CN106402080B - 一体化微型力位混合伺服液压缸 - Google Patents

Abstract

一体化微型力位混合伺服液压缸，它涉及一种液压缸。本发明解决了现有的机器人液压缸存在体积大、重量大、集成度低的问题。液压缸活塞杆的另一端与力传感器的一端螺纹连接，力传感器的另一端与液压缸关节轴承螺纹连接，位移传感器连接块套装在液压缸活塞杆的另一端上，位移传感器沿定制液压缸的长度方向安装在定制液压缸的外侧壁上，位移传感器上设置有位移传感器芯杆，位移传感器芯杆与位移传感器连接块固接，直线导轨通过两个直线轴承安装在定制液压缸的外侧壁上，位移传感器和直线导轨平行设置，位移传感器和直线导轨通过传感器压块压紧在定制液压缸的外侧壁上，定制液压缸的通孔内设置有两个套圈滚针轴承。本发明用于机器人液压控制。

Description

一体化微型力位混合伺服液压缸

技术领域

本发明涉及一种液压缸，具体涉及一种一体化微型力位混合伺服液压缸，属于机器人液压控制领域。

背景技术

液压传动由于其平稳、质量轻、体积小、承载能力大、容易实现无极调速、易于实现过载保护、自润滑和便于自动化控制等特点，被广泛应用于机器人控制领域。传统的工业用液压缸体积大，重量大，难以满足移动式机器人对自重比的高要求。

同时移动式机器人与不规则、未知环境接触时，例如进行轮廓跟踪等任务时，末端位置和力就无法事先规划。此时，须根据当前接触点位置、相互作用力进行在线计算，得到下一步的位置和力。因此对于不规则、未知环境中的机器人液压驱动需要使用力位混合控制。为了同时满足液压驱动、力伺服、位置伺服这三方面的要求，主要的方案是在机器人机体上分别加装力传感器与位移传感器，这会使得机器人整机的结构设计更为复杂，且由于力传感器与位移传感器分别加装于机体上，装配误差与加工误差会严重影响力位混合控制的控制精度。

综上，目前在机器人机体上加装力传感器和位移传感器，导致机器人存在整机复杂以及影响力位混合控制精度的问题。

发明内容

本发明为解决目前在机器人机体上加装力传感器和位移传感器，导致机器人存在整机复杂以及影响力位混合控制精度的问题，进而提供一种一体化微型力位混合伺服液压缸。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸包括定制液压缸1、位移传感器2、直线轴承3、直线导轨4、位移传感器芯杆5、液压缸活塞杆6、位移传感器连接块7、力传感器8、液压缸关节轴承9、套圈滚针轴承10、传感器压块15、向心关节轴承16；定制液压缸1的尾端与缸体可拆卸连接，液压缸活塞杆6的一端设置有一体制成的活塞且位于定制液压缸1内，液压缸活塞杆6的另一端与力传感器8的一端螺纹连接，力传感器8的另一端与液压缸关节轴承9螺纹连接，位移传感器连接块7套装在液压缸活塞杆6的另一端上，位移传感器2沿定制液压缸1的长度方向安装在定制液压缸1的外侧壁上，位移传感器2上设置有位移传感器芯杆5，位移传感器芯杆5与位移传感器连接块7固接，直线导轨4通过两个直线轴承3安装在定制液压缸1的外侧壁上，位移传感器2和直线导轨4平行设置，位移传感器2和直线导轨4通过传感器压块15压紧在定制液压缸1的外侧壁上，定制液压缸1的尾端加工有通孔，定制液压缸1的通孔内设置有两个套圈滚针轴承10，液压缸关节轴承9上加工有中心槽，液压缸关节轴承9的中心槽内设置有向心关节轴承16。

进一步地，液压缸活塞将定制液压缸1内部分为前腔与后腔，进出油孔分别位于前腔与后腔中，油道位于定制液压缸1的尾端。

进一步地，定制液压缸1的尾端通过多个内六角圆柱头螺钉18固装在定制液压缸1缸体上，内六角圆柱头螺钉18上套装有弹簧垫圈17。

进一步地，向心关节轴承16通过弹性挡圈13定位在液压缸关节轴承9的中心槽内。

进一步地，液压缸活塞杆6与力传感器8通过内六角沉头长螺钉锁紧定位。

进一步地，传感器压块15通过内六角沉头螺钉11将位移传感器2和直线导轨4压紧在定制液压缸1的外侧壁上。

进一步地，位移传感器连接块7的下部朝向定制液压缸1的方向装配有两个内六角平端紧定螺钉14。

进一步地，力传感器8的另一端与液压缸关节轴承9之间通过内六角平圆头螺钉19锁紧定位。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸将位移传感器与活塞杆固连，准确获取液压缸位移数据；

