一種液壓關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓關(guān)節(jié)，包括中空法蘭，可滑動(dòng)套設(shè)于所述中空法蘭內(nèi)的中空活塞桿，以及與所述中空活塞桿連接且安裝于所述中空法蘭內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定套設(shè)于所述中空活塞桿的螺母套，與所述螺母套螺紋傳動(dòng)連接的螺桿，套設(shè)于中空活塞套內(nèi)的軸承，以及套設(shè)于軸承上且固定安裝于所述螺桿一端的安裝套。本發(fā)明在工作時(shí)，中空活塞桿在中空法蘭內(nèi)滑動(dòng)帶動(dòng)螺母套直線運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)與螺母套螺紋配合連接的螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與螺桿固定連接的安裝套進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將直線運(yùn)動(dòng)輸入轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出的功能，中空活塞桿的運(yùn)動(dòng)距離與所述安裝套的旋轉(zhuǎn)角度成正比線性關(guān)系，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便和穩(wěn)定性高的有益效果。
【專利說(shuō)明】
一種液壓關(guān)節(jié)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種工業(yè)機(jī)器人液壓關(guān)節(jié)，尤其是指一種工業(yè)機(jī)器人液壓轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)或擺動(dòng)關(guān)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人在機(jī)械裝備、汽車(chē)制造、等行業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前，工業(yè)機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，普遍采用控制精度高的伺服電機(jī)帶動(dòng)RV減速機(jī)或諧波減速機(jī)，對(duì)機(jī)器臂實(shí)施驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式占據(jù)工業(yè)機(jī)器人將近的四分之一以上的成本，硬件投入資金高，技術(shù)難度大，對(duì)于控制精度要求不高且動(dòng)作簡(jiǎn)單的自動(dòng)化裝置，這種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)器人投入成本過(guò)于昂貴，顯得大材小用，造成不必要的浪費(fèi)。
[0003]針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，有采用直線液壓缸驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂動(dòng)作的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)出來(lái)，由于結(jié)構(gòu)采用液壓伺服驅(qū)動(dòng)，同樣能制造實(shí)現(xiàn)性能良好的工業(yè)機(jī)器人，而且對(duì)比伺服電機(jī)帶動(dòng)RV減速機(jī)或諧波減速機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器臂動(dòng)作的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、輸出負(fù)載能力強(qiáng)和功率比大的優(yōu)點(diǎn)。但是這種結(jié)構(gòu)卻又存在控制輸入量與輸出量為非線性關(guān)系，輸出控制難度大，工作穩(wěn)定性差，使用不方便的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有直線液壓缸驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊擺動(dòng)機(jī)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂動(dòng)作的結(jié)構(gòu)，存在控制輸入量與輸出量為非線性關(guān)系而導(dǎo)致輸出控制難度大、工作穩(wěn)定性差和使用不方便的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便和穩(wěn)定性高的液壓關(guān)節(jié)。
[0005]本發(fā)明的目的可采用以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到:
[0006]—種液壓關(guān)節(jié)，包括中空法蘭，可滑動(dòng)套設(shè)于所述中空法蘭內(nèi)的中空活塞桿，以及與所述中空活塞桿連接且安裝于所述中空法蘭內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定套設(shè)于所述中空活塞桿的螺母套，與所述螺母套螺紋傳動(dòng)連接的螺桿，套設(shè)于中空活塞套內(nèi)的軸承，以及套設(shè)于軸承上且固定安裝于所述螺桿一端的安裝套。
