一種數(shù)控液壓驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明屬于機械領(lǐng)域中的一種液壓驅(qū)動裝置，由于液壓驅(qū)動控制是由伺服電動機實施控制，可實現(xiàn)數(shù)控，可驅(qū)動機械臂及機器人各關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)擺動。
[0002]【背景技術(shù)】:在國家專利文獻(xiàn)中檢索，例如專利號:200710068603，申請日:2007.05.14，公開(公告)H:2007.11.21，公開(公告)號:101074691，申請(專利權(quán))人:寧波華液機器制造有限公司，發(fā)明人:畢晴春、翁振濤、凌俊杰，名稱:隨動液壓伺服油缸，該發(fā)明所描述的油缸體的腔體內(nèi)設(shè)有活塞與之相連的活塞桿，活塞一側(cè)為有桿腔，另一側(cè)的腔體為無桿腔，活塞內(nèi)設(shè)有閥腔和流道，閥腔內(nèi)設(shè)有可移動的閥芯和控制閥口，閥芯的一端連接操縱桿，流道的一端與控制閥口相通，另一端進(jìn)油孔與有桿腔相通，回油口與控制閥口相通，在于液壓伺服系統(tǒng)的控制裝置與執(zhí)行裝置合二為一，設(shè)計成一個液壓伺服裝置。再如申請?zhí)?20131006413,申請人:2013.02.28，公開(公告)日:2013.06.26，公開(公告)號:CN103174699A ;申請(專利權(quán))人:韶關(guān)市偉光液壓油缸有限公司，發(fā)明人:陳偉光、王京興，名稱:一種伺服液壓油缸，該發(fā)明所描述的缸體外表面上沒有與缸體內(nèi)腔相通的第一泄油孔、第一注油孔，活塞置于缸體內(nèi)腔且能做軸向往復(fù)運動，將缸體內(nèi)腔分隔成獨立的兩部分，活塞桿固定活塞上，其兩端分別穿出缸體兩端，一對導(dǎo)向套設(shè)在缸體兩端且套穿在活塞桿上，設(shè)有第二注油孔及第二泄油孔，第二注油孔與第一注油孔相通，第二泄油孔與第一泄油孔相通，導(dǎo)向套的內(nèi)壁與活塞桿外表面之間形成封油面，第一密封件設(shè)在活塞桿的外表面與導(dǎo)向套內(nèi)壁之間，封油面將第一密封件與缸體內(nèi)腔隔開，該發(fā)明能有效的減少活塞桿與導(dǎo)向套間的磨損，又能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的密封，使壽命較長的優(yōu)點。綜合兩項相近專利技術(shù)權(quán)利要求，其技術(shù)與本發(fā)明技術(shù)在結(jié)構(gòu)上和用途方面都有所不同，并且都不涉及數(shù)控權(quán)項。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明在于液壓隨動驅(qū)動實現(xiàn)數(shù)控，并且有液壓驅(qū)動響名快，靈敏度及隨動精度高，油路簡單，如果在機器人各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)擺動方面應(yīng)用，有仿生效果好等特點。
[0004]【附圖說明】:圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖:由活塞桿座組件I和油缸組件2及伺服電動機往復(fù)拖動滑閥的控制閥組件3構(gòu)成。活塞桿座組件I中支座支承活塞桿球頭部位內(nèi)側(cè)是凹形球面，對應(yīng)側(cè)是由螺釘固定的凹形球面壓蓋。油缸組件2中油缸內(nèi)裝有帶有油塞活塞桿，右端是用螺釘連接固定的帶有與活塞右腔相通高壓進(jìn)油孔D4密封蓋，左端是用螺釘連接固定的帶有與活塞左腔相通油道Dl油缸連接蓋，活塞桿右支承端為球面球頭。