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸的直线导轨导向作用，避免了位移传感器因外部干扰力而产生的扭转；

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸将力传感器固连于活塞杆头部，准确获取液压缸输出力的数据；

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸关节轴承内的向心关节轴承保证液压缸输出力始终处于活塞杆轴向上，避免了偏载对液压缸内部油腔的损坏；

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸油道开于液压缸缸体内部，有效减少了液压缸缸体体积，油孔置于液压缸缸体尾部，减少布油管长度；

本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸将位移传感器、力传感器和液压缸集成，实现了力位伺服液压控制的模块化，提高了控制的精度，减少，容易适配各种液压驱动机器人系统。

附图说明

图1是本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸的主剖视图；

图2是本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸的主视图；

图3是本发明的一体化微型力位混合伺服液压缸的轴测图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～3所示，本实施方式的一体化微型力位混合伺服液压缸包括定制液压缸1、位移传感器2、直线轴承3、直线导轨4、位移传感器芯杆5、液压缸活塞杆6、位移传感器连接块7、力传感器8、液压缸关节轴承9、套圈滚针轴承10、传感器压块15、向心关节轴承16；定制液压缸1的尾端与缸体可拆卸连接，液压缸活塞杆6的一端设置有一体制成的活塞且位于定制液压缸1内，液压缸活塞杆6的另一端与力传感器8的一端螺纹连接，力传感器8的另一端与液压缸关节轴承9螺纹连接，位移传感器连接块7套装在液压缸活塞杆6的另一端上，位移传感器2沿定制液压缸1的长度方向安装在定制液压缸1的外侧壁上，位移传感器2上设置有位移传感器芯杆5，位移传感器芯杆5与位移传感器连接块7固接，直线导轨4通过两个直线轴承3安装在定制液压缸1的外侧壁上，位移传感器2和直线导轨4平行设置，位移传感器2和直线导轨4通过传感器压块15压紧在定制液压缸1的外侧壁上，定制液压缸1的尾端加工有通孔，定制液压缸1的通孔内设置有两个套圈滚针轴承10，液压缸关节轴承9上加工有中心槽，液压缸关节轴承9的中心槽内设置有向心关节轴承16。

所述定制液压缸1尾部可以拆装，尾部打通孔并装配套圈滚针轴承，用于连接外部机器人结构；

所述位移传感器2由位移传感器与安装于传感器内部的位移传感器芯杆组成，位移传感器2通过位移传感器连接块7与活塞杆头部固连；

所述力传感器8连接液压缸关节轴承9与液压缸活塞杆6；

所述液压缸关节轴承9内部开槽，将向心关节轴承与标准型弹性垫圈装配与凹槽内；

所述活塞杆内部开盲孔，盲孔在活塞杆头部为螺纹孔用于连接传感器压块，活塞杆尾部与活塞一体化加工通过安装于活塞上的密封圈将缸体内部分成活塞前腔与活塞后腔。

在本实施例中，直线导轨4通过两个装配于定制液压缸1的缸体外的直线轴承3保持其轴向运动的准确性。同时，位移传感器2与直线导轨4平行布置，位于位移传感器2内部的位移传感器芯杆5与位移传感器连接块7固连；位移传感器2与直线轴承3装配到定制液压缸1缸体外侧的凹槽内，通过传感器压块15将位移传感器2与直线轴承3夹紧，使用内六角沉头螺钉11连接传感器压块15与定制液压缸1的缸体。

本实施例中，定制液压缸1的缸体尾部开有通孔，并在通孔内安装2个套圈滚针轴承10；液压缸关节轴承9上加工有中心槽，在槽内安装向心关节轴承16并通过孔用弹性挡圈13将其固定。

