CN108748256A - 一种液压单片叠加式机器人柔性关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座（28）、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座（24），所述基座（28）上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座（24），所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。本发明机器人柔性关节利用变位插片的角度变化实现机器人机械臂关节的角度控制，属于杆件柔性但同时又具有刚性，具有单臂回转半径小，易于操作的特点。

Description

一种液压单片叠加式机器人柔性关节

技术领域

本发明属于机器人关节技术领域，尤其涉及一种液压单片叠加式机器人柔性关节。

背景技术

在现有的技术背景中，机器人的每一个关节都配置有一个伺服电机，以及相配套的减速机构，以此来调整调节关联关节的角位移和执行机构的相对坐标位移，此种结构配置方案，虽可以达到控制调整约束各关节及相连关节杆件机械臂的目的，但因其关节角度变化比较刚性，不易操作，后期保养维护等成本高，且每个关节运动路径在一个平面维度内，制约了关节机械臂的多维灵活性和操作性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种液压单片叠加式机器人柔性关节，克服了现有技术中1：关节角度变化比较刚性，不易操作，2：各关节运动路径在一个平面维度内，3：多维灵活性和操作性能差等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座，所述基座上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

优选的，所述液压组件包括液压泵、分配阀和液压油管，其中液压泵、分配阀和液压油管依次连接，所述液压泵和分配阀固定于伺服电机组件上端，其中液压油管分别与多个关节组件连接。

优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机，其中伺服电机一端面通过定位螺栓与前端的关节组件连接。

优选的，所述关节组件包括伸缩波纹管、变位插片、方管、连杆、曲面压块、连杆推拉杆、关节端盖板、液压顶杆、液压缸体、空心伺服电机和关节基座板，其中关节端盖板一端面通过定位螺栓与伺服电机连接，所述关节端盖板另一端面与关节基座板连接，其中关节端盖板中心位置连接液压顶杆，所述液压顶杆套接于液压缸体中，其中液压缸体外壁设有多个曲面压块，所述多个曲面压块分为两组，其中两组曲面压块对称设置于液压缸体的外壁两侧，所述方管与关节基座板焊接，其中液压缸体设置于方管中，所述方管设有摆动横槽，其中多个连杆推拉杆固定于方管的摆动横槽中，所述多个连杆推拉杆一端连接滑动轴分别与相应的曲面压块相接，其中每个连杆推拉杆另一端分别连接两个连杆，所述方管外侧设有多个变位插片，其中多个变位插片通过变位插片轴依次可转动固定在方管的侧壁上，所述两个连杆分别连接相邻的两个变位插片，所述多个变位插片外设有伸缩波纹管，其中伸缩波纹管将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机，其中空心伺服电机一端连接后端变位插片，另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板，所述液压缸体与液压油管连接。

优选的，所述变位插片一端设有连杆轴座，所述连杆一端设有连杆上轴，其中连杆一端通过连杆上轴8连接变位插片上的连杆轴座。

优选的，所述连杆推拉杆一端设有连杆铰轴，其中连杆铰轴同时连接两个连杆，所述连杆推拉杆中心设有滑道，其中连杆推拉杆通过推拉杆轴销穿过滑道和摆动横槽固定在方管上。

优选的，所述液压顶杆通过顶杆定位螺母与关节端盖板连接。

优选的，所述多个变位插片通过变位插片轴依次固定在方管的侧壁上，其中变位插片中心开设有插片直槽口，所述插片直槽口的内径大于方管的外径。

优选的，所述两组曲面压块中的任一组个数为个，其中曲面压块为斜角三角形结构，所述拉杆滑动轴可在曲面压块的斜角三角形结构最长边的坡面上下滚动，所述两组曲面压块的坡面正反设置，其中设置于液压缸体一侧曲面压块坡面的坡峰对应设置于液压缸体另一侧曲面压块坡面的坡底。

优选的，所述相邻两个关节组件在轴向相互交错90°设置，其中相邻两个关节组件中的一个关节组件上下角度变化时，另一个关节组件左右角度变化。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明机器人柔性关节采用伺服电机和液压缸组合方式，利用伺服电机控制调节整体关节组件的角度需要，再利用液压组件控制各个关节组件弯曲，同时利用空心伺服电机控制下一关节组件角度的变化，满足执行机构的定位，使各关节组件能够独立或者协同完成操作命令，达到可多维度调节关节角度的作用效果，同时这样减少了伺服电机和液压缸的使用量，降低了生产成本和使用成本，减少了后期保养维修的成本；

