CN107009355A - 六自由度液压关节机器人 - Google Patents

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CN107009355A CN201710346022.7A CN201710346022A CN107009355A CN 107009355 A CN107009355 A CN 107009355A CN 201710346022 A CN201710346022 A CN 201710346022A CN 107009355 A CN107009355 A CN 107009355A
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wrist
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CN201710346022.7A
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陈光柱
邓熠
付林
赵远方
彭学举
陈正阳
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Chengdu Univeristy of Technology
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Chengdu Univeristy of Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints

Abstract

本发明涉及一种大负载的六自由度液压关节机器人，包括底座、腰部关节、胳膊关节、大臂关节、小臂关节、手腕关节、手部关节组成，各关节的运动采用回转液压马达直接驱动。在控制器的控制下，液压系统供给各关节回转液压马达一定压力与流量的液压油，驱动各关节回转液压马达回转，带动各关节按照一定顺序连续动作，实现相应的功能。本发明结构新颖合理，各关节采用液压驱动，对负载的适应性较强，运动平稳，可实现无级别变速；各关节采用回转液压马达直接驱动，传动零部件数目较少，传动精度高；各关节结构简单，加工和装配难度低。

Description

六自由度液压关节机器人
技术领域
本发明涉及一种六自由度关节机器人，尤其是一种六自由度液压关节机器人。
背景技术
近年来，随着计算机、电子工程、控制工程、传感器及人工智能等现代科学技术的飞速发展，电动型机器人技术取得了长足的进步。同时，随着机器人应用领域的快速扩张，救援、探测、建筑、采矿等领域对机器人的负载能力提出了越来越高的要求，电机驱动功率密度低、输出力矩小等弊病日益凸显。相比之下，液压驱动具有传动平稳、质量轻、体积小、调速范围大和承载能力强等优点，使液压机器人在工业、军事、建筑、农业等行业得到了极为广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种大负载的六自由度液压关节机器人，该六自由度液压关节机器人由底座、腰部关节、胳膊关节、大臂关节、小臂关节、手腕关节、手部关节组成。各关节由回转液压马达、回转支撑和关节执行件组成。各关节的运动采用回转液压马达直接驱动。在控制器的控制下，液压系统供给各关节回转液压马达一定压力与流量的液压油，驱动各关节回转液压马达回转，带动各关节按照一定顺序连续动作，实现相应的功能。
有益效果
本发明结构新颖合理，各关节采用液压驱动，对负载的适应性较强，运动平稳，可实现无级别变速；各关节采用回转液压马达直接驱动，传动零部件数目较少，传动精度高；各关节结构简单，加工和装配难度低。
附图说明
图1是六自由度液压关节机器人结构图。
图2是六自由度液压关节机器人腰部回转支撑装配图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。下面结合附图对本发明作进一步详述：
参考图1、图2，本发明所提供的六自由度液压关节机器人，包括：底座（1）、腰部关节（2）、胳膊关节（3）、大臂关节（4）、小臂关节（5）、手腕关节（6）、手部关节（7）组成。底座（1）为方形结构，底边上焊接有四块安装孔板，通过安装孔板安装在安装平台上。
腰部关节（2）由腰部回转液压马达（2-1）、腰部回转支撑（2-2）和腰部（2-3）组成；胳膊关节（3）由胳膊回转液压马达（3-1）、胳膊回转支撑（3-2）和胳膊（3-3）组成；大臂关节（4）由大臂回转液压马达（4-1）、大臂回转支撑（4-2）和大臂（4-3）组成；小臂关节（5）由小臂回转液压马达（5-1）、小臂回转支撑（5-2）和小臂（5-3）组成；手腕关节（6）由手腕回转液压马达（6-1）、手腕回转支撑（6-2）和手腕（6-3）组成；手部关节（7）由手部回转液压马达（7-1）、手部回转支撑（7-2）和手部（7-3）组成。
腰部回转支撑（2-2）、胳膊回转支撑（3-2）、大臂回转支撑（4-2）、小臂回转支撑（5-2）、手腕回转支撑（6-2）和手部回转支撑（7-2）结构相似。以胳膊回转支撑（3-2）为例，胳膊回转支撑（3-2）由关节输出轴（8）、圆螺母（9）、止动套筒（10）、深沟球轴承（11）、轴承盖（12）、轴承盖压紧螺钉（13）、关节输出连接螺钉（14）组成；关节输出轴（8）为空心轴，内圆柱面通过键（15）连接在回转液压马达（3-1）的输出轴上，外圆柱面套在深沟球轴承（11）内圈上；深沟球轴承（11）外圈装在腰部（2-3）内部，深沟球轴承（11）左端通过轴承盖（12）压紧、右端通过圆螺母（9）锁紧止动套筒（10）压紧；轴承盖（12）通过轴承盖压紧螺钉（13）连接在腰部（2-3）端面；胳膊（3-3）通过关节输出连接螺钉（14）连接在关节输出轴（8）上。
底座（1）、腰部（2-3）、胳膊（3-3）、大臂（4-3）、小臂（5-3）、手腕（6-3）采用框架结构，并在其上开孔以减少机器人自身重量。该种结构在满足最小重量与体积的条件下，保证了机器人主要承重手臂的强度与刚度。同时，该种结构工艺性能良好，制造工艺简单，极大程度上提高了机器人的生产效率。
工作过程：
关节运动：每个关节工作方式相同，以胳膊关节（3）为例，胳膊回转液压马达（3-1）工作时，直接驱动关节输出轴（8）回转，关节输出轴（8）再驱动胳膊（3-3）回转，从而输出扭矩和转速。
机器人运动：各关节的运动采用回转液压马达直接驱动。在控制器的控制下，液压系统供给各关节回转液压马达一定压力与流量的液压油，驱动各关节回转液压马达回转，带动各关节按照一定顺序连续动作，实现相应的功能。

