输出轴(13)从双作用动叶片右端依次套装圆柱滚子轴承(12)和后轴承端盖(6)。3.根据权利要求2所述的一种可串联油路的摆动缸关节，其特征在于，所述一对圆锥滚子轴承(15)之间安装弹性挡圈(16)。4.根据权利要求2所述的一种可串联油路的摆动缸关节，其特征在于，所述后轴承端盖(6)内部安装有唇形密封圈(11)套装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军辉，张堃，纵怀志，沈俊，岳艺明，徐兵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：