（2）本发明由多组变位插片、连杆、曲面压块、空心伺服电机、液压缸体组成，由液压缸体驱动曲面压块，曲面压块推动连杆，并使变位插片发生转动，配合伺服电控制关节做柔性的角度变化运动；

（3）本发明机器人柔性关节利用变位插片的角度变化实现机器人机械臂关节的角度控制，属于杆件柔性但同时又具有刚性，具有单臂回转半径小，易于操作的特点。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、本发明的A向剖视图；

图3、本发明的关节组件结构示意图。

附图标记说明：

1-液压泵，2-分配阀，3-伸缩波纹管，4-变位插片，5-连杆轴座，6-方管，7-连杆，8-连杆上轴，9-曲面压块，10-连杆铰轴，11-连杆推拉杆，12-关节端盖板，13-液压顶杆，14-推拉杆轴销，15-液压缸体，16-顶杆定位螺母，17-空心伺服电机，18-变位插片轴，19-伺服电机，20-液压油管，21-滑动轴，22-滑道，23-摆动横槽，24-执行机构基座，25-关节基座板，26-定位螺栓，27-插片直槽口，28-基座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

实施例2

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

实施例3

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机19，其中伺服电机19一端面通过定位螺栓26与前端的关节组件连接。

实施例4

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机19，其中伺服电机19一端面通过定位螺栓26与前端的关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述关节组件包括伸缩波纹管3、变位插片4、方管6、连杆7、曲面压块9、连杆推拉杆11、关节端盖板12、液压顶杆13、液压缸体15、空心伺服电机17和关节基座板25，其中关节端盖板12一端面通过定位螺栓26与伺服电机19连接，所述关节端盖板12另一端面与关节基座板25连接，其中关节端盖板12中心位置连接液压顶杆13，所述液压顶杆13套接于液压缸体15中，其中液压缸体15外壁设有多个曲面压块9，所述多个曲面压块9分为两组，其中两组曲面压块9对称设置于液压缸体15的外壁两侧，所述方管6与关节基座板25焊接，其中液压缸体15设置于方管6中，所述方管6设有摆动横槽23，其中多个连杆推拉杆11固定于方管6的摆动横槽23中，所述多个连杆推拉杆11一端连接滑动轴21分别与相应的曲面压块9相接，其中每个连杆推拉杆11另一端分别连接两个连杆7，所述方管6外侧设有多个变位插片4，其中多个变位插片4通过变位插片轴18依次可转动固定在方管6的侧壁上，所述两个连杆7分别连接相邻的两个变位插片4，所述多个变位插片4外设有伸缩波纹管3，其中伸缩波纹管3将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机17，其中空心伺服电机17一端连接后端变位插片4，另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板12，所述液压缸体15与液压油管20连接。

实施例5

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机19，其中伺服电机19一端面通过定位螺栓26与前端的关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述关节组件包括伸缩波纹管3、变位插片4、方管6、连杆7、曲面压块9、连杆推拉杆11、关节端盖板12、液压顶杆13、液压缸体15、空心伺服电机17和关节基座板25，其中关节端盖板12一端面通过定位螺栓26与伺服电机19连接，所述关节端盖板12另一端面与关节基座板25连接，其中关节端盖板12中心位置连接液压顶杆13，所述液压顶杆13套接于液压缸体15中，其中液压缸体15外壁设有多个曲面压块9，所述多个曲面压块9分为两组，其中两组曲面压块9对称设置于液压缸体15的外壁两侧，所述方管6与关节基座板25焊接，其中液压缸体15设置于方管6中，所述方管6设有摆动横槽23，其中多个连杆推拉杆11固定于方管6的摆动横槽23中，所述多个连杆推拉杆11一端连接滑动轴21分别与相应的曲面压块9相接，其中每个连杆推拉杆11另一端分别连接两个连杆7，所述方管6外侧设有多个变位插片4，其中多个变位插片4通过变位插片轴18依次可转动固定在方管6的侧壁上，所述两个连杆7分别连接相邻的两个变位插片4，所述多个变位插片4外设有伸缩波纹管3，其中伸缩波纹管3将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机17，其中空心伺服电机17一端连接后端变位插片4，另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板12，所述液压缸体15与液压油管20连接。

