CN113309757A - 一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达 - Google Patents

一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达 Download PDF

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曹秀芳
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Abstract

本发明公开了一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，包括缸体、叶片轴、轴套、前缸盖、后缸盖、前端盖和后端盖；所述前缸盖、后缸盖分别与缸体前后两端固定连接；所述前端盖与前缸盖、后端盖与后缸盖固定连接；所述轴套分布在叶片轴前后两端，位于前缸盖和前端盖、后缸盖和后端盖内侧，并与缸体紧密贴合；所述缸体内设置有两个对称分布的定叶片，定叶片与叶片轴外径贴合，所述叶片轴包括传动主轴与2个对称分布的动叶片，动叶片与缸体内径贴合，定叶片与动叶片垂直，传动主轴采用中空结构，通过胀紧套与机械臂传动轴连接。该马达具有摆动角度范围宽、输出扭矩大、摆角控制精度高和摩擦力小的优点。

Description

一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达
技术领域
本发明涉及液压重载机械臂液压驱动单元技术领域，特别是涉及一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达。
背景技术
液压摆动马达作为液压重载机械臂关键元部件，是将液压能转换为有限转角范围内的旋转机械能，以转矩形式输出。随着重载机械臂对抓举负载、抓举角度范围及定位精度等技术参数要求的不断提高，需要一种大扭矩、高精度、低摩擦的液压摆动马达。目前，单叶片马达摆角范围可达到±135°，但其抗轴向力、径向力及弯矩的能力很小；而双叶片马达虽然有较高的抗轴向、径向力及弯矩能力，但摆角范围目前最大只能达到±65°，且其控制精度较低，输出扭矩较小，无法满足重载机械臂大载荷、高精度的研制要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，具有摆动角度范围宽、输出扭矩大、摆角控制精度高和摩擦力小的优点。
实现本发明目的的技术方案是：一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，包括缸体、叶片轴、轴套、前缸盖、后缸盖、前端盖和后端盖；所述前缸盖、后缸盖分别与缸体前后两端固定连接；所述前端盖与前缸盖、后端盖与后缸盖固定连接；所述轴套分布在叶片轴前后两端，位于前缸盖和前端盖、后缸盖和后端盖内侧，并与缸体紧密贴合；所述缸体内设置有两个对称分布的定叶片，定叶片与叶片轴外径贴合，所述叶片轴包括传动主轴与2个对称分布的动叶片，动叶片与缸体内径贴合，定叶片与动叶片垂直，传动主轴采用中空结构，通过胀紧套与机械臂传动轴连接。
进一步的，所述定叶片与缸体、传动主轴与动叶片均采用一体化制造，定叶片和动叶片顶面为圆弧面。
进一步的，所述定叶片和动叶片的圆弧面上开设有C字型密封凹槽，槽内置组合密封圈，定叶片与传动主轴、动叶片与缸体之间的间隙小于0.1mm。
进一步的，所述轴套通过预留安装槽贴合安装在缸体上，所述轴套内圈设有2个第一O密封圈，与叶片轴密封连接，轴套外圈设有2个第二O密封圈，与缸体密封连接。
进一步的，所述定叶片采用等腰梯形结构。
进一步的，所述轴套采用铝青铜材料。
进一步的，所述前缸盖与缸体前端、后缸盖与缸体后端分别通过第一紧固螺钉固定连接，前缸盖、后缸盖的内圈设置有定位槽，与轴套配合使二者同轴。
进一步的，所述前端盖与前缸盖、后端盖与后缸盖通过第二紧固螺钉固定连接。
进一步的，所述前端盖和后端盖内圈设置有1个第四O密封圈，与轴套密封连接，前端盖和后端盖外圈设置有1个第三O密封圈，分别与前缸盖和后缸盖密封连接。
进一步的，所述定叶片根部对应的缸体上设置有2组贯穿缸体的进出油口，2组进出油口沿两定叶片中心轴线对称。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：
(1)本发明的叶片轴采用中空结构，直接通过胀紧套与机械臂传动轴连接，整体结构更加紧凑；
(2)本发明的动叶片与传动主轴采用一体式制造，减少中间紧固连接部件，减小外泄漏点，增大零件自身的结构强度和承压能力，提高可靠性；
(3)本发明马达通过叶片轴与机械臂采用一体化设计，两端主要承力件和传动部件均设置在机械臂本体上，马达内部采用铝青铜轴套作为支撑机构的结构，保证了回转的精度，代替了传统支撑件轴承，在同等条件下结构更加简单，体积小，质量轻，安装方便；
(4)本发明的摆角定位精度高，可达到0.003°，解决了现有马达控制精度低的问题；
(5)本发明优化了缸体及叶片轴结构，使承压能力增强，输出扭矩与摆角范围变大(摆角可达±68°，扭矩＞35KN.m)，解决现有摆动马达输出能力不足的问题；
(6)本发明缸体与叶片轴之间采用微小间隙和组合密封圈的密封形式，两端旋转及静密封均采用O型密封圈，保证了密封性能，同时降低了摩擦力，且所采用的O型密封圈均为标准件便于更换。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的液压摆动马达的内部结构示意图。
图2为本发明实施例的液压摆动马达的侧视剖视图。
图3为本发明实施例的液压摆动马达的外形结构示意图。
具体实施方式
