CN108443260B - 片状式机器人专用叶片摆动液压缸 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其结构简单，设计合理，具有结构紧凑、机械效率高、扭矩输出平稳，操控性能好的优点。其包括定片、动片，所述动片包括内部旋转端、外部第一连接法兰，所述内部旋转端的外露端面上设置有凸起叶片，所述定片包括内端导轨端、外部第二连接法兰，所述内端导轨端朝向所述凸起叶片的端面上设置有内凹运动导轨槽，所述内凹运动导轨槽的运动轨迹上设置有一处隔断，所述隔断的两侧分别设置有第一进出油口、第二进出油口，其还包括双列圆锥滚子轴承，所述双列圆锥滚子轴承包括内圈、外圈，所述动片的内部旋转端、定片的内端导轨端相向布置。
Description
技术领域
本发明涉及液压缸的技术领域，具体为片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其是应用于机器人运动关节处的摆动油缸。
背景技术
液压缸是液压系统中的执行元件，它将液压泵提供的液压能转变为机械能，使机械结构实现直线运动或旋转运动。目前，液压缸中能实现旋转运动的有三种结构，具体为：齿轮齿条摆动油缸、螺旋摆动油缸和叶片式液压缸，其中齿轮齿条摆动油缸是通过齿轮和齿条来把液压缸活塞的往返运动转化为角度的旋转；螺旋摆动油缸是活塞通过螺旋齿来把往返运动转化为角度的旋转；叶片式液压缸是直接实现叶片的旋转运动。齿轮齿条摆动油缸和螺旋摆动油缸的密封都在圆柱表面上密封，齿轮齿条摆动油缸的结构会多出来齿轮齿条等机械结构；而螺旋摆动油缸的结构中螺旋齿上没有办法做到液压油的密封，所以它的螺旋齿和往返运动的密封面需要在另外两个位置上，这使其尺寸相对较大；目前的叶片式液压缸的轴向密封也都在圆柱表面上，容腔的密封采用叶片的间隙密封或在叶片和固定片上设计密封，在结构上有缸体、输出轴、叶片、固定片及前后端盖等。上述三种液压缸具有结构复杂、操作繁琐及功率密度比相对较小的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其结构简单，设计合理，具有结构紧凑、机械效率高、扭矩输出平稳，操控性能好的优点。
片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其特征在于：其包括定片、动片，所述动片包括内部旋转端、外部第一连接法兰，所述内部旋转端的外露端面上设置有凸起叶片，所述定片包括内端导轨端、外部第二连接法兰，所述内端导轨端朝向所述凸起叶片的端面上设置有内凹运动导轨槽，所述内凹运动导轨槽的运动轨迹上设置有一处隔断，所述隔断的两侧分别设置有第一进出油口、第二进出油口，其还包括双列圆锥滚子轴承，所述双列圆锥滚子轴承包括内圈、外圈，所述动片的内部旋转端、定片的内端导轨端相向布置，所述动片的外部第一法兰固接所述外圈的第一法兰安装面，所述定片的外部第二法兰固接所述内圈的第二法兰安装面，所述内部旋转端、内端导轨端均位于所述双列圆锥滚子轴承的中心圆柱腔内，所述凸起叶片的凸起部分伸入所述内凹运动导轨槽布置，所述定片、动片、双列圆锥滚子轴承的中心轴为同一延长线上的中心轴，所述内部旋转端、内端导轨端的相向面之间留有密封间隙，安装完成后所述第一进出油口沿着所述内凹运动导轨槽到所述凸起叶片的凸起部分的腔体为第一工作腔、所述第二进出油口沿着所述内凹运动导轨槽到所述凸起叶片的凸起部分的腔体为第二工作腔。
其进一步特征在于：
所述内部旋转端、内端导轨端的相向面均为平面，所述密封间隙的距离确保内部旋转端、内端导轨端的相向面间的平面间隙密封；
所述内凹运动导轨槽为带有隔断的圆环状内凹运动导轨槽，圆环状的内凹运动导轨槽的圆心重合于所述定片的中心轴线上，确保整个结构顺畅工作；
所述凸起叶片的凸起部分的间隙配合所述内凹运动导轨槽布置，在液压油的作用下形成油膜确保运动顺畅并避免叶片磨损；
