CN111677722A - 全封闭高能量密度的液压动力模组 - Google Patents

全封闭高能量密度的液压动力模组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全封闭高能量密度的液压动力模组,其包括油箱,油箱上设有加油孔、回油口和出油口,出油口连接有输油组件,油箱和输油组件呈上下结构分布,输油组件安装在底壳中,出油口与输油组件的输入端连接,输油组件包括油泵、动力电机和蓄能器,动力电机通过传动组件与油泵连接,油泵的入口端经输入管道与油箱的出油口连接,油泵的出口端连接出油管路,出油管路上安装有止回阀,出油管路上设有分支管路,分支管路与蓄能器连接,出油管路的出口管路经底壳侧壁伸出形成与液压系统连接的出油接口,油泵安装于靠近出油口的一端,蓄能器安装于靠近出油接口的一端。本发明的液压动力组件具有集成性高、体积小、全封闭结构、输出动力大的优点。

Description

全封闭高能量密度的液压动力模组
技术领域
本发明属于液压动力技术领域,尤其是一种全封闭高能量密度的液压动力模组。
背景技术
随着计算机技术的不断发展,许多研究人员对机器人的开发设计产生了兴趣。最初,机器人的产生主要用于帮助工业生产,可以有效提高工作效率,节省人工成本。随后,人工智能技术得到发展,智能机器人的研究也进入了新领域,开发出了多种针对不同工种的工业机器人,如喷漆、点焊、搬运、装配等针对不同工序工作的机器人;还有开发了针对特种领域的特种机器人,如军用机器人、太空机器人、扫雷机器人、布雷机器人、侦察机器人等。
进入21世纪,机器人在现代工业领域,发挥着至关重要的作用,它标志着工业的现代化程度。而且机器人研究是一门多领域交叉的学科,如涉及机械、生物、计算机技术、控制系统、人工智能等,从而也引起不同专业背景的人们对于研究机器人的兴趣。随着更多的人加入机器人的研究行列中,人们对机器人的研究除了最初的工业使用需求之外,也开始注重对机器人运动稳定性、协调性、功能和外观等方面的提升。
目前,已经出现了仿真度极高的仿真人型机器人,这类仿真人型机器人开始进入服务业、娱乐业、医疗行业等等。这类仿真人型机器人需要有行走功能、对外感知能力、局部的自主规划能力、甚至语言表达和表情表达能力等,这是机器人技术的一个重要发展方向。
仿真人型机器人,由于其外形受人体尺寸限制,对于安装其内部的动力系统也提出了更高的要求,不仅需要其整体体积小,便于安装,而且需要动力系统能输出较大的动力来支持机器人的活动。此外,现有技术的液压动力系统,为了保证系统正常工作,其需要与外部大气相通,使得油箱中的液压油泵入执行元件后,不会形成真空;但是这种结构,在动力系统倒转或侧转时就会出现漏油问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种全封闭高能量密度的液压动力模组,该液压动力组件具有集成性高、体积小、全封闭结构、输出动力大的优点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种全封闭高能量密度的液压动力模组,包括油箱,油箱上设有加油孔、回油口和出油口,出油口连接有输油组件,其特征在于:油箱和输油组件呈上下结构分布,输油组件安装在底壳中,所述出油口与输油组件的输入端连接,输油组件包括油泵、动力电机和蓄能器,动力电机通过传动组件与油泵连接,油泵的入口端经输入管道与油箱的出油口连接,油泵的出口端连接出油管路,出油管路上安装有止回阀,出油管路上设有分支管路,分支管路与蓄能器连接,出油管路的出口管路经底壳侧壁伸出形成与液压系统连接的出油接口,油泵安装于靠近出油口的一端,蓄能器安装于靠近出油接口的一端。
上述结构中,油箱和输油组件上下分布,其中,油泵设置在靠近出油口端,蓄能器安装在靠近出油接口端,可以节省连接管道长度,合理布局安装结构,来减小整体动力模组的体积,输油组件安装在底壳中,底壳前侧面距离油泵和动力电机之间留有一段空间,传动组件采用带轮传动,带轮传动组件设置该空间中,合理利用底壳内部的安装容腔,提高集成度。
进一步的,所述油箱内分布有油管,油管外周布满散热片,油箱中还安装有风扇。
上述结构中,油箱内通过分布油管来储存液压油,油管外面布满散热片,散热片和风扇的结构可以起到散热器的作用,改善油箱散热效果,同时,该散热结构的安装方式具有大量节省空间的作用。
进一步的,所述油箱一侧安装有用于隔离油箱内液压油与空气的橡胶隔膜片,橡胶隔膜片安装于油箱内壁上,橡胶隔膜片的外侧面设有压片。
上述结构中,油箱通过橡胶隔膜片将液压油和空气隔离开使得整个液压动力模组成为完全密封封闭的结构,而油管与橡胶隔膜片之间联通,当油箱内的液压油输出之后减少时,由于完全封闭结构,橡胶隔膜片向内收缩或拉伸,使得液压系统正常运行,不需要与大气相通就可以实现,而且即使将该液压动力模组上下颠倒也可以正常工作运行。
进一步的,所述橡胶隔膜片包括内区、中区和边缘区,内区和边缘区呈水平平整延伸,且边缘区高于内区,中区连接内区和边缘区,中区呈凹凸弧面间隔连接的曲面状结构,边缘区安装于油箱内壁上。
上述结构中,橡胶隔膜片的边缘区主要用于安装用,橡胶隔膜片的中区采用曲面状结构设计,使其具有可被拉伸延展和回缩的弹性变形空间,当油箱内液压油输出或补入后,橡胶隔膜片的内区随着中区向内侧收缩或拉伸,来维持内部气压,使得液压系统正常运行。
进一步的,所述出油口设置在油箱一侧壁下方且与油泵的入口端连接,所述回油口和加油孔设置在油箱另一侧壁的上方,加油孔螺接有加油孔盖。
上述结构中,合理设置出油口、回油口和加油孔可以减少和简化管路连接结构,有利于液压动力模组的小型化设计。
进一步的,所述传动组件包括设置在动力电机输出端的主动轮,所述油泵上设有从动轮,主动轮和从动轮通过传动带连接。
上述结构中,油泵和动力电机之间通过带轮传动连接,该传动组件安装在底壳前侧和油泵、动力电机之间的安装空间中。
