CN106514696A - 一种机器人转动关节驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人转动关节驱动系统，包括阀体和液压驱动机构；阀体设置有扇形腔室，扇形腔室圆心处转动固定有转动轴；转动轴与扇形腔室围合成圆弧形腔道，转动轴上固定有将圆弧形腔道分隔成第一腔道和第二腔道的凸块；凸块两侧连接有设置在第一腔道的第一滚动体和设置在第二腔道第二滚动体；液压驱动机构包括液压缸，液压缸内滑动密封设置有活塞，液压缸两端分别通过第一管道连接第一通孔，第二管道连接第二通孔；活塞和第一滚动体和/或第二滚动体与液压油的接触端面面积为固定值。本发明能够直接确定机器人转动关节的转动量。

Description

一种机器人转动关节驱动系统

技术领域

本发明涉及机器人关节驱动技术领域，尤其涉及一种机器人转动关节驱动系统。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

机器人在运动过程中，需要驱动机器人的关节进行直线、转动等一系列的运动，从而完成各项动作。

目前，在驱动机器人转动关节的转动时，需要在机器人的转动关节设置传感器来查看机器人转动关节的转动量，并根据传感器反馈的转动量来控制转动关节的转动。可见，现有技术中，需要在转动关节安装传感器等装置才能确定转动关节的转动量。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种机器人转动关节驱动系统，能够直接确定机器人转动关节的转动量。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器人转动关节驱动系统，包括阀体和液压驱动机构；

所述阀体设置有扇形腔室，所述扇形腔室圆心处转动固定有转动轴；所述转动轴与所述扇形腔室围合成圆弧形腔道，所述转动轴上固定有将所述圆弧形腔道分隔成第一腔道和第二腔道的凸块；所述凸块两侧连接有设置在第一腔道的第一滚动体和设置在第二腔道所述第二滚动体；所述第一腔道设置有第一通孔，所述第二腔道设置有第二通孔；

所述液压驱动机构包括液压缸，所述液压缸内滑动密封设置有活塞，所述液压缸两端分别通过第一管道连接第一通孔，第二管道连接第二通孔；所述液压缸的液压油通过所述第一管道和所述第二管道推动所述第一滚动体和所述第二滚动体；所述活塞和所述第一滚动体和/或所述第二滚动体与所述液压油的接触端面面积为固定值。

优选的，所述第一滚动体和所述第二滚动体包括多个直径相同，依次连接的圆球体；所述圆球体的直径小于所述圆弧形腔道的直径。

优选的，所述圆球体为钢珠。

优选的，所述第一滚动体和所述第二滚动体与所述液压油连接端设置有密封活塞，所述密封活塞与所述圆弧形腔室；

或；

与所述第一管道和所述第二管道滑动密封连接。

优选的，所述阀体包括阀座和阀盖，所述阀座和所述阀盖围合成所述扇形腔室。

优选的，所述液压油内设置有抗泡剂。

采用上述结构，本发明提出的机器人转动关节驱动系统，当活塞移动时，带动液压油驱动第一滚动体和第二滚动体在第一腔道和第二腔道运动，从而推动凸块并带动转动轴转动，通过将机器人转动关节固定在转动轴上，活塞和第一滚动体和/或第二滚动体与液压油的接触端面的面积为固定值，从而可以根据活塞的移动距离和固定值确定转动轴的转动角度，即可以直接确定机器人转动关节的转动量。

附图说明

图1为本发明实施例中机器人转动关节驱动系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提出了一种机器人转动关节驱动系统，包括阀体1和液压驱动机构2；

阀体1设置有扇形腔室，扇形腔室圆心处转动固定有转动轴101；转动轴101与扇形腔室围合成圆弧形腔道，转动轴101上固定有将圆弧形腔道分隔成第一腔道102和第二腔道103的凸块104；凸块两侧连接有设置在第一腔道102的第一滚动体105和设置在第二腔道103第二滚动体106；第一腔道102设置有第一通孔107，第二腔道103设置有第二通孔108；

