CN106393168B - 一种机器人关节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人关节系统，由谐振供油系统（1）（包括1a和1b）、下机械臂（2）、缸活塞杆（3）、螺旋轴（4）、上机械臂（5）组成；所述的谐振供油系统（1a）和（1b）对称反向安装于下机械臂（2）内部，下机械臂（2）包含有右油腔（2a）和左油腔（2b），谐振供油系统（1a）的进油套（14）通过油孔（2c）与左油腔（2b）连通，谐振供油系统（1b）出油套（10）通过油孔（2d）与左油腔（2b）连通；螺旋轴（4）安装在下机械臂（2）内部；缸活塞杆（3）的内、外螺纹分别与螺旋轴（4）外螺纹和下机械臂（2）的内螺纹孔配合，并在液压油的推动下带动螺旋轴（4）摆动；上机械臂（5）通过滑动轴承（11）安装在下机械臂（2）轴端并固定在螺旋轴（4）右侧；本发明将谐振供油系统与螺旋摆动缸与关节螺旋轴通过合理集成，提高机器人关节的灵活性、紧凑性。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人关节系统，尤其是涉及电液直驱技术的机器人关节系统。
背景技术
目前，机器人技术正在朝着越来越智能化的方向急速发展。自从1962年美国诞生了第一台工业机器人以来，各种各样不同的机器人已经分布在社会的各个领域中，不仅是在它们的外形、功能的方面存在一定的区别，而且其核心运动控制系统也在持续发生变化，随着高性能处理器技术的出现，以及人工智能、模糊控制、神经网络等先进理论的应用，机器人的控制系统也日趋完善。
而机器人中的一个极为重要的组成部分是机器人关节（或称执行器），机器人关节是构成机器人的基本单元，机器人整体性能的好坏直接由关节性能的好坏来决定。由此，国内外机器人的科学界一直集中于对具有更高性能的机器人关节的开发使用。在开发与研制高性能机器人关节的过程中，还需要解决的问题各个层次的还存在很多，涉及十分广泛的领域。总之，新一代机器人关节理论上要取得重大突破还需要一定的时间，要取得实际应用的道路上还有许多阻碍。
针对以上问题，本发明设计了一种基于电液直驱技术的机器人关节系统，以满足机器人关节驱动的转矩大、结构简单紧凑、承载能力大、灵活柔性等要求。
发明内容
本发明克服了传统液压系统结构复杂、体积庞大的特点，提出了一种基于电液直驱技术的微型机器人关节系统，满足了结构紧凑，输出力矩大的要求，使关节的驱动易于控制。
为解决上述功能，本发明提供一种机器人关节系统，包括：谐振供油系统1、下机械臂2、缸活塞杆3、螺旋轴4、上机械臂5；其特征在于：谐振供油系统1由谐振供油系统一1a和谐振供油系统二1b组成，谐振供油系统一1a和谐振供油系统二1b对称反向安装于下机械臂2内部，下机械臂2包含有右油腔2a和左油腔2b，谐振供油系统一1a的进油套14通过油孔一2c与左油腔2b连通，谐振供油系统二1b的出油套10通过油孔二2d与左油腔2b连通；螺旋轴4通过轴承一7、轴承二8及端盖9固定在下机械臂2内部；缸活塞杆3的内、外螺纹分别与螺旋轴4外螺纹和下机械臂2的内螺纹孔配合，并在液压油的推动下带动螺旋轴4摆动；上机械臂5通过滑动轴承23安装在下机械臂2轴端并通过螺钉22固定在螺旋轴4右侧。
所述的机器人关节系统，其特征在于：谐振供油系统一1a和谐振供油系统二1b分别由出油套10、弹簧球堵11、线圈12、动铁芯13、进油套14、铁芯弹簧15、钢球16、弹簧17、锥堵18组成；动铁芯13、铁芯弹簧15、弹簧17、锥堵18构成谐振系统，在线圈12的磁场作用下产生谐振运动，推进油液循环；谐振供油系统一1a从左油腔2b经油孔一2c吸入油液，在压缩腔19内由动铁芯13推动锥堵18对油液加压后经出油套10及油管20进入右油腔2a，驱动上机械臂5顺时针摆动；谐振供油系统二1b从右油腔2a经油管二21吸入油液，在压缩腔19内由动铁芯13推动锥堵18对油液加压后经出油套10及油孔二2d进入左油腔2b，驱动上机械臂5逆时针摆动。
有益效果：本发明将谐振供油系统、液压螺旋摆动缸与机械臂合理集成，实现机器人关节的大力矩输出与灵活转动。
附图说明
图1为本发明的整体结构主视图；
图2为本发明的局部放大位置示意图；
图3为谐振供油系统一1a的局部放大图；