如图1~3所示，优选的，所述变位插片4一端设有连杆轴座5，所述连杆7一端设有连杆上轴8，其中连杆7一端通过连杆上轴8连接变位插片4上的连杆轴座5。

实施例6

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机19，其中伺服电机19一端面通过定位螺栓26与前端的关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述关节组件包括伸缩波纹管3、变位插片4、方管6、连杆7、曲面压块9、连杆推拉杆11、关节端盖板12、液压顶杆13、液压缸体15、空心伺服电机17和关节基座板25，其中关节端盖板12一端面通过定位螺栓26与伺服电机19连接，所述关节端盖板12另一端面与关节基座板25连接，其中关节端盖板12中心位置连接液压顶杆13，所述液压顶杆13套接于液压缸体15中，其中液压缸体15外壁设有多个曲面压块9，所述多个曲面压块9分为两组，其中两组曲面压块9对称设置于液压缸体15的外壁两侧，所述方管6与关节基座板25焊接，其中液压缸体15设置于方管6中，所述方管6设有摆动横槽23，其中多个连杆推拉杆11固定于方管6的摆动横槽23中，所述多个连杆推拉杆11一端连接滑动轴21分别与相应的曲面压块9相接，其中每个连杆推拉杆11另一端分别连接两个连杆7，所述方管6外侧设有多个变位插片4，其中多个变位插片4通过变位插片轴18依次可转动固定在方管6的侧壁上，所述两个连杆7分别连接相邻的两个变位插片4，所述多个变位插片4外设有伸缩波纹管3，其中伸缩波纹管3将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机17，其中空心伺服电机17一端连接后端变位插片4，另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板12，所述液压缸体15与液压油管20连接。

如图1~3所示，优选的，所述变位插片4一端设有连杆轴座5，所述连杆7一端设有连杆上轴8，其中连杆7一端通过连杆上轴8连接变位插片4上的连杆轴座5。

如图1~3所示，优选的，所述连杆推拉杆11一端设有连杆铰轴10，其中连杆铰轴10同时连接两个连杆7，所述连杆推拉杆11中心设有滑道22，其中连杆推拉杆11通过推拉杆轴销14穿过滑道22和摆动横槽23固定在方管6上。

如图1~3所示，优选的，所述液压顶杆13通过顶杆定位螺母16与关节端盖板12连接。

如图1~3所示，优选的，所述多个变位插片4通过变位插片轴18依次固定在方管6的侧壁上，其中变位插片4中心开设有插片直槽口27，所述插片直槽口27的内径大于方管6的外径。

实施例7

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机19，其中伺服电机19一端面通过定位螺栓26与前端的关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述关节组件包括伸缩波纹管3、变位插片4、方管6、连杆7、曲面压块9、连杆推拉杆11、关节端盖板12、液压顶杆13、液压缸体15、空心伺服电机17和关节基座板25，其中关节端盖板12一端面通过定位螺栓26与伺服电机19连接，所述关节端盖板12另一端面与关节基座板25连接，其中关节端盖板12中心位置连接液压顶杆13，所述液压顶杆13套接于液压缸体15中，其中液压缸体15外壁设有多个曲面压块9，所述多个曲面压块9分为两组，其中两组曲面压块9对称设置于液压缸体15的外壁两侧，所述方管6与关节基座板25焊接，其中液压缸体15设置于方管6中，所述方管6设有摆动横槽23，其中多个连杆推拉杆11固定于方管6的摆动横槽23中，所述多个连杆推拉杆11一端连接滑动轴21分别与相应的曲面压块9相接，其中每个连杆推拉杆11另一端分别连接两个连杆7，所述方管6外侧设有多个变位插片4，其中多个变位插片4通过变位插片轴18依次可转动固定在方管6的侧壁上，所述两个连杆7分别连接相邻的两个变位插片4，所述多个变位插片4外设有伸缩波纹管3，其中伸缩波纹管3将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机17，其中空心伺服电机17一端连接后端变位插片4，另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板12，所述液压缸体15与液压油管20连接。