[0007]進(jìn)一步地，所述安裝套包括旋轉(zhuǎn)套和輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)套的一端設(shè)有第一軸肩，所述旋轉(zhuǎn)套套設(shè)于所述軸承內(nèi)圈上，且所述第一軸肩頂壓所述軸承的一側(cè)面;所述旋轉(zhuǎn)套的另一端通過(guò)連接件與所述輸出軸固定連接，且所述輸出軸頂壓所述軸承的另一側(cè)面，所述旋轉(zhuǎn)套與所述螺桿固定連接。
[0008]作為一種優(yōu)選的方案，所述中空活塞桿的外圓周中部設(shè)有第二軸肩，位于所述第二軸肩的兩側(cè)的中空法蘭中開(kāi)有進(jìn)油口和出油口，所述第二軸肩與所述中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，且所述中空活塞桿的兩端與所述中空法蘭密封連接，分別形成進(jìn)油腔和出油腔。
[0009]作為一種優(yōu)選的方案，所述中空活塞桿的外圓周上開(kāi)有滑槽，所述中空法蘭的內(nèi)壁上設(shè)有與所述滑槽位置相對(duì)應(yīng)的凸塊，所述凸塊可滑動(dòng)套設(shè)于所述滑槽內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步地，所述中空活塞桿的一端通過(guò)密封圈與所述中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，中空活塞桿的另一端通過(guò)密封蓋與所述中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，所述密封蓋通過(guò)密封圈與所述中空活塞桿和中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，所述密封蓋通過(guò)連接件固定安裝于所述中空法蘭上。
[0011 ]作為一種優(yōu)選的方案，所述軸承設(shè)為兩個(gè)，兩個(gè)所述軸承相互頂壓，形成雙軸承連接結(jié)構(gòu)。
[0012]作為一種優(yōu)選的方案，所述螺桿通過(guò)滾珠與所述螺母套螺紋傳動(dòng)連接。
[0013]作為一種優(yōu)選的方案，所述旋轉(zhuǎn)套通過(guò)連接鍵與所述螺桿連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述進(jìn)油口和出油口上設(shè)有用于外接油管的接頭。
[0015]作為一種優(yōu)選的方案，所述中空法蘭包括第一缸筒和第二缸筒，所述中空活塞桿套設(shè)于所述第二缸筒中，所述軸承套設(shè)于所述第一缸筒內(nèi)。
[0016]實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果:
[0017]1、本發(fā)明在工作時(shí)，中空活塞桿在中空法蘭內(nèi)滑動(dòng)帶動(dòng)螺母套直線運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)與螺母套螺紋配合連接的螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與螺桿固定連接的安裝套進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將直線運(yùn)動(dòng)輸入轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出的功能，由于中空活塞桿的運(yùn)動(dòng)距離與所述安裝套的旋轉(zhuǎn)角度成正比線性關(guān)系，解決了現(xiàn)有直線液壓缸驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊擺動(dòng)機(jī)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂動(dòng)作的結(jié)構(gòu)存在控制輸入量與輸出量為非線性關(guān)系而導(dǎo)致輸出控制難度大、工作穩(wěn)定性差和使用不方便的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
[0018]2、本發(fā)明的凸塊在圓周方向起到約束中空活塞在滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的作用，保證中空活塞桿的運(yùn)動(dòng)距離與所述安裝套的旋轉(zhuǎn)角度成正比線性關(guān)系，防止出現(xiàn)輸出控制難度大和工作穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明液壓關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1沿A-A方向的剖視圖；
[0022]圖3是本發(fā)明液壓關(guān)節(jié)的立體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]實(shí)施例