液压驱动机构2包括液压缸，液压缸内滑动密封设置有活塞201，液压缸两端分别通过第一管道202连接第一通孔207，第二管道203连接第二通孔208；液压缸的液压油通过第一管道202和第二管道203推动密封活塞109从而推动第一滚动体105和第二滚动体106；活塞101和第一滚动体105和/或第二滚动体106与液压油的接触端面面积为固定值。

可见，本发明实施例提出的机器人转动关节驱动系统，当活塞移动时，带动液压油驱动第一滚动体和第二滚动体在第一腔道和第二腔道运动，从而推动凸块并带动转动轴转动，通过将机器人转动关节固定在转动轴上，活塞和第一滚动体和/或第二滚动体与液压油的接触端面的面积为固定值，从而可以根据活塞的移动距离和固定值确定转动轴的转动角度，即可以直接确定机器人转动关节的转动量。

在本实施例中，机器人转动关节驱动系统工作时，外部动力装置驱动活塞201运动。活塞201运动带动液压油向第一滚动体105或第二滚动体106运动，从而推动凸块104转动，带动转动轴101转动，从而驱动固定在转动轴101上的机器人转动关节转动。

举例来说，活塞向上运动时，液压缸上侧液压油可以通过第一滚动体105向凸块104方向运动，凸块104带动转动轴101转动。详细的，设凸块104转动1度所需的液压油体积为A，活塞201与液压油的接触端面的面积为B；活塞移动距离为C时，移动液压油的体积为B×C，凸块104的转动角度为B×C/A。

由于活塞201沿液压缸运动时，活塞201与液压油的接触端面的面积一直不变，所以活塞201运动单位距离时，引起液压油移动体积相同；同理第一滚动体105和第二滚动体106与液压油的接触端面的面积一直不变，液压油在套杆移动单位体积时，凸块104转动的距离为固定距离，即转动的角度为固定角度。

详细的，可以设定活塞201移动1毫米时，凸块104转动1°。

在本发明的一个优选实施例中，第一滚动体105和第二滚动体106包括多个直径相同，依次连接的圆球体；圆球体的直径小于圆弧形腔道的直径。

具体的，第一滚动体105和第二滚动体106在液压油推动时，可以沿圆弧形的腔道移动，由于为多个依次连接的圆球体，所以可以在移动过程中随时改变相互之间的连接角度，不受圆弧形管道的弧度限制，可以流畅的移动。

另外，圆球体的直径小于圆弧形腔道的直径，才可以在圆弧形腔道中移动，但圆球体的直径又不能过小，否则会影响圆球体的运动。举例来说，当圆球体的直径为管道直径的一半时，会出现两个圆球体并排在管道运动，影响了机器人转动关节的转动量的准确性。进一步的，还可以设定圆球体刚好与圆弧形腔道卡合，一方面可以进行滑动密封，为液压油的泄露增加一层防护；另一方面不会造成在圆弧形腔道中左右晃动而影响行程。

在本实施例中，为了保证圆球体的使用寿命，圆球体优选为钢珠。

钢珠的表面摩擦力较小，且材料易得，使用成本低，使用寿命长。且钢珠不会有弹性变形等现象，使其运动距离更加准确。

在本发明的一个优选实施例中，第一滚动体105和第二滚动体106与液压油连接端设置有密封活塞109，密封活塞109与圆弧形腔室；

或；

与第一管道202和第二管道203滑动密封连接。

详细的，由于机械部件加工工艺的限制，第一滚动体105和第二滚动体106与圆弧形腔道之间无法完全密封以隔绝液压油，如果无法完全隔绝液压油，当液压油泄漏时，就无法准确进行凸块的定位。