伺服電動機往復(fù)拖動滑閥的控制閥組件3中閥體[3-1]設(shè)有高壓進(jìn)油孔D2和低壓出油孔D3，閥體內(nèi)裝有滑閥[3-2]，滑閥定中滑套[3-3]，滑閥定中滑動桿[3-4]，滑閥定中彈簧[3-5]、定中彈簧調(diào)節(jié)螺母[3-6]、滑閥右端裝有滑閥齒條連接座[3-7]、齒條[3-8]、齒輪[3-9]、齒輪齒條連接座[3-10]、伺服電動機[3-11]，伺服電動機座[3-12]構(gòu)成，在閥體[3-1]內(nèi)孔中兩端有滑閥[3-2] —定的滑動空間用端蓋封當(dāng)。伺服電動機支座[3-12]同活塞桿座組件I對應(yīng)固定在液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)臂內(nèi)。閥體[3-1]對應(yīng)滑閥[3-2]在內(nèi)孔圓周面上設(shè)有左、中、右三個環(huán)形槽，左環(huán)形槽為高壓輸入環(huán)形槽與閥體[3-1]油孔[D2]對應(yīng)相通，中間環(huán)形槽為高壓輸出環(huán)形槽與油缸連接座油道Dl對應(yīng)相通，右環(huán)形槽為低壓回油環(huán)形槽與閥體[3-1]油孔D3對應(yīng)相通，滑閥[3-2]對應(yīng)閥體[3-1]左、中、右環(huán)形槽在外徑圓周面設(shè)有一個環(huán)形槽，當(dāng)滑閥[3-2]定中時環(huán)形槽將閥體[3-1]中間環(huán)形槽封閉。當(dāng)伺服電動機[3-11]通過齒輪[3-9]、齒條[3-8]拖動滑閥[3-2]向右位移時，外徑環(huán)形槽逐漸的使閥體[3-1]中間環(huán)形槽同右環(huán)形槽相通，油缸活塞左腔液壓油經(jīng)油道Dl和油孔D3卸壓流向油箱，油缸活塞右腔在高壓油驅(qū)動下閥體[3-1]同油缸隨著右移，當(dāng)滑閥[3-2]停止位移時，閥體[3-1]右移時，在定中彈簧[3-5]定中而使閥體[3-1]中間環(huán)形槽封閉，閥體[3-1]同油缸停止向右位移，當(dāng)通過伺服電動機[3-11]拖動滑閥[3-2]向左位移時，外環(huán)形槽逐漸的使閥體[3-1]中間環(huán)形槽同左環(huán)形槽相通，通過油孔D2、油道Dl及進(jìn)油孔D4油缸活塞左右腔都輸入高壓油，活塞右腔有活塞桿占有容積，根據(jù)容積比，閥體[3-1]同油缸隨著滑閥[3-2]左移也左移。當(dāng)滑閥[3-2]終止左位移定中后油缸左右腔輸入的高壓油封閉，閥體[3-1]同油缸終止左位移。伺服電動機實施可編程控制，各油缸驅(qū)動可實現(xiàn)數(shù)控。滑閥定中彈簧調(diào)節(jié)螺母[3-6]其用途要通過調(diào)節(jié)使滑閥[3-2]處于最佳定中性。閥體[3-1]左環(huán)形槽右側(cè)面同右環(huán)形槽左側(cè)面軸向尺寸大于或等于滑閥[3-2]外環(huán)形槽軸向?qū)挾瘸叽?，該尺寸環(huán)節(jié)決定著液壓驅(qū)動響應(yīng)速度及靈敏度，尺寸越接近響應(yīng)速度越快，靈敏度越高。圖2所示圖1中齒條4由單面牙齒設(shè)計成雙面牙齒驅(qū)動構(gòu)成的機械手結(jié)構(gòu)圖。圖3所示圖1中齒條4設(shè)計成活塞驅(qū)動構(gòu)成的機械領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的吸盤結(jié)構(gòu)圖。圖4所示圖1中齒條4設(shè)計成鋼絲繩驅(qū)動通過轉(zhuǎn)輪及轉(zhuǎn)輪軸轉(zhuǎn)動構(gòu)成的人手指各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)擺動結(jié)構(gòu)圖。圖5所示由圖1描述的結(jié)構(gòu)及工作原理構(gòu)成的機械臂或機器人臂的三個關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)擺動的第一種結(jié)構(gòu)圖，圖6所示為第二種結(jié)構(gòu)圖，圖7所示為第三種結(jié)構(gòu)圖，圖8所示為第四種結(jié)構(gòu)圖。