[0025]參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)施例涉及液壓關(guān)節(jié)，包括中空法蘭I，可滑動(dòng)套設(shè)于所述中空法蘭I內(nèi)的中空活塞桿2，以及與所述中空活塞桿2連接且安裝于所述中空法蘭I內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定套設(shè)于所述中空活塞桿2的螺母套31，與所述螺母套31螺紋傳動(dòng)連接的螺桿32，套設(shè)于中空活塞套內(nèi)的軸承33，以及套設(shè)于軸承33上且固定安裝于所述螺桿32—端的安裝套34。所述軸承為角接觸球軸承。在工作時(shí)，中空活塞桿2在中空法蘭I內(nèi)滑動(dòng)并帶動(dòng)螺母套31做直線運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)與螺母套31螺紋配合連接的螺桿32進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與螺桿32固定連接的安裝套34進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將直線運(yùn)動(dòng)輸入轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出的功能，由于中空活塞桿2的運(yùn)動(dòng)距離與所述安裝套34的旋轉(zhuǎn)角度成正比線性關(guān)系，解決了現(xiàn)有直線液壓缸驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊擺動(dòng)機(jī)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂動(dòng)作的結(jié)構(gòu)存在控制輸入量與輸出量為非線性關(guān)系而導(dǎo)致輸出控制難度大、工作穩(wěn)定性差和使用不方便的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便和穩(wěn)定性尚的特點(diǎn)。
[0026]軸承33采用角接觸球軸承，以承受中空活塞桿的軸向載荷以及承受機(jī)械臂帶來(lái)的工作載荷，載荷量大，提高了工作的穩(wěn)定性和安全性。
[0027]如圖2所示，所述安裝套34包括旋轉(zhuǎn)套341和輸出軸342，所述旋轉(zhuǎn)套341的一端設(shè)有第一軸肩343，所述旋轉(zhuǎn)套341套設(shè)于所述軸承33內(nèi)圈上，且所述第一軸肩343頂壓所述軸承33的一側(cè)面;所述旋轉(zhuǎn)套341的另一端通過(guò)連接件與所述輸出軸342固定連接，且所述輸出軸342頂壓所述軸承33的另一側(cè)面，所述旋轉(zhuǎn)套341與所述螺桿32固定連接。旋轉(zhuǎn)套341和輸出軸342通過(guò)螺紋連接件相對(duì)連接并頂壓于軸承33內(nèi)圈的兩個(gè)側(cè)面，從而使得旋轉(zhuǎn)套341和輸出軸342被固定安裝于軸承33的內(nèi)圈上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可快速地實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)套341和輸出軸342的安裝和拆卸。
[0028]所述中空活塞桿2的外圓周中部設(shè)有第二軸肩21，位于所述第二軸肩21的兩側(cè)的中空法蘭I中開(kāi)有進(jìn)油口 11和出油口 12，所述第二軸肩21與所述中空法蘭I的內(nèi)壁密封連接，且所述中空活塞桿2的兩端與所述中空法蘭I密封連接，分別形成進(jìn)油腔13和出油腔14。所述進(jìn)油口 11和出油口 12上設(shè)有用于外接油管的接頭4。通過(guò)進(jìn)油口 11往進(jìn)油腔13輸入液壓油，第二軸肩21在液壓油的壓力推動(dòng)下驅(qū)動(dòng)中空活塞桿2進(jìn)行滑動(dòng)，而出油腔14內(nèi)的液壓油通過(guò)出油口 12向外排出；而當(dāng)需要反向驅(qū)動(dòng)中空活塞桿2滑動(dòng)時(shí)，往出油腔14內(nèi)輸入液油，則第二軸肩21在液壓油的壓力推動(dòng)下驅(qū)動(dòng)中空活塞桿2進(jìn)行反向滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制液壓驅(qū)動(dòng)活塞桿進(jìn)行滑動(dòng)的功能。
[0029]所述中空活塞桿2的外圓周上開(kāi)有滑槽22，所述中空法蘭I的內(nèi)壁上設(shè)有與所述滑槽22位置相對(duì)應(yīng)的凸塊15，所述凸塊15可滑動(dòng)套設(shè)于所述滑槽22內(nèi)。該凸塊15在圓周方向起到約束中空活塞在滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的作用，保證中空活塞桿2的運(yùn)動(dòng)距離與所述安裝套34的旋轉(zhuǎn)角度成正比線性關(guān)系，防止出現(xiàn)輸出量控制難度大和工作穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0030]所述中空活塞桿2的一端通過(guò)密封圈與所述中空法蘭I的內(nèi)壁密封連接，中空活塞桿2的另一端通過(guò)密封蓋5與所述中空法蘭I的內(nèi)壁密封連接，所述密封蓋5通過(guò)密封圈與所述中空活塞桿2和中空法蘭I的內(nèi)壁密封連接，所述密封蓋5通過(guò)連接件固定安裝于所述中空法蘭I上。在密封圈的密封作用下，可防止進(jìn)油腔13和出油腔14出現(xiàn)漏油的情況，進(jìn)而保證液壓力的穩(wěn)定性，保證液壓驅(qū)動(dòng)安全可靠運(yùn)行。
[0031]由于在旋轉(zhuǎn)套341驅(qū)動(dòng)螺桿32旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，螺桿32受到極在的軸向壓力并作用于軸承33的內(nèi)圈上，為了提高軸承33內(nèi)圈的軸向載荷，防止軸承33因承受過(guò)大的軸向力而損壞，所述軸承33設(shè)為兩個(gè)，兩個(gè)所述軸承33相互頂壓，形成雙軸承33連接結(jié)構(gòu)。
