CN107477139B - 一种可用于机器人减振的换能器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于机器人减振的换能器，属于机器人隔振领域。它包括内部装有粘滞流体的缸体、端盖A、端盖B、换能模块和移动杆；换能模块上设有可允许A区抗压弹簧A和B区抗压弹簧A自由运动的弹簧A通道、可允许A区抗压弹簧B和B区抗压弹簧B自由运动的弹簧B通道、可同步打开或者关闭的去阻尼通道A与去阻尼通道B，以及驱动粘性流体可沿垂直于移动杆运动方向流动的阻尼缓冲通道。本发明是一种可用于机器人减振、能够实现液体阻尼隔振与固体弹簧刚度隔振能量自由切换的换能器。

Description

一种可用于机器人减振的换能器
技术领域
本发明涉及机器人隔振领域，特指一种可用于机器人减振的换能器。
背景技术
在机器人隔振领域，恰当地选择液体阻尼隔振或者固体弹簧隔振将会对机器人产生良好的保护作用。在现有技术的机器人隔振系统中，均是采用了单一方式，即隔振系统中的阻尼与系统刚度无法主动转化。因此，设计一种具有主动切换液体阻尼与固体刚度的换能器具有一定的意义。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的液体阻尼与系统刚度无法主动互换的技术问题，本发明提供一种可用于机器人减振、能够实现液体阻尼隔振与固体弹簧刚度隔振能量自由切换的换能器。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种可用于机器人减振的换能器，它包括内部装有粘滞流体的缸体、分别装设于所述缸体两端的端盖A和端盖B，装设于所述缸体内部可沿所述缸体轴线方向自由运动的换能模块，一端与所述换能模块固定连接、另一端穿过所述端盖A伸到所述缸体外部的移动杆，装设于所述缸体内部的A区抗压弹簧A、A区抗压弹簧B、B区抗压弹簧A和B区抗压弹簧B。
所述换能模块上设有可允许所述A区抗压弹簧A和所述B区抗压弹簧A自由运动的弹簧A通道、可允许所述A区抗压弹簧B和所述B区抗压弹簧B自由运动的弹簧B通道、可同步打开或者关闭的去阻尼通道A与去阻尼通道B，以及驱动所述粘滞流体可沿垂直于所述移动杆运动方向流动的阻尼缓冲通道。
所述A区抗压弹簧A与所述A区抗压弹簧B关于所述动杆的中心线对称装设于所述端盖A；所述B区抗压弹簧A与所述B区抗压弹簧B关于所述动杆的中心线对称装设于所述端盖B上；所述A区抗压弹簧A靠近所述换能模块的一端装设有施力板A；所述A区抗压弹簧B靠近所述换能模块的一端装设有施力板B；所述B区抗压弹簧A靠近所述换能模块的一端装设有施力板C；所述B区抗压弹簧B靠近所述换能模块的一端装设有施力板D。
所述弹簧A通道的两端分别设有A通道A区阀门和A通道B区阀门；所述弹簧B通道的两端分别设有B通道A区阀门和B通道B区阀门；所述阻尼缓冲通道的两端均设有缓冲通道A区阀门和缓冲通道B区阀门；所述去阻尼通道A与所述去阻尼通道B关于所述移动杆的中心线对称，为等截面的圆形通孔，其内径至少为所述阻尼缓冲通道内径的10倍。
阻尼缓冲通道为开设于所述换能模块上的弯弯曲曲的等截面圆形通孔，其曲线长度至少为所述去阻尼通道A长度的十倍；所述阻尼缓冲通道由A区缓冲通道入口、内部弯曲通道和B区缓冲通道入口组成；所述内部弯曲通道为多道垂直于移动杆运动方向的圆形等截面单连通通孔。
所述A区抗压弹簧A、A区抗压弹簧B、B区抗压弹簧A和B区抗压弹簧B均为抗压缩弹簧，可选金属螺旋弹簧。
所述A通道A区阀门与所述A通道B区阀门打开后分别允许所述A区抗压弹簧A、所述B区抗压弹簧A自由进入所述弹簧A通道；所述B通道A区阀门与所述B通道B区阀门打开后分别允许所述A区抗压弹簧B与所述B区抗压弹簧B自由进入所述弹簧B通道。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种可用于机器人减振的换能器，设有去阻尼通道和抗压弹簧，可以将系统切换到弹簧刚度隔振状态中，从而实现刚度减振。
(2)本发明的一种可用于机器人减振的换能器，还设有阻尼缓冲通道，打开弹簧A通道与弹簧B通道，关闭去阻尼通道后，可以将系统切换到液体阻尼隔振状态中，从而实现阻尼减振。由此可知，本发明突破了阻尼减振与弹簧刚度减振的界限，实现了弹性能与阻尼能自由的切换，从而提高了机器人的隔振效果。
附图说明
图1是本发明的一种可用于机器人减振的换能器结构原理示意图。
图2是本发明的换能模块垂直于运动方向上的横截面是由图。
图3是本发明的一种可用于机器人减振的换能器阻尼隔振工作原理示意图。
图4是本发明的一种可用于机器人减振的换能器刚度隔振工作原理示意图。