如图1~3所示，优选的，所述变位插片4一端设有连杆轴座5，所述连杆7一端设有连杆上轴8，其中连杆7一端通过连杆上轴8连接变位插片4上的连杆轴座5。

如图1~3所示，优选的，所述连杆推拉杆11一端设有连杆铰轴10，其中连杆铰轴10同时连接两个连杆7，所述连杆推拉杆11中心设有滑道22，其中连杆推拉杆11通过推拉杆轴销14穿过滑道22和摆动横槽23固定在方管6上。

如图1~3所示，优选的，所述液压顶杆13通过顶杆定位螺母16与关节端盖板12连接。

如图1~3所示，优选的，所述多个变位插片4通过变位插片轴18依次固定在方管6的侧壁上，其中变位插片4中心开设有插片直槽口27，所述插片直槽口27的内径大于方管6的外径。

如图1~3所示，优选的，所述两组曲面压块9中的任一组个数为3个，其中曲面压块9为斜角三角形结构，所述拉杆滑动轴21可在曲面压块9的斜角三角形结构最长边的坡面上下滚动，所述两组曲面压块9的坡面正反设置，其中设置于液压缸体15一侧曲面压块9坡面的坡峰对应设置于液压缸体15另一侧曲面压块9坡面的坡底。

实施例8

如图1~3所示，本发明公开了一种液压单片叠加式机器人柔性关节，包括基座28、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座24，所述基座28上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座24，所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述液压组件包括液压泵1、分配阀2和液压油管20，其中液压泵1、分配阀2和液压油管20依次连接，所述液压泵1和分配阀2固定于伺服电机组件上端，其中液压油管20分别与多个关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述伺服电机组件包括伺服电机19，其中伺服电机19一端面通过定位螺栓26与前端的关节组件连接。

如图1~3所示，优选的，所述关节组件包括伸缩波纹管3、变位插片4、方管6、连杆7、曲面压块9、连杆推拉杆11、关节端盖板12、液压顶杆13、液压缸体15、空心伺服电机17和关节基座板25，其中关节端盖板12一端面通过定位螺栓26与伺服电机19连接，所述关节端盖板12另一端面与关节基座板25连接，其中关节端盖板12中心位置连接液压顶杆13，所述液压顶杆13套接于液压缸体15中，其中液压缸体15外壁设有多个曲面压块9，所述多个曲面压块9分为两组，其中两组曲面压块9对称设置于液压缸体15的外壁两侧，所述方管6与关节基座板25焊接，其中液压缸体15设置于方管6中，所述方管6设有摆动横槽23，其中多个连杆推拉杆11固定于方管6的摆动横槽23中，所述多个连杆推拉杆11一端连接滑动轴21分别与相应的曲面压块9相接，其中每个连杆推拉杆11另一端分别连接两个连杆7，所述方管6外侧设有多个变位插片4，其中多个变位插片4通过变位插片轴18依次可转动固定在方管6的侧壁上，所述两个连杆7分别连接相邻的两个变位插片4，所述多个变位插片4外设有伸缩波纹管3，其中伸缩波纹管3将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机17，其中空心伺服电机17一端连接后端变位插片4，另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板12，所述液压缸体15与液压油管20连接。

如图1~3所示，优选的，所述变位插片4一端设有连杆轴座5，所述连杆7一端设有连杆上轴8，其中连杆7一端通过连杆上轴8连接变位插片4上的连杆轴座5。

如图1~3所示，优选的，所述连杆推拉杆11一端设有连杆铰轴10，其中连杆铰轴10同时连接两个连杆7，所述连杆推拉杆11中心设有滑道22，其中连杆推拉杆11通过推拉杆轴销14穿过滑道22和摆动横槽23固定在方管6上。

如图1~3所示，优选的，所述液压顶杆13通过顶杆定位螺母16与关节端盖板12连接。

如图1~3所示，优选的，所述多个变位插片4通过变位插片轴18依次固定在方管6的侧壁上，其中变位插片4中心开设有插片直槽口27，所述插片直槽口27的内径大于方管6的外径。

如图1~3所示，优选的，所述两组曲面压块9中的任一组个数为3个，其中曲面压块9为斜角三角形结构，所述拉杆滑动轴21可在曲面压块9的斜角三角形结构最长边的坡面上下滚动，所述两组曲面压块9的坡面正反设置，其中设置于液压缸体15一侧曲面压块9坡面的坡峰对应设置于液压缸体15另一侧曲面压块9坡面的坡底。