进一步的,所述油泵、动力电机和蓄能器呈水平并列分布,油泵、动力电机和蓄能器装配于安装板上,安装板装配于底壳中。
上述结构中,油泵、动力电机和蓄能器水平并列分布,并统一固装在安装板上,便于装配和稳定结构。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例主视状态的透视图,展示了内部具体结构,其中风扇为后置;
附图2为本发明具体实施例附图1的俯视图;
附图3为本发明具体实施例附图1俯视状态下的风扇、输油组件等平面布局结构示意图;
附图4为本发明具体实施例另一主视状态的透视图,其中风扇结构上置,橡胶隔膜片设置在侧边;
附图5为本发明具体实施例附图4的侧视图;
附图6为本发明具体实施例中橡胶隔膜片的俯视图;
附图7为本发明具体实施例中橡胶隔膜片的侧视图;
油箱1、出油口11、回油口12、加油孔盖13、油泵2、入口端212、出口端213、底壳3、动力电机4、蓄能器5、安装板31、主动轮61、从动轮62、传动带63、输入管道14、出油管路15、止回阀16、分支管路17、出油接口18、油管14、散热片15、风扇16、上端面101、油箱内壁102、橡胶隔膜片7、内区71、中区72、边缘区73、压片8、螺丝9。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式,本领域一般技术人员根据本发明公开的内容,可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的,或者凡是采用本发明的设计结构和思路,做简单变化或更改的,都落入本发明的保护范围。
本发明的具体实施例如图1-7所示是全封闭高能量密度的液压动力模组,其包括油箱1,油箱1上设有加油孔、回油口12和出油口11,出油口11设置在油箱1一侧壁下方且与输油组件中的油泵2入口端连接,回油口12和加油孔设置在油箱1另一侧壁的上方,加油孔螺接有加油孔盖13,合理设置出油口11、回油口12和加油孔可以减少和简化管路连接结构,有利于液压动力模组的小型化设计。
油箱1和输油组件呈上下结构分布,输油组件安装在底壳3中,出油口11与输油组件的输入端连接,输油组件除了油泵2之外,还有动力电机4和蓄能器5,动力电机4通过传动组件与油泵2连接,油泵2、动力电机4和蓄能器5呈水平并列分布,油泵2、动力电机4和蓄能器5装配于安装板31上,安装板31装配于底壳3中,底壳3和安装板31之间还留有安装空间,传动组件安装在该安装空间中。油泵2和动力电机4之间通过带轮传动连接,带轮传动组件包括设置在动力电机4输出端的主动轮61,油泵2上设有从动轮62,主动轮61和从动轮62通过传动带63连接。其中,油泵2采用高压齿轮油泵2如HGP-1A-F3R,动力电机4可以采用大功率高能量密度的无刷电机如型号8092和型号6374等。
油泵2的入口端经输入管道14与油箱1的出油口11连接,油泵2的出口端213连接出油管14路15,油泵2的入口端和出口端213分别设置在油泵2本体左右两侧,出油管14路15上安装有止回阀16用于控制液压油的输出,出油管14路15的出口管路经底壳3侧壁伸出形成与液压系统连接的出油接口18,油泵2安装于靠近出油口11的一端,蓄能器5安装于靠近出油接口18的一端。出油管14路15上还设有分支管路17,分支管路17与蓄能器5连接,蓄能器5可以将液压动力模组的能量转变为压缩能或位能储存起来,当需要输出释放时,又能将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来,重新补供给液压系统,该液压动力模组可以输出3KW以上的动力,能够达到满足仿真人型机器人动力需求。
油箱1内通过分布油管14来储存液压油,油管14外周布满散热片15来散热,油箱1中还安装有风扇16,风扇16可以安装在上部如图4-5所示,风扇16通过电机驱动,此外,风扇16也可以安装在油箱1后侧如图1-3所示;散热片15和风扇16的结构可以起到散热器的作用,改善油箱1散热效果,同时,该散热结构的安装方式具有大量节省空间的作用。
如图1-3所示,油箱1上端面101安装有用于隔离油箱1内液压油与空气的橡胶隔膜片7,油箱1通过橡胶隔膜片7将内部液压油和外界大气空气隔离开使得整个液压动力模组成为完全密封封闭的结构,而油管14与橡胶隔膜片7之间联通。配合图4-5,即风扇16上置的结构时,橡胶隔膜片7就可以设置在侧边。当油箱1内的液压油输出之后减少时,由于完全封闭结构,橡胶隔膜片7向内收缩或拉伸,使得液压系统正常运行,不需要与大气相通就可以实现,而且即使将该液压动力模组上下颠倒也可以正常工作运行。橡胶隔膜片7安装于油箱内壁102上,橡胶隔膜片7的外侧面设有压片8并通过螺丝9紧固。具体的,橡胶隔膜片7包括内区71、中区72和边缘区73,内区71和边缘区73呈水平平整延伸,且边缘区73高于内区71,中区72连接内区71和边缘区73,中区72呈凹凸弧面间隔连接的曲面状结构,边缘区73安装于油箱内壁102上。橡胶隔膜片7的边缘区73主要用于安装用,螺丝9穿过压片8和边缘区73上的安装孔后固定于油箱内壁102突出的侧壁上。上述橡胶隔膜片7的中区72采用曲面状结构设计,使其具有可被拉伸延展和回缩的弹性变形空间,当油箱1内液压油输出或补入后,橡胶隔膜片7的内区71随着中区72向内侧收缩或拉伸,来维持内部气压,使得液压系统正常运行。
本发明中,油箱1和输油组件上下分布,其中,油泵2设置在靠近出油口11端,蓄能器5安装在靠近出油接口18端,可以节省连接管道长度,合理布局安装结构,来减小整体动力模组的体积,输油组件安装在底壳3中,底壳3前侧面距离油泵2和动力电机4之间留有一段空间,传动组件采用带轮传动,带轮传动组件设置该空间中,合理利用底壳3内部的安装容腔,提高集成度,缩小体积。而且该液压动力模组可以输出3KW以上的动力,能够真正安装到仿真人形机器人体内。