具体实施方式二：如图1所示，本实施方式液压缸活塞将定制液压缸1内部分为前腔与后腔，进出油孔分别位于前腔与后腔中，油道位于定制液压缸1的尾端。如此设计，可使液压缸的两腔油口均位于液压缸的尾部，以便于连接外部油路。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1～3所示，本实施方式定制液压缸1的尾端通过多个内六角圆柱头螺钉18固装在定制液压缸1缸体上，内六角圆柱头螺钉18上套装有弹簧垫圈17。如此设计，便于液压缸的拆装维护，并防止螺钉松脱。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：如图1～3所示，本实施方式向心关节轴承16通过弹性挡圈13定位在液压缸关节轴承9的中心槽内。如此设计，体积小，结构紧凑。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：如图1～3所示，本实施方式液压缸活塞杆6与力传感器8通过内六角沉头长螺钉12锁紧定位。如此设计，可防止位移传感器连接块7相对于液压缸活塞杆转动。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：如图1所示，本实施方式传感器压块15通过内六角沉头螺钉11将位移传感器2和直线导轨4压紧在定制液压缸1的外侧壁上。如此设计，通过直线导轨防止液压缸活塞杆转动造成位移传感器损坏。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：如图1、图2和图3所示，本实施方式位移传感器连接块7的下部朝向定制液压缸1的方向装配有两个内六角平端紧定螺钉14。如此设计，紧定螺钉顶住力传感器8，防止力传感器8相对于传感器连接块7转动导致液压缸活塞杆与力传感器之间的螺纹松脱。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。

具体实施方式八：如图1～3所示，本实施方式力传感器8的另一端与液压缸关节轴承9之间通过内六角平圆头螺钉19锁紧定位。如此设计，可防止螺纹松脱。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。

Claims (8)

1.一种一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：所述力位混合伺服液压缸包括定制液压缸(1)、位移传感器(2)、直线轴承(3)、直线导轨(4)、位移传感器芯杆(5)、液压缸活塞杆(6)、位移传感器连接块(7)、力传感器(8)、液压缸关节轴承(9)、套圈滚针轴承(10)、传感器压块(15)、向心关节轴承(16)；定制液压缸(1)的尾端与缸体可拆卸连接，液压缸活塞杆(6)的一端设置有一体制成的活塞且位于定制液压缸(1)内，液压缸活塞杆(6)的另一端与力传感器(8)的一端螺纹连接，力传感器(8)的另一端与液压缸关节轴承(9)螺纹连接，位移传感器连接块(7)套装在液压缸活塞杆(6)的另一端上，位移传感器(2)沿定制液压缸(1)的长度方向安装在定制液压缸(1)的外侧壁上，位移传感器(2)上设置有位移传感器芯杆(5)，位移传感器芯杆(5)与位移传感器连接块(7)固接，直线导轨(4)通过两个直线轴承(3)安装在定制液压缸(1)的外侧壁上，位移传感器(2)和直线导轨(4)平行设置，位移传感器(2)和直线导轨(4)通过传感器压块(15)压紧在定制液压缸(1)的外侧壁上，定制液压缸(1)的尾端加工有通孔，定制液压缸(1)的通孔内设置有两个套圈滚针轴承(10)，液压缸关节轴承(9)上加工有中心槽，液压缸关节轴承(9)的中心槽内设置有向心关节轴承(16)。

2.根据权利要求1所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：液压缸活塞将定制液压缸(1)内部分为前腔与后腔，进出油孔分别位于前腔与后腔中，油道位于定制液压缸(1)的尾端。

3.根据权利要求1或2所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：定制液压缸(1)的尾端通过多个内六角圆柱头螺钉(18)固装在定制液压缸(1)缸体上，内六角圆柱头螺钉(18)上套装有弹簧垫圈(17)。

4.根据权利要求3所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：向心关节轴承(16)通过弹性挡圈(13)定位在液压缸关节轴承(9)的中心槽内。

5.根据权利要求1、2或4所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：液压缸活塞杆(6)与力传感器(8)通过内六角沉头长螺钉(12)锁紧定位。

6.根据权利要求5所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：传感器压块(15)通过内六角沉头螺钉(11)将位移传感器(2)和直线导轨(4)压紧在定制液压缸(1)的外侧壁上。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：位移传感器连接块(7)的下部朝向定制液压缸(1)的方向装配有两个内六角平端紧定螺钉(14)。

8.根据权利要求7所述的一体化微型力位混合伺服液压缸，其特征在于：力传感器(8)的另一端与液压缸关节轴承(9)之间通过内六角平圆头螺钉(19)锁紧定位。