图中，1—端盖A；11—A区抗压弹簧A；12—A区抗压弹簧B；13—施力板A；14—施力板B；2—缸体；3—端盖B；31—B区抗压弹簧A；32—B区抗压弹簧B；33—施力板C；34—施力板D；4—移动杆；5—换能模块；51—弹簧A通道；511—A通道A区阀门；512—A通道B区阀门；52—弹簧B通道；521—B通道A区阀门；522—B通道B区阀门；53—阻尼缓冲通道；531—缓冲通道A区阀门；532—缓冲通道B区阀门；533—A区缓冲通道入口；534—B区缓冲通道入口；54—去阻尼通道A；55—去阻尼通道B。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种可用于机器人减振的换能器，它包括：内部装有粘滞流体的缸体2、分别装设于缸体2两端的端盖A1和端盖B3，装设于缸体2内部可沿缸体2轴线方向自由运动的换能模块5，一端与换能模块5固定连接、另一端穿过端盖A1伸到缸体2外部的移动杆4，装设于缸体2内部的A区抗压弹簧A11、A区抗压弹簧B12、B区抗压弹簧A31和B区抗压弹簧B32；其特征在于：换能模块5上设有可允许A区抗压弹簧A11和B区抗压弹簧A31自由运动的弹簧A通道51、可允许A区抗压弹簧B12和B区抗压弹簧B32自由运动的弹簧B通道52、可同步打开或者关闭的去阻尼通道A54与去阻尼通道B55，以及驱动粘滞流体可沿垂直于移动杆4运动方向流动的阻尼缓冲通道53。
参见图1和图2所示，A区抗压弹簧A11与A区抗压弹簧B12关于动杆4的中心线对称装设于端盖A1；B区抗压弹簧A31与B区抗压弹簧B32关于动杆4的中心线对称装设于端盖B3上；A区抗压弹簧A11靠近换能模块5的一端装设有施力板A13；A区抗压弹簧B12靠近换能模块5的一端装设有施力板B14；B区抗压弹簧A31靠近换能模块5的一端装设有施力板C33；B区抗压弹簧B32靠近换能模块5的一端装设有施力板D34。
参见图1和图2所示，弹簧A通道51的两端分别设有A通道A区阀门511和A通道B区阀门512；弹簧B通道52的两端分别设有B通道A区阀门521和B通道B区阀门522；阻尼缓冲通道53的两端均设有缓冲通道A区阀门531和缓冲通道B区阀门532；去阻尼通道A54与去阻尼通道B55关于移动杆4的中心线对称，为等截面的圆形通孔，其内径至少为阻尼缓冲通道53内径的10倍。
参见图1和图2所示，阻尼缓冲通道53为开设于换能模块上的弯弯曲曲的等截面圆形通孔，其曲线长度至少为去阻尼通道A54长度的十倍；阻尼缓冲通道53由A区缓冲通道入口533、内部弯曲通道和B区缓冲通道入口534组成；内部弯曲通道为多道垂直于移动杆运动方向的圆形等截面单连通通孔。
参见图1和图2所示，A区抗压弹簧A11、A区抗压弹簧B12、B区抗压弹簧A31和B区抗压弹簧B32均为抗压缩弹簧，可选金属螺旋弹簧；换能模块5将缸体2的内部空间分割为A区和B区，A区和B区内装有大量的粘滞流体；且A区与B区内的流体交换只能通过去阻尼通道A54和去阻尼通道B55，或阻尼缓冲通道53来完成。
参见图3和图4所示，A通道A区阀门511与A通道B区阀门512打开后分别允许A区抗压弹簧A11、B区抗压弹簧A31自由进入弹簧A通道51；B通道A区阀门521与B通道B区阀门522打开后分别允许A区抗压弹簧B12与B区抗压弹簧B32自由进入弹簧B通道52。
参见图3和图4所示，A通道A区阀门511与B通道A区阀门521同步打开或关闭；A通道B区阀门512与B通道B区阀门522同步打开或关闭；缓冲通道A区阀门531与缓冲通道B区阀门532同步打开或关闭；去阻尼通道A54与去阻尼通道B55上均设有同步运行的阀门用于打开或关闭相应的通道；去阻尼通道A54与去阻尼通道B同步处于打开或关闭状态。
参见图3和图4所示，A通道A区阀门511与A通道B区阀门512至少有一个处于关闭状态；去阻尼通道A54与缓冲通道A区阀门531、缓冲通道B区阀门532的打开或关闭状态始终相反。
参见图3和图4所示，当A通道A区阀门511与A通道B区阀门512有一个处于打开状态时，去阻尼通道A54和去阻尼通道B55则处于关闭状态，此时缓冲通道A区阀门531、缓冲通道B区阀门532打开了阻尼缓冲通道(53)，之后换能器由高刚度状态切换到处于高阻尼状态。
参见图3和图4所示，当A通道A区阀门511与A通道B区阀门512均处于关闭状态时，去阻尼通道A54和去阻尼通道B55则处于打开状态，而阻尼缓冲通道(53)处于关闭状态，此时由于去阻尼通道A54和去阻尼通道B55内径很大，其内部的粘滞流体所产生的阻尼力相比A区抗压弹簧或者B区抗压弹簧所产生的弹性力可以忽略，换能器处于大刚度状态。