结合图1～图3，一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，包括缸体1、叶片轴2、轴套3、前缸盖4、后缸盖5、前端盖6、后端盖7、组合密封圈8、第一O型密封圈9、第二O型密封圈10、第三O型密封圈11-1、第四O型密封圈11-2、第一紧固螺钉12和第二紧固螺钉13。其中：
所述缸体1内设置有两个对称分布的定叶片1-1，定叶片1-1与缸体1采用一体化制造，定叶片1-1顶面为圆弧面，定叶片1-1圆弧面上开设有C字型安装凹槽，用于安装组合密封圈8，实现缸体1与叶片轴2之间的密封，定叶片1-1采用等腰梯形结构，在同等条件下增大了马达的摆角范围。
所述叶片轴2包含一体制造的传动主轴2-1和两个动叶片2-2，两动叶片2-2沿传动主轴2-1中心线对称分布，动叶片2-2顶面为圆弧面，动叶片2-2圆弧面上设置有安装组合密封圈8的C字型安装凹槽，叶片轴2为贯穿中空形式，通过胀紧套可直接与机械臂传动轴连接，安装简单方便。
所述缸体1上定叶片1-1与动叶片2-2将马达内部容腔分为四个腔室，采用微小间隙(间隙小于0.1mm)与组合密封圈相结合的密封方式，通过相互挤压定叶片1-1、动叶片2-2上安装的组合密封圈8来阻止各腔室油液的流通。
所述轴套3通过预留安装槽直接安装在缸体1上，轴套3内圈上设置有2个第一O密封圈9、外圈上设置有2个第二O密封圈10，用于防止马达腔内油液沿轴向和径向向外部泄漏，轴套3采用采用铝青铜材料制造，是马达内部的主要支撑和承力结构，轴套3代替了传统支撑件轴承，在同等条件下结构更加简单，体积小，质量轻，安装方便。
所述前缸盖4、后缸盖5通过第一紧固螺钉12直接与缸体连接，前缸盖4、后缸盖5内圈设置有定位槽，与轴套3配合，保证同轴性。
所述前端盖6通过第二紧固螺钉13与前缸盖4连接、后端盖7通过第二紧固螺钉13与后缸盖5连接，前端盖6和后端盖7内圈设置有1个第四O密封圈11-2与轴套3密封连接，前端盖6和后端盖7外圈设置有1个第三O密封圈11-1，分别与前缸盖4和后缸盖5密封连接，用于防止马达腔内油液沿轴向和径向向外部泄漏。
所述缸体1上设置有贯穿缸体的进出油口A1、B1和A2、B2，2组进出油口均设置在缸体定叶片1-1根部，且沿两定叶片中心轴线对称，通过切换2组油口油液的进、出状态，可实现马达的正反转。
在本申请的描述中，需要说明的是，“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，包括缸体(1)、叶片轴(2)、轴套(3)、前缸盖(4)、后缸盖(5)、前端盖(6)和后端盖(7)；所述前缸盖(4)、后缸盖(5)分别与缸体(1)前后两端固定连接；所述前端盖(6)与前缸盖(4)、后端盖(7)与后缸盖(5)固定连接；所述轴套(3)分布在叶片轴(2)前后两端，位于前缸盖(4)和前端盖(6)、后缸盖(5)和后端盖(7)内侧，并与缸体(1)紧密贴合；所述缸体(1)内设置有两个对称分布的定叶片(1-1)，定叶片(1-1)与叶片轴(2)外径贴合，所述叶片轴(2)包括传动主轴(2-1)与2个对称分布的动叶片(2-2)，动叶片(2-2)与缸体(1)内径贴合，定叶片(1-1)与动叶片(2-2)垂直，传动主轴(2-1)采用中空结构，通过胀紧套与机械臂传动轴连接。
2.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述定叶片(1-1)与缸体(1)、传动主轴(2-1)与动叶片(2-2)均采用一体化制造，定叶片(1-1)和动叶片(2-2)顶面为圆弧面。
3.根据权利要求2所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述定叶片(1-1)和动叶片(2-2)的圆弧面上开设有C字型密封凹槽，槽内置组合密封圈(8)，定叶片(1-1)与传动主轴(2-1)、动叶片(2-2)与缸体(1)之间的间隙小于0.1mm。
4.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述轴套(3)通过预留安装槽贴合安装在缸体(1)上，所述轴套(3)内圈设有2个第一O密封圈(9)，与叶片轴(2)密封连接，轴套(3)外圈设有2个第二O密封圈(10)，与缸体(1)密封连接。
5.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述定叶片(1-1)采用等腰梯形结构。
6.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述轴套(3)采用铝青铜材料。
7.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述前缸盖(4)与缸体(1)前端、后缸盖(5)与缸体(1)后端分别通过第一紧固螺钉(12)固定连接，前缸盖(4)、后缸盖(5)的内圈设置有定位槽，与轴套(3)配合使二者同轴。
8.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述前端盖(6)与前缸盖(4)、后端盖(7)与后缸盖(5)通过第二紧固螺钉(13)固定连接。
9.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述前端盖(6)和后端盖(7)内圈设置有1个第四O密封圈(11-2)，与轴套(3)密封连接，前端盖(6)和后端盖(7)外圈设置有1个第三O密封圈(11-1)，分别与前缸盖(4)和后缸盖(5)密封连接。
10.根据权利要求1所述的重载机械臂高精度大扭矩低摩擦液压摆动马达，其特征在于，所述定叶片(1-1)根部对应的缸体上设置有2组贯穿缸体的进出油口，2组进出油口沿两定叶片中心轴线对称。
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