因此，在第一滚动体105和第二滚动体106与液压油接触端分别设置有密封活塞109，可以便于密封，使凸块的定位更加准确。液压缸的液压油通过第一管道202和第二管道203推动密封活塞109从而推动第一滚动体105和第二滚动体106运动。

在本发明的一个优选实施例中，阀体1包括阀座和阀盖，阀座和阀盖围合成扇形腔室。

阀体1包括阀座和阀盖，可以方便进行扇形腔室的加工和转动轴等装置的安装，且便于后续的维修等操作。

在本发明的一个优选实施例中，液压油内设置有抗泡剂。

具体的，液压油在使用过程中可能会出现一些气泡，从而导致液压油无法充满液压缸，从而影响凸块的移动精确度，即机器人转动关节的转动量的准确性。通过在液压油内设置有抗泡剂，可以抑制液压油内泡沫的产生，保证了机器人转动关节的转动量的准确性。

综上所述，本发明实施例至少可以实现如下效果：

在本发明实施例中，当活塞移动时，带动液压油驱动第一滚动体和第二滚动体在第一腔道和第二腔道运动，从而推动凸块并带动转动轴转动，通过将机器人转动关节固定在转动轴上，活塞和第一滚动体和/或第二滚动体与液压油的接触端面的面积为固定值，从而可以根据活塞的移动距离和固定值确定转动轴的转动角度，即可以直接确定机器人转动关节的转动量。

在本发明实施例中，第一滚动体105和第二滚动体106包括多个直径相同，依次连接的圆球体；圆球体的直径小于圆弧形腔道的直径，从而可以不受圆弧形管道的弧度限制，可以流畅的移动。

在本发明实施例中，第一滚动体105和第二滚动体106与液压油连接端设置有密封活塞，可以便于密封，使凸块的定位更加准确。

在本发明实施例中，阀体包括阀座和阀盖，阀座和阀盖围合成扇形腔室，从而可以方便进行扇形腔室的加工和转动轴等装置的安装。

在本发明实施例中，液压油内设置有抗泡剂，从而可以准确进行凸块的定位，从而可以准确确定机器人转动关节的转动量。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种机器人转动关节驱动系统，其特征在于，包括阀体和液压驱动机构；

所述阀体设置有扇形腔室，所述扇形腔室圆心处转动固定有转动轴；所述转动轴与所述扇形腔室围合成圆弧形腔道，所述转动轴上固定有将所述圆弧形腔道分隔成第一腔道和第二腔道的凸块；所述凸块两侧连接有设置在第一腔道的第一滚动体和设置在第二腔道所述第二滚动体；所述第一腔道设置有第一通孔，所述第二腔道设置有第二通孔；

所述液压驱动机构包括液压缸，所述液压缸内滑动密封设置有活塞，所述液压缸两端分别通过第一管道连接第一通孔，第二管道连接第二通孔；所述液压缸的液压油通过所述第一管道和所述第二管道推动所述第一滚动体和所述第二滚动体；所述活塞和所述第一滚动体和/或所述第二滚动体与所述液压油的接触端面面积为固定值。

2.如权利要求1所述的机器人转动关节驱动系统，其特征在于，所述第一滚动体和所述第二滚动体包括多个直径相同，依次连接的圆球体；所述圆球体的直径小于所述圆弧形腔道的直径。

3.如权利要求2所述的机器人转动关节驱动系统，其特征在于，所述圆球体为钢珠。

4.如权利要求1所述的机器人转动关节驱动系统，其特征在于，所述第一滚动体和所述第二滚动体与所述液压油连接端设置有密封活塞，所述密封活塞与所述圆弧形腔室；

或；

与所述第一管道和所述第二管道滑动密封连接。

5.如权利要求1所述的机器人转动关节驱动系统，其特征在于，所述阀体包括阀座和阀盖，所述阀座和所述阀盖围合成所述扇形腔室。

6.如权利要求1-5任一项所述的机器人转动关节驱动系统，其特征在于，所述液压油内设置有抗泡剂。