图4为谐振供油系统二1b的局部放大图。
图中：1谐振供油系统（包括1a谐振供油系统一和1b谐振供油系统二）、2下机械臂（包括2a右油腔、2b左油腔、2c油孔一、2d油孔二）、3缸活塞杆、4螺旋轴、5上机械臂、7轴承一、8轴承二、9端盖、10出油套、11滑动轴承、12线圈、13动铁芯、14进油套、15铁芯弹簧、16钢球、17弹簧、18锥堵、19压缩腔、20油管一、21油管二、22螺钉、23滑动轴承。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
本发明是一种基于电液直驱技术的机器人关节系统。
图1为本发明的整体结构主视图。
图2为本发明的局部放大位置示意图。
本发明包括谐振供油系统1、下机械臂2、缸活塞杆3、螺旋轴4、上机械臂5；所述的谐振供油系统1由谐振供油系统一1a和谐振供油系统二1b组成，谐振供油系统一1a和谐振供油系统二1b对称反向安装于下机械臂2内部，下机械臂2包含有右油腔2a和左油腔2b，谐振供油系统一1a的进油套14通过油孔一2c与左油腔2b连通，谐振供油系统二1b的出油套10通过油孔二2d与左油腔2b连通；螺旋轴4通过轴承一7、轴承二8及端盖9固定在下机械臂2内部；缸活塞杆3的内、外螺纹分别与螺旋轴4外螺纹和下机械臂2的内螺纹孔配合，并在液压油的推动下带动螺旋轴4摆动；上机械臂5通过滑动轴承23安装在下机械臂2轴端并通过螺钉22固定在螺旋轴4右侧。
图3为谐振供油系统一1a的局部放大图。
所述的谐振供油系统一 1a由出油套10、弹簧球堵11、线圈12、动铁芯13、进油套14、铁芯弹簧15、钢球16、弹簧17、锥堵18组成；动铁芯13、铁芯弹簧15、弹簧17、锥堵18构成谐振系统，在线圈12的磁场作用下产生谐振运动，推进油液循环；谐振供油系统一1a从左油腔2b经油孔一2c吸入油液，在压缩腔19内由动铁芯13推动锥堵18对油液加压后经出油套10及油管一20进入右油腔2a，驱动上机械臂5顺时针摆动。
图4为谐振供油系统二1b的局部放大图。
所述的谐振供油系统二1b由出油套10、弹簧球堵11、线圈12、动铁芯13、进油套14、铁芯弹簧15、钢球16、弹簧17、锥堵18组成；动铁芯13、铁芯弹簧15、弹簧17、锥堵18构成谐振系统，在线圈12的磁场作用下产生谐振运动，推进油液循环；谐振供油系统二1b从右油腔2a经油管二21吸入油液，在压缩腔19内由动铁芯13推动锥堵18对油液加压后经出油套10及油孔二2d进入左油腔2b，驱动上机械臂5逆时针摆动。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
Claims (2)
1.一种机器人关节系统，包括：谐振供油系统（1）、下机械臂（2）、缸活塞杆（3）、螺旋轴（4）、上机械臂（5）；其特征在于：谐振供油系统（1）由谐振供油系统一（1a）和谐振供油系统二（1b）组成，谐振供油系统一（1a）和谐振供油系统二（1b）对称反向安装于下机械臂（2）内部，下机械臂（2）包含有右油腔（2a）和左油腔（2b），谐振供油系统一（1a）的进油套（14）通过油孔一（2c）与左油腔（2b）连通，谐振供油系统二（1b）的出油套（10）通过油孔二（2d）与左油腔（2b）连通；螺旋轴（4）通过轴承一（7）、轴承二（8）及端盖（9）固定在下机械臂（2）内部；缸活塞杆（3）的内、外螺纹分别与螺旋轴（4）外螺纹和下机械臂（2）的内螺纹孔配合，并在液压油的推动下带动螺旋轴（4）摆动；上机械臂（5）通过滑动轴承（23）安装在下机械臂（2）轴端并通过螺钉（22）固定在螺旋轴（4）右侧。
2.根据权利要求1所述的机器人关节系统，其特征在于：谐振供油系统一（1a）从左油腔（2b）经油孔一（2c）吸入油液，在压缩腔（19）内由动铁芯（13）推动锥堵（18）对油液加压后经出油套（10）及油管一（20）进入右油腔（2a），驱动上机械臂（5）顺时针摆动；谐振供油系统二（1b）从右油腔（2a）经油管二（21）吸入油液，在压缩腔（19）内由动铁芯（13）推动锥堵（18）对油液加压后经出油套（10）及油孔二（2d）进入左油腔（2b），驱动上机械臂（5）逆时针摆动。
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