圖9所示本發(fā)明驅(qū)動油缸油路及工作原理圖，從蓄能器輸出一根高壓油管和輸入油箱的一根低壓回油管，兩根油管可隨意分配給各液壓驅(qū)動油缸，就象人的動脈血管和靜脈血管分配和收回各器官血液一樣，有極好的仿生功能，要比常規(guī)油站、分配閥、各種作用的控制閥分配給各油缸，油管路的形式相比較，油路簡單，易控制，僅控制伺服電動機的正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)動速度即可，可實現(xiàn)數(shù)控，并且具有裝機容量小及易實現(xiàn)控制等優(yōu)點。
[0005]具體實施方案:本發(fā)明如果在油缸左端連接齒條4往復(fù)位移時，因支承座A中齒輪軸C不轉(zhuǎn)動，通過嚙合關(guān)系，轉(zhuǎn)臂B繞著齒輪軸C回轉(zhuǎn)擺動，這一機構(gòu)可應(yīng)用在機械臂或機器人的各臂各方向的回轉(zhuǎn)擺動的液壓驅(qū)動，如圖5、6、7、8所示，也可在鉤機大小臂及構(gòu)斗上應(yīng)用。齒條4兩面有牙齒可構(gòu)成機械手,如圖2所示。齒條4換成鋼絲繩,可構(gòu)成圖4所示，當(dāng)液壓驅(qū)動時，手指各關(guān)節(jié)在鋼絲繩拉動下向內(nèi)回轉(zhuǎn)，五指可握緊物件，當(dāng)放下物件后，失去液壓驅(qū)動鋼絲繩放松，手指前端內(nèi)的彈簧漲力作用下手指各關(guān)節(jié)伸直。五指液壓驅(qū)動裝置完全可設(shè)置在小臂內(nèi)，大大簡化了當(dāng)前機器人手指各關(guān)節(jié)采用伺服電動驅(qū)動的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而且液壓驅(qū)動的五指握力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于伺服電動機驅(qū)動的握力。齒條4改為活塞裝置，可構(gòu)成如圖3所示的機械領(lǐng)域中常用的吸盤。油缸活塞左腔容積設(shè)計為右腔的兩倍，那么油缸左右腔實現(xiàn)等效工作，要應(yīng)用在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或輪船尾舵系統(tǒng)中，并且利用衛(wèi)星定位功能及配置相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)等可實現(xiàn)在行駛的路線或航線上遠(yuǎn)程搖控。另外，由于液壓驅(qū)動裝置都裝在各臂內(nèi)腔中，容易封閉，可設(shè)計出水下機械臂，水下鉤機及水下機器人等，可實施江、河、湖、海敷設(shè)水、汽、油管線，電、光纜等開溝和回填作業(yè)。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明特征在于由活塞桿座組件I和油缸組件2及伺服電動機往復(fù)拖動滑閥的控制閥組件3構(gòu)成，活塞桿座組件I中支座支承活塞桿球頭部位內(nèi)側(cè)是凹形球面，對應(yīng)側(cè)是用螺釘固定凹形球面壓蓋，油缸組件2中油缸內(nèi)裝有帶有活塞活塞桿，右端是用螺釘連接固定和帶有與活塞右腔相通高壓進(jìn)油孔D4密封蓋，左端是用螺釘連接固定的帶有與活塞左腔相通油道Dl油缸連接蓋，活塞桿右支承端為球面球頭，伺服電動機往復(fù)拖動滑閥的控制閥組件3由同左端連接蓋連接的并設(shè)有高壓進(jìn)油孔D2和低壓出油孔D3閥體[3-1]，閥體內(nèi)裝有滑閥[3-2]、滑閥定中滑套[3-3]、滑閥定中滑動桿[3-4]、滑閥定中彈簧[3-5]、定中彈簧調(diào)節(jié)螺母[3-6]、滑閥右端裝有滑閥齒條連接座[3-7]、齒條[3-8]、齒輪[3-9]、齒輪齒條連接座[3-10]、伺服電動機[3-11]，伺服電動機支座[3-12]構(gòu)成，在閥體[3-1]內(nèi)孔中兩端有滑閥[3-2] —定的滑動空間并用端蓋封擋，伺服電動機支座[3-12]同活塞桿座組件I對應(yīng)固定在液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)臂內(nèi)，閥體[3-1]對應(yīng)滑閥[3-2]在內(nèi)孔圓周面上設(shè)有左、中、右三個環(huán)形槽，左環(huán)形槽為高壓輸入環(huán)形槽與閥體[3-1]高壓進(jìn)油孔D2對應(yīng)相通，中間環(huán)形槽為高壓輸出環(huán)形槽與油缸左端連接蓋油道Dl對應(yīng)相通，右環(huán)形槽為低壓回油環(huán)形槽與閥體[3-1]低壓回油孔D3對應(yīng)相通，滑閥[3-2]對應(yīng)閥體[3-1]左、中、右環(huán)形槽在外徑圓周面設(shè)有一個環(huán)形槽，當(dāng)滑閥[3-2]定中時環(huán)形槽將閥體[3-1]中間環(huán)形槽封閉，當(dāng)伺服電動機[3-11]通過齒輪[3-9]、齒條[3-8]拖動滑閥[3-2]向右位移時，外徑環(huán)形槽逐漸的使閥體[3-1]中間環(huán)形槽同右環(huán)形槽相通，油缸活塞左腔液壓油經(jīng)油道D1、低壓回油孔D3卸壓流回油箱，油缸活塞右腔在高壓油驅(qū)動下閥體[3-1]同油缸隨著右移，當(dāng)滑閥[3-2]停止位移時，閥體右移時在定中彈簧[3-5]定中而使閥體[3-1]中間環(huán)形槽封閉，閥體[3-1]同油缸停止向右位移，當(dāng)伺服電動機[3-1]拖動滑閥[3-2]向左位移時，外環(huán)形槽逐漸的使閥體[3-1]中間環(huán)形槽同左環(huán)形槽相通，通過高壓進(jìn)油孔D2、油道Dl及油缸右端密封蓋進(jìn)油孔D4使油缸左右腔都輸入高壓油，活塞右腔有活塞桿占有容積，根據(jù)容積比，閥體[3-1]同油缸隨著滑閥[3-2]左移也左移，當(dāng)滑閥[3-2]終止左位移定中后，油缸左右腔輸入的高壓油封閉，閥體[3-1]同油缸終止左位移，伺服電動機實施可編程控制，油缸驅(qū)動可實現(xiàn)數(shù)控，在油缸左端連接齒條，往復(fù)位移時，支承座中齒輪軸C不轉(zhuǎn)動，通過嚙合關(guān)系，轉(zhuǎn)臂繞著齒輪軸和支承座相對回轉(zhuǎn)擺動，齒條兩面有牙齒可構(gòu)成機械手，將齒條換成鋼絲繩，可構(gòu)成的驅(qū)動方法，使手指各關(guān)節(jié)在鋼絲繩拉動下向內(nèi)回轉(zhuǎn)，無液壓驅(qū)動時，鋼絲繩放松，手指前端內(nèi)的彈簧漲力作用下手指各關(guān)節(jié)伸直，將齒條改為活塞裝置，可構(gòu)成機械領(lǐng)域中常用的吸盤。
【專利摘要】由活塞桿座組件及油缸組件和伺服電動機往復(fù)拖動滑閥的控制閥組件構(gòu)成機械領(lǐng)域中的一種液壓驅(qū)動機構(gòu)。油缸通過伺服電動機往復(fù)拖動控制閥中的滑閥做往復(fù)位移時，活塞左右腔在液壓油驅(qū)動下油缸隨動位移。油缸前端如果連接齒條或鋼絲繩，可通過齒輪或轉(zhuǎn)輪驅(qū)動機械臂或機器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)擺動。如果連接吸氣活塞裝置，可構(gòu)成吸盤。本發(fā)明在于伺服電動機實施液壓隨動控制，可實現(xiàn)數(shù)控。具有液壓驅(qū)動響應(yīng)快，靈敏度高，隨動性好，油路簡單等特點。在機器人上應(yīng)用，仿生性能好，并且還具有裝機容量小及易實現(xiàn)控制等優(yōu)點。
【IPC分類】F16H47-02, F15B1-02
【公開號】CN104653740
【申請?zhí)枴緾N201310577133
【發(fā)明人】郝成武
【申請人】郝成武
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月18日