优选的，所述相邻两个关节组件在轴向相互交错90°设置，其中相邻两个关节组件中的一个关节组件上下角度变化时，另一个关节组件左右角度变化。

优选的，所述关节组件的个数为六个，其中六个关节组件依次连接，所述第一个关节组件前端通过定位螺栓26与伺服电机19连接，其中第六个关节组件的后端与执行机构基座24连接，所述第一个关节组件后端的空心伺服电机17与第一个关节组件前端的关节端盖板12连接，所述六个关节组件分别连接液压油管20，第一个关节组件由伺服电机19控制关节整体角自由旋转度，第二到第六个关节组件通过前一个关节组件的空心伺服电机17调节任意角度。

本发明的工作原理如下：

本发明液压顶杆13通过顶杆定位螺母16固定在关节端盖板12上，液压泵1的液压油通过分配阀2经液压油管20传输给每一个关节组件的液压缸体15内，各关节组件所采用的液压缸为双向作用液压缸，由于液压缸顶杆13固定在关节端盖板12上，当液压泵1工作时，分配阀2根据各关节组件的需要控制调节液压油的流向大小，使液压缸体15前进或后退，当液压缸体15向前移动时，液压缸体上的曲面压块9与液压缸体15同步位移，曲面压块9分为两组，并对称设置在液压缸体15的外壁两侧，并且每组对称设置的曲面压块9与其所对应的另一组曲面压块9 其坡面正反设置(即一个曲面压块9的坡峰，对应另一侧曲面压块9的坡底)，所述方管6固定焊接在关节基座板25上，液压缸体15设置于方管6中，在方管6的侧壁上，设有车铣的摆动横槽23，连杆推拉杆 11通过推拉杆轴销 14固定在方管6上的摆动横槽23之中，多个变位插片4通过变位插片轴18依次固定在方管6的侧壁上，为了使变位插片4在方管6上转动，所以变位插片4的插片直槽口27的内径大于方管6的外径。

当液压缸体15向前位移时，液压缸体15下侧的曲面压块9使滑动轴21受压，推动连杆推拉杆11向外侧移动，同时连杆推拉杆11上端的连杆铰轴10带动两个连杆7同步向外位移，因为连杆7的一端通过连杆上轴8固定在变位插片4上的拉杆轴座5上，所以连杆7向外位移相交的两个连杆7之间的角度变大，长度变长，推动相邻的两个变位插片4发生位移，绕其变位插片轴18转动，因为每个关节末端的连杆7的连杆上轴8固定在变位插片4的连杆轴座5上，当多组连杆7同步向外位移并使变位插片4绕变位插片轴18转动，由于下一个关节组件的关节端盖板12与前一个关节组件前端的变位插片4连接，当上一个关节组件的变位插片4角度发生变化时，与其相连的关节组件的角度也随之改变，由于液压缸体15两侧的两组曲面压块9的坡面呈正反设置状态，当一侧的连杆推拉杆11外移时，另一侧的连杆推拉杆11则向内移动，使变位插片4一侧扩张一侧收缩，并使伸缩波纹管3做相应位移，在连杆推拉杆11的下端设有滑动轴21，其可在曲面压块9的坡面上下滚动，在连杆推拉杆11的中部设有推拉杆轴销14和滑道22，以保证能够配合连杆推拉杆11移动时与轴距位置的变化，在基座28上设置有伺服电机19以控制调节整体关节臂的角度需要，在每个相邻关节组件之间设置有一空心伺服电机17配合单个关节组件角度的变化，满足执行机构的定位。

本发明由多组变位插片4、连杆7、曲面压块9、空心伺服电17机、液压缸体15组成，由液压缸体15驱动曲面压块9，曲面压块9推动连杆7，并使变位插片4发生转动，配合伺服电19控制机械臂关节做柔性的角度变化运动。

本发明机器人柔性关节采用伺服电机和液压缸组合方式，利用伺服电机控制调节整体关节组件的角度需要，再利用液压组件控制各个关节组件弯曲，同时利用空心伺服电机控制下一关节组件角度的变化，满足执行机构的定位，使各关节组件能够独立或者协同完成操作命令，达到可多维度调节关节角度的作用效果，同时这样减少了伺服电机和液压缸的使用量，降低了生产成本和使用成本，减少了后期保养维修的成本。