Claims (5)

1.一种可用于机器人减振的换能器，包括内部装有粘滞流体的缸体(2)、分别装设于所述缸体(2)两端的端盖A(1)和端盖B(3)，装设于所述缸体(2)内部可沿所述缸体(2)轴线方向自由运动的换能模块(5)，一端与所述换能模块(5)固定连接、另一端穿过所述端盖A(1)伸到所述缸体(2)外部的移动杆(4)，装设于所述缸体(2)内部的A区抗压弹簧A(11)、A区抗压弹簧B(12)、B区抗压弹簧A(31)和B区抗压弹簧B(32)；其特征在于：所述换能模块(5)上设有可允许所述A区抗压弹簧A(11)和所述B区抗压弹簧A(31)自由运动的弹簧A通道(51)、可允许所述A区抗压弹簧B(12)和所述B区抗压弹簧B(32)自由运动的弹簧B通道(52)、可同步打开或者关闭的去阻尼通道A(54)与去阻尼通道B(55)，以及驱动所述粘滞流体可沿垂直于所述移动杆(4)运动方向流动的阻尼缓冲通道(53)。
2.根据权利要求1所述的一种可用于机器人减振的换能器，其特征在于：所述A区抗压弹簧A(11)靠近所述换能模块(5)的一端装设有施力板A(13)；所述A区抗压弹簧B(12)靠近所述换能模块(5)的一端装设有施力板B(14)；所述B区抗压弹簧A(31)靠近所述换能模块(5)的一端装设有施力板C(33)；所述B区抗压弹簧B(32)靠近所述换能模块(5)的一端装设有施力板D(34)。
3.根据权利要求1所述的一种可用于机器人减振的换能器，其特征在于：所述弹簧A通道(51)的两端分别设有A通道A区阀门(511)和A通道B区阀门(512)；所述弹簧B通道(52)的两端分别设有B通道A区阀门(521)和B通道B区阀门(522)；所述阻尼缓冲通道(53)的两端均设有缓冲通道A区阀门(531)和缓冲通道B区阀门(532)；所述去阻尼通道A(54)与所述去阻尼通道B(55)关于所述移动杆(4)的中心线对称，为等截面的圆形通孔，其内径至少为所述阻尼缓冲通道(53)内径的10倍。
4.根据权利要求1所述的一种可用于机器人减振的换能器，其特征在于：阻尼缓冲通道(53)为开设于所述换能模块上的弯弯曲曲的等截面圆形通孔，其曲线长度至少为所述去阻尼通道A(54)长度的十倍；所述阻尼缓冲通道(53)由A区缓冲通道入口(533)、内部弯曲通道和B区缓冲通道入口(534)组成；所述内部弯曲通道由多道垂直于移动杆运动方向的圆形等截面单连通通孔组成。
5.根据权利要求1所述的一种可用于机器人减振的换能器，其特征在于：所述A区抗压弹簧A(11)、A区抗压弹簧B(12)、B区抗压弹簧A(31)和B区抗压弹簧B(32)均为抗压缩弹簧。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112360914A (zh) * 2020-10-22 2021-02-12 同济大学 一种流固耦合惯容器
CN115217887B (zh) * 2022-05-18 2024-06-04 长沙市伊尔特流体技术有限公司 一种液压阻尼器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1279885A (en) * 1968-02-23 1972-06-28 Gates Rubber Co Hydraulic suspension unit
CN202545669U (zh) * 2012-02-09 2012-11-21 顾宏余 缓冲器
CN103047335A (zh) * 2012-12-26 2013-04-17 北京理工大学 惯阻式吸振器
CN203413020U (zh) * 2013-07-22 2014-01-29 长安大学 一种基于磁流变液的发动机减振装置
CN105179573A (zh) * 2015-07-19 2015-12-23 常州大学 单杆多级绕射磁流变阻尼器
CN105422716B (zh) * 2015-12-04 2017-10-20 华南理工大学 一种集成液压式馈能减震器及其运行方法

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Assignor: CHANGZHOU University

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Denomination of invention: A transducer that can be used for robot vibration reduction

Granted publication date: 20190125

License type: Common License

Record date: 20231220

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