[发明专利]一种被动随动液压机器人回转关节

说明书

本发明提供一种被动随动液压机器人回转关节，包括液压转角自伺服柔顺随动机构和与前关节连接的回转传动机构，所述的液压转角自伺服柔顺随动机构包括缸体（2）、阀套（3）、阀芯（16）、阀体（13）、左端盖（1）和右端盖（12），所述的回转传动机构包括托盘（11）、稳定环（4）、随动盘（5）、前关节力矩传递盘（7）和稳定支撑轮机构（9）；本发明公开的被动随动液压机器人回转关节具有随动特性和多级柔顺度，在遭遇意外碰撞时能快速切换到低刚度模式，使整个机构脱离危险，危险解除后再回到高刚度模式，该机构具有人机物理接触被动柔顺安全性。

技术领域

本发明属于机器人关节技术领域，具体涉及一种被动随动液压机器人回转关节。

背景技术

液压转角伺服技术是将液压与电机技术相结合，利用各自的优点，用电机的小力矩直接驱动阀芯使阀口打开，让高压油作用在阀体上，进而得到大输出力矩。液压转角自伺服阀是液压控制系统中的核心元件，其具有精度高、反应快的特点，在高精度的机电一体化系统、航空航天机载驱动系统、大型试验设备中有着广泛的应用，因而得到国内外科技人员的关注。

人机物理接触安全性会成为交互机器人的必备特性，目前人机物理接触力超限抑制以力传感器主动脱离接触为主，而主动控制不能第一时间对碰撞接触力进行抑制，现有被动柔顺臂不具有被动随动特性，使得对碰撞接触力第一时间抑制效果也不佳，没法兼顾安全性和运动性能；因此，有必要设计一种兼顾被动与随动特性的液压机器人回转关节来提高液压机器人关节对碰撞接触力第一时间抑制效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种被动随动液压机器人回转关节，包括液压转角自伺服柔顺随动机构和与前关节连接的回转传动机构，其特征在于：所述的液压转角自伺服柔顺随动机构包括缸体2、阀套3、阀芯16、阀体13、左端盖1和右端盖12，所述的左端盖1和右端盖12分别安装设置在缸体2的左右两端，阀体13同中心地安装在缸体圆柱形空腔28内，阀体13的右端输出轴伸出右端盖12，所述的阀芯16右端为阀芯力矩传递轴66，阀芯力矩传递轴66向右延伸穿过阀体13右端；

所述的回转传动机构包括托盘11、稳定环4、随动盘5、前关节力矩传递盘7和稳定支撑轮机构9，所述的托盘11和稳定环4组成托盘机构，托盘机构同中心地安装在阀体13右端输出轴外侧止口上，随动盘5同中心地安装在阀体13右端的输出轴上，随动盘5和托盘机构之间同中心地装有推力球轴承10，随动盘5右端同中心地装有两个深沟球轴承6，阀体13右端端部装有固定螺母8，阀芯16右端同中心地装有前关节力矩传递盘7，前关节力矩传递盘7上中心对称地装有四个稳定支撑轮机构9，四个稳定支撑轮机构9的稳定轮分别安装于开设在稳定环4上的四个稳定槽内；

所述托盘11和稳定环4通过螺钉连接，托盘机构、推力球轴承10、随动盘5和深沟球轴承6轴向通过阀体13输出轴上的轴肩和阀体13右端端部的固定螺母8固定，托盘机构周向通过托盘凸止口56与阀体13输出轴上的阀体凹止口33配合固定，前关节力矩传递盘7凹止口与阀芯16的凸止口56过渡配合，稳定支撑轮机构9通过螺栓固定在前关节力矩传递盘上；

所述阀体13同中心地安装在缸体圆柱形空腔28内，阀体13左右两端同中心地装有两个深沟球轴承15，左端深沟球轴承同中心地固定在缸体左轴承槽25内，右端深沟球轴承同中心地固定在缸体右轴承槽29内；

所述缸体2内壁的正上部装有固定挡块18，固定挡块18与阀体13为动配合；阀体圆柱形空腔34的外壁设有叶片22，叶片22与缸体2为动配合；

所述阀套3同中心地安装在阀体圆柱形空腔34内，阀套3的左端面与阀体13的左端面通过圆柱销固定在一起，阀芯16右端穿过阀套3同中心地安装在阀体圆柱形空腔34内，阀芯16左端和右端分别装有两个推力球轴承14；