本发明机器人柔性关节利用变位插片的角度变化实现机器人机械臂关节的角度控制，属于杆件柔性但同时又具有刚性，具有单臂回转半径小，易于操作的特点。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：包括基座（28）、伺服电机组件、液压组件、关节组件和执行机构基座（24），所述基座（28）上端面设置有伺服电机组件，其中伺服电机组件上端面设置有液压组件，所述伺服电机组件一端连接关节组件，其中关节组件端部连接执行机构基座（24），所述关节组件为多个并依次连接，其中多个关节组件分别与液压组件连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述液压组件包括液压泵（1）、分配阀（2）和液压油管（20），其中液压泵（1）、分配阀（2）和液压油管（20）依次连接，所述液压泵（1）和分配阀（2）固定于伺服电机组件上端，其中液压油管（20）分别与多个关节组件连接。

3.根据权利要求2所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述伺服电机组件包括伺服电机（19），其中伺服电机（19）一端面通过定位螺栓（26）与前端的关节组件连接。

4.根据权利要求3所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述关节组件包括伸缩波纹管（3）、变位插片（4）、方管（6）、连杆（7）、曲面压块（9）、连杆推拉杆（11）、关节端盖板（12）、液压顶杆（13）、液压缸体（15）、空心伺服电机（17）和关节基座板（25），其中关节端盖板（12）一端面通过定位螺栓（26）与伺服电机（19）连接，所述关节端盖板（12）另一端面与关节基座板（25）连接，其中关节端盖板（12）中心位置连接液压顶杆（13），所述液压顶杆（13）套接于液压缸体（15）中，其中液压缸体（15）外壁设有多个曲面压块（9），所述多个曲面压块（9）分为两组，其中两组曲面压块（9）对称设置于液压缸体（15）的外壁两侧，所述方管（6）与关节基座板（25）焊接，其中液压缸体（15）设置于方管（6）中，所述方管（6）设有摆动横槽（23），其中多个连杆推拉杆（11）固定于方管（6）的摆动横槽（23）中，所述多个连杆推拉杆（11）一端连接滑动轴（21）分别与相应的曲面压块（9）相接，其中每个连杆推拉杆（11）另一端分别连接两个连杆（7），所述方管（6）外侧设有多个变位插片（4），其中多个变位插片（4）通过变位插片轴（18）依次可转动固定在方管（6）的侧壁上，所述两个连杆（7）分别连接相邻的两个变位插片（4），所述多个变位插片（4）外设有伸缩波纹管（3），其中伸缩波纹管（3）将整个关节组件包裹，所述关节组件的端部设有空心伺服电机（17），其中空心伺服电机（17）一端连接后端变位插片（4），另一端通过螺栓连接下一关节组件的关节端盖板（12），所述液压缸体（15）与液压油管（20）连接。

5.根据权利要求4所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述变位插片（4）一端设有连杆轴座（5），所述连杆（7）一端设有连杆上轴（8），其中连杆（7）一端通过连杆上轴（8）连接变位插片（4）上的连杆轴座（5）。

6.根据权利要求4所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述连杆推拉杆（11）一端设有连杆铰轴（10），其中连杆铰轴（10）同时连接两个连杆（7），所述连杆推拉杆（11）中心设有滑道（22），其中连杆推拉杆（11）通过推拉杆轴销（14）穿过滑道（22）和摆动横槽（23）固定在方管（6）上。

7.根据权利要求4所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述液压顶杆（13）通过顶杆定位螺母（16）与关节端盖板（12）连接。

8.根据权利要求4所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述多个变位插片（4）通过变位插片轴（18）依次固定在方管（6）的侧壁上，其中变位插片（4）中心开设有插片直槽口（27），所述插片直槽口（27）的内径大于方管（6）的外径。

9.根据权利要求4所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述两组曲面压块（9）中的任一组个数为3个，其中曲面压块（9）为斜角三角形结构，所述拉杆滑动轴（21）可在曲面压块（9）的斜角三角形结构最长边的坡面上下滚动，所述两组曲面压块（9）的坡面正反设置，其中设置于液压缸体（15）一侧曲面压块（9）坡面的坡峰对应设置于液压缸体（15）另一侧曲面压块（9）坡面的坡底。

10.根据权利要求1~9任一项所述的一种液压单片叠加式机器人柔性关节，其特征在于：所述相邻两个关节组件在轴向相互交错90°设置，其中相邻两个关节组件中的一个关节组件上下角度变化时，另一个关节组件左右角度变化。