[0032]所述旋轉(zhuǎn)套341開(kāi)有通孔，所述螺桿32的一端設(shè)有外螺紋且穿過(guò)通孔，所述螺桿32通過(guò)螺母6固定連接于所述旋轉(zhuǎn)套341上，方便了旋轉(zhuǎn)套341與螺桿32的連接，提高安裝的效率。
[0033]所述螺桿32通過(guò)滾珠與所述螺母套31螺紋傳動(dòng)連接，減小了螺桿32與螺母套31之間的摩擦阻力，并且具有運(yùn)動(dòng)精度和傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)。
[0034]所述旋轉(zhuǎn)套341通過(guò)連接鍵7與所述螺桿32連接。在螺桿32旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿32通過(guò)連接鍵7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)套341進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035]所述中空法蘭I包括第一缸筒16和第二缸筒17，所述中空活塞桿2套設(shè)于所述第二缸筒17中，所述軸承33套設(shè)于所述第一缸筒16內(nèi)。在安裝時(shí)可先將中空活塞桿2、螺母套31和螺桿32安裝于第二缸筒17上，然后再將軸承33、旋轉(zhuǎn)套341和輸出軸342安裝于第一缸筒16上，最后將第一缸筒16安裝于第二缸筒17上，并將螺桿32的一端與所述旋轉(zhuǎn)套341固定連接在一起，方便了該液壓關(guān)節(jié)的裝配和拆卸，提高了裝配的效率。
[0036]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:包括中空法蘭，可滑動(dòng)套設(shè)于所述中空法蘭內(nèi)的中空活塞桿，以及與所述中空活塞桿連接且安裝于所述中空法蘭內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定套設(shè)于所述中空活塞桿的螺母套，與所述螺母套螺紋傳動(dòng)連接的螺桿，套設(shè)于中空活塞套內(nèi)的軸承，以及套設(shè)于軸承上且固定安裝于所述螺桿一端的安裝套。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述安裝套包括旋轉(zhuǎn)套和輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)套的一端設(shè)有第一軸肩，所述旋轉(zhuǎn)套套設(shè)于所述軸承內(nèi)圈上，且所述第一軸肩頂壓所述軸承的一側(cè)面;所述旋轉(zhuǎn)套的另一端通過(guò)連接件與所述輸出軸固定連接，且所述輸出軸頂壓所述軸承的另一側(cè)面，所述旋轉(zhuǎn)套與所述螺桿固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述中空活塞桿的外圓周中部設(shè)有第二軸肩，位于所述第二軸肩的兩側(cè)的中空法蘭中開(kāi)有進(jìn)油口和出油口，所述第二軸肩與所述中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，且所述中空活塞桿的兩端與所述中空法蘭密封連接，分別形成進(jìn)油腔和出油腔。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述中空活塞桿的外圓周上開(kāi)有滑槽，所述中空法蘭的內(nèi)壁上設(shè)有與所述滑槽位置相對(duì)應(yīng)的凸塊，所述凸塊可滑動(dòng)套設(shè)于所述滑槽內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述中空活塞桿的一端通過(guò)密封圈與所述中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，中空活塞桿的另一端通過(guò)密封蓋與所述中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，所述密封蓋通過(guò)密封圈與所述中空活塞桿和中空法蘭的內(nèi)壁密封連接，所述密封蓋通過(guò)連接件固定安裝于所述中空法蘭上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述軸承設(shè)為兩個(gè)，兩個(gè)所述軸承相互頂壓，形成雙軸承連接結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述螺桿通過(guò)滾珠與所述螺母套螺紋傳動(dòng)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)套通過(guò)連接鍵與所述螺桿連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述進(jìn)油口和出油口上設(shè)有用于外接油管的接頭。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液壓關(guān)節(jié)，其特征在于:所述中空法蘭包括第一缸筒和第二缸筒，所述中空活塞桿套設(shè)于所述第二缸筒中，所述軸承套設(shè)于所述第一缸筒內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B25J17/02GK105904480SQ201610374987
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】鄧君裕, 李鍛能, 王沖, 趙靖
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)