Claims (6)

1.所述六自由度液压关节机器人，其特征在于：它是由底座（1）、腰部关节（2）、胳膊关节（3）、大臂关节（4）、小臂关节（5）、手腕关节（6）、手部关节（7）组成；
整个机器人通过底座（1）安装在安装平台上。
2.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人，其特征在于：腰部关节（2）由腰部回转液压马达（2-1）、腰部回转支撑（2-2）和腰部（2-3）组成；胳膊关节（3）由胳膊回转液压马达（3-1）、胳膊回转支撑（3-2）和胳膊（3-3）组成；大臂关节（4）由大臂回转液压马达（4-1）、大臂回转支撑（4-2）和大臂（4-3）组成；小臂关节（5）由小臂回转液压马达（5-1）、小臂回转支撑（5-2）和小臂（5-3）组成；手腕关节（6）由手腕回转液压马达（6-1）、手腕回转支撑（6-2）和手腕（6-3）组成；手部关节（7）由手部回转液压马达（7-1）、手部回转支撑（7-2）和手部（7-3）组成。
3.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人，其特征在于：腰部回转支撑（2-2）、胳膊回转支撑（3-2）、大臂回转支撑（4-2）、小臂回转支撑（5-2）、手腕回转支撑（6-2）和手部回转支撑（7-2）结构相似；
以胳膊回转支撑（3-2）为例，胳膊回转支撑（3-2）由关节输出轴（8）、圆螺母（9）、止动套筒（10）、深沟球轴承（11）、轴承盖（12）、轴承盖压紧螺钉（13）、关节输出连接螺钉（14）组成；关节输出轴（8）为空心轴，内圆柱面通过键（15）连接在回转液压马达（3-1）的输出轴上，外圆柱面套在深沟球轴承（11）内圈上；深沟球轴承（11）外圈装在腰部（2-3）内部，深沟球轴承（11）左端通过轴承盖（12）压紧、右端通过圆螺母（9）锁紧止动套筒（10）压紧；轴承盖（12）通过轴承盖压紧螺钉（13）连接在腰部（2-3）端面；胳膊（3-3）通过关节输出连接螺钉（14）连接在关节输出轴（8）上。
4.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人，其特征在于：底座（1）、腰部（2-3）、胳膊（3-3）、大臂（4-3）、小臂（5-3）、手腕（6-3）采用框架结构，并在其上开孔以减少机器人自身重量。
5.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人，其特征在于：腰部关节（2）、胳膊关节（3）、大臂关节（4）、小臂关节（5）、手腕关节（6）、手部关节（7）工作方式相同。
6.以胳膊关节（3）为例，胳膊回转液压马达（3-1）工作时，直接驱动关节输出轴（8）回转，关节输出轴（8）再驱动胳膊（3-3）回转，从而输出扭矩和转速。
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