所述定片的内端导轨端的对应于内凹运动导轨槽的内圈部分设置有环状的内凹的第一泄油槽、所述定片的内端导轨端的对应于内凹运动导轨槽的外圈部分设置有环状的内凹的第二泄油槽，所述第一泄油槽、第二泄油槽通过位于隔断位置的内凹的导向泄油槽连通，所述第一泄油槽、第二泄油槽的存在使得内部旋转端、内端导轨端的相向面间确保平面密封，所述第一泄油槽、第二泄油槽、导向泄油槽所形成的整体泄油槽通过油路单独引回油箱；
所述凸起叶片包括安装端、凸起部分，所述内部旋转端上设置有安装槽，所述安装端过盈配合定位安装于所述安装槽内，确保油液无泄露并防止叶片相对所述动片移动；
所述动片的外部第一法兰通过均布的螺钉固接所述外圈的第一法兰安装面，所述定片的外部第二法兰通过均布的螺钉固接所述内圈的第二法兰安装面。
采用本发明后，定片与双列圆锥滚子轴承的内圈固定连接，动片与双列圆锥滚子轴承的外圈固定连接，其利用双列圆锥滚子轴承保证定片与动片之间会不分离开并且始终保持间隙密封，叶片摆动液压缸的两个工作腔由凸起叶片、动片与定片所形成，当压力油通过第一进出油口进入到第一工作腔时，在压力作用下使动片在凸起叶片的带动下一起做逆时针旋转运动；当压力油通过第二进出油口进入到第二工作腔时，在压力作用下使动片在凸起叶片的带动下一起做顺时针旋转运动；其结构简单，设计合理，具有结构紧凑、机械效率高、扭矩输出平稳，操控性能好的优点。
附图说明
图1为本发明的立体组装图结构示意图；
图2为本发明的侧视图剖视结构示意图；
图3为本发明的定片的主视图剖视结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
定片1、内端导轨端11、外部第二连接法兰12、内凹运动导轨槽13、隔断14、内圈部分15、第一泄油槽16、外圈部分17、第二泄油槽18、导向泄油槽19
动片2、内部旋转端21、外部第一连接法兰22、安装槽23
凸起叶片3、凸起部分31、安装端32
第一进出油口4、第二进出油口5
双列圆锥滚子轴承6、内圈61、外圈62、第一法兰安装面63、第二法兰安装面64、中心圆柱腔65
第一工作腔7、第二工作腔8。
具体实施方式
片状式机器人专用叶片摆动液压缸，见图1-图3：其包括定片1、动片2，动片2包括内部旋转端21、外部第一连接法兰22，内部旋转端21的外露端面上设置有凸起叶片3，定片1包括内端导轨端11、外部第二连接法兰12，内端导轨端11朝向凸起叶片3的端面上设置有内凹运动导轨槽13，内凹运动导轨槽13的运动轨迹上设置有一处隔断14，隔断14的两侧分别设置有第一进出油口4、第二进出油口5，其还包括双列圆锥滚子轴承6，双列圆锥滚子轴承6包括内圈61、外圈62，动片2的内部旋转端21、定片1的内端导轨端11相向布置，动片2的外部第一法兰22固接外圈62的第一法兰安装面63，定片1的外部第二法兰12固接内圈61的第二法兰安装面64，内部旋转端21、内端导轨端11均位于双列圆锥滚子轴承6的中心圆柱腔65内，凸起叶片3的凸起部分31伸入内凹运动导轨槽13布置，定片1、动片2、双列圆锥滚子轴承6的中心轴为同一延长线上的中心轴，内部旋转端21、内端导轨端11的相向面之间留有密封间隙，安装完成后第一进出油口4沿着内凹运动导轨槽13到凸起叶片3的凸起部分31的腔体为第一工作腔7、第二进出油口5沿着内凹运动导轨槽13到凸起叶片3的凸起部分31的腔体为第二工作腔8。
内部旋转端21、内端导轨端11的相向面均为平面，密封间隙的距离确保内部旋转端21、内端导轨端11的相向面间的平面间隙密封；
内凹运动导轨槽13为带有隔断14的圆环状内凹运动导轨槽，圆环状的内凹运动导轨槽13的圆心重合于定片的中心轴线上，确保整个结构顺畅工作；
凸起叶片3的凸起部分31的间隙配合内凹运动导轨槽13布置，在液压油的作用下形成油膜确保运动顺畅并避免叶片磨损；
定片1的内端导轨端11的对应于内凹运动导轨槽13的内圈部分15设置有环状的内凹的第一泄油槽16、定片1的内端导轨端11的对应于内凹运动导轨槽13的外圈部分17设置有环状的内凹的第二泄油槽18，第一泄油槽16、第二泄油槽18通过位于隔断14位置的内凹的导向泄油槽19连通，第一泄油槽16、第二泄油槽18的存在使得内部旋转端21、内端导轨端11的相向面间确保平面密封，第一泄油槽16、第二泄油槽18、导向泄油槽19所形成的整体泄油槽通过油路单独引回油箱(油路部分图中未画出、根据具体应用场合设定合适的油路即可)；