Claims (7)

1.一种全封闭高能量密度的液压动力模组,包括油箱,油箱上设有加油孔、回油口和出油口,出油口连接有输油组件,其特征在于:油箱和输油组件呈上下结构分布,输油组件安装在底壳中,所述出油口与输油组件的输入端连接,输油组件包括油泵、动力电机和蓄能器,动力电机通过传动组件与油泵连接,油泵的入口端经输入管道与油箱的出油口连接,油泵的出口端连接出油管路,出油管路上安装有止回阀,出油管路上设有分支管路,分支管路与蓄能器连接,出油管路的出口管路经底壳侧壁伸出形成与液压系统连接的出油接口,油泵安装于靠近出油口的一端,蓄能器安装于靠近出油接口的一端。
2.根据权利要求1所述的全封闭高能量密度的液压动力模组,其特征在于:所述油箱内分布有油管,油管外周布满散热片,油箱中还安装有风扇。
3.根据权利要求1或2所述的全封闭高能量密度的液压动力模组,其特征在于:所述油箱一侧安装有用于隔离油箱内液压油与空气的橡胶隔膜片,橡胶隔膜片安装于油箱内壁上,橡胶隔膜片的外侧面设有压片。
4.根据权利要求3所述的全封闭高能量密度的液压动力模组,其特征在于:所述橡胶隔膜片包括内区、中区和边缘区,内区和边缘区呈水平平整延伸,且边缘区高于内区,中区连接内区和边缘区,中区呈凹凸弧面间隔连接的曲面状结构,边缘区安装于油箱内壁上。
5.根据权利要求1或2所述的全封闭高能量密度的液压动力模组,其特征在于:所述出油口设置在油箱一侧壁下方且与油泵的入口端连接,所述回油口和加油孔设置在油箱另一侧壁的上方,加油孔螺接有加油孔盖。
6.根据权利要求1或2所述的全封闭高能量密度的液压动力模组,其特征在于:所述传动组件包括设置在动力电机输出端的主动轮,所述油泵上设有从动轮,主动轮和从动轮通过传动带连接。
7.根据权利要求1或2所述的全封闭高能量是密度的液压动力模组,其特征在于:所述油泵、动力电机和蓄能器呈水平并列分布,油泵、动力电机和蓄能器装配于安装板上,安装板装配于底壳中。
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