凸起叶片3包括安装端32、凸起部分31，内部旋转端21上设置有安装槽23，安装端32过盈配合定位安装于安装槽23内，确保油液无泄露并防止叶片相对动片移动；
动片2的外部第一法兰22通过均布的螺钉固接外圈62的第一法兰安装面63，定片1的外部第二法兰12通过均布的螺钉固接内圈61的第二法兰安装面64。
其工作原理如下：定片与双列圆锥滚子轴承的内圈固定连接，动片与双列圆锥滚子轴承的外圈固定连接，其利用双列圆锥滚子轴承保证定片与动片之间会不分离开并且始终保持间隙密封，叶片摆动液压缸的两个工作腔由凸起叶片、动片与定片所形成，当压力油通过第一进出油口进入到第一工作腔时，在压力作用下使动片在凸起叶片的带动下一起做逆时针旋转运动；当压力油通过第二进出油口进入到第二工作腔时，在压力作用下使动片在凸起叶片的带动下一起做顺时针旋转运动；其结构简单，设计合理，具有结构紧凑、机械效率高、扭矩输出平稳，操控性能好的优点。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其特征在于：其包括定片、动片，所述动片包括内部旋转端、外部第一连接法兰，所述内部旋转端的外露端面上设置有凸起叶片，所述定片包括内端导轨端、外部第二连接法兰，所述内端导轨端朝向所述凸起叶片的端面上设置有内凹运动导轨槽，所述内凹运动导轨槽的运动轨迹上设置有一处隔断，所述隔断的两侧分别设置有第一进出油口、第二进出油口，其还包括双列圆锥滚子轴承，所述双列圆锥滚子轴承包括内圈、外圈，所述动片的内部旋转端、定片的内端导轨端相向布置，所述动片的外部第一法兰固接所述外圈的第一法兰安装面，所述定片的外部第二法兰固接所述内圈的第二法兰安装面，所述内部旋转端、内端导轨端均位于所述双列圆锥滚子轴承的中心圆柱腔内，所述凸起叶片的凸起部分伸入所述内凹运动导轨槽布置，所述定片、动片、双列圆锥滚子轴承的中心轴为同一延长线上的中心轴，所述内部旋转端、内端导轨端的相向面之间留有密封间隙，安装完成后所述第一进出油口沿着所述内凹运动导轨槽到所述凸起叶片的凸起部分的腔体为第一工作腔、所述第二进出油口沿着所述内凹运动导轨槽到所述凸起叶片的凸起部分的腔体为第二工作腔；
所述内部旋转端、内端导轨端的相向面均为平面，所述密封间隙的距离确保内部旋转端、内端导轨端的相向面间的平面间隙密封；
所述定片的内端导轨端的对应于内凹运动导轨槽的内圈部分设置有环状的内凹的第一泄油槽、所述定片的内端导轨端的对应于内凹运动导轨槽的外圈部分设置有环状的内凹的第二泄油槽，所述第一泄油槽、第二泄油槽通过位于隔断位置的内凹的导向泄油槽连通。
2.如权利要求1所述的片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其特征在于：所述内凹运动导轨槽为带有隔断的圆环状内凹运动导轨槽，圆环状的内凹运动导轨槽的圆心重合于所述定片的中心轴线上。
3.如权利要求1所述的片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其特征在于：所述凸起叶片的凸起部分的间隙配合所述内凹运动导轨槽布置。
4.如权利要求1所述的片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其特征在于：所述凸起叶片包括安装端、凸起部分，所述内部旋转端上设置有安装槽，所述安装端过盈配合定位安装于所述安装槽内。
5.如权利要求1所述的片状式机器人专用叶片摆动液压缸，其特征在于：所述动片的外部第一法兰通过均布的螺钉固接所述外圈的第一法兰安装面，所述定片的外部第二法兰通过均布的螺钉固接所述内圈的第二法兰安装面。
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