[发明专利]一种基于双十字轴配合的液压机械臂双自由度关节

说明书

本发明公开了一种基于双十字轴配合的液压机械臂双自由度关节，包括右油缸组件、左油缸组件、机械臂前端组件和臂体；机械臂前端组件包括右端连接十字轴、左端连接十字轴和支架法兰；右端连接十字轴的水平回转中心线与右活塞杆的末端形成转动副，竖直回转中心线与支架法兰的右侧竖直回转中心线形成转动副；左端连接十字轴的第一水平回转中心线与左活塞杆通过转动副相连，第二水平回转中心线与臂体形成转动副，竖直回转中心线与支架法兰的左侧竖直回转中心线形成转动副；本发明能够通过液压驱动机械臂前端同时实现绕两轴的双自由度旋转，并在十字轴内继承油路，能在重载的工作条件下实现灵活的动作，具有集成化、力重比大、动作灵活和稳定的优点。

技术领域

本发明涉及液压机械臂领域，尤其涉及一种基于双十字轴配合的液压机械臂双自由度关节。

背景技术

机械臂是目前机器人领域中得到最广泛应用的机械装置，用于替代汽车制造、电子电气等行业中的人工操作，极大地降低人力成本、提高生产效率，并有效地提高产品生产质量。传统的机械臂设计多考虑单一形式的应用，一般只为完成特定的任务，具体关节和自由度的变化能力较差，且多采用电动机加减速机的方式，承载能力相对较小，因而迫切需要研制一种新型驱动方式的具有较大承载能力的机械臂。

针对这种需求，本发明进行了液压驱动机械臂关节的设计，因为液压传动具有出力大、重量轻、惯性小以及输出刚度大的突出优点，同时，液压系统可以通过提高系统的压力来提高输出功率，其力重比具有巨大优势，尤其是具有较大承载能力的机械臂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于双十字轴配合的液压机械臂双自由度关节，能够通过液压驱动机械臂前端同时实现绕两轴的双自由度旋转，并在十字轴内继承油路，能在重载的工作条件下实现灵活的动作，具有集成化、力重比大、动作灵活和稳定的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于双十字轴配合的液压机械臂双自由度关节，包括右油缸组件、左油缸组件、机械臂前端组件和臂体；

所述右油缸组件为采用伺服阀的油缸系统，其右活塞杆与机械臂前端组件通过转动副相连，其右缸筒与臂体通过球铰连接；

所述左油缸组件为采用伺服阀的油缸系统，其左活塞杆与机械臂前端组件通过转动副相连，其左缸筒与臂体通过转动副相连；

所述机械臂前端组件包括右端连接十字轴、左端连接十字轴和支架法兰；

所述支架法兰具有两个竖直回转中心线；

所述右端连接十字轴具有一竖直回转中心线和一水平回转中心线，其水平回转中心线与右活塞杆的末端形成转动副，其竖直回转中心线与支架法兰的右侧竖直回转中心线形成转动副；

所述左端连接十字轴具有一竖直回转中心线和两个水平回转中心线，第一水平回转中心线与左活塞杆通过转动副相连，第二水平回转中心线与臂体形成转动副，其竖直回转中心线与支架法兰的左侧竖直回转中心线形成转动副；

右活塞杆伸长或缩短时，右端连接十字轴和支架法兰绕左端连接十字轴的竖直回转中心线转动，从而实现关节向左或向右活动；

左活塞杆伸长或缩短时，右端连接十字轴和支架法兰绕左端连接十字轴的第二水平回转中心线转动，从而实现关节向上或向下活动；

右活塞杆和左活塞杆同时运行，从而实现关节在空间角度上的活动。

进一步地，所述右端连接十字轴的上下两端分别具有内置油路，可与液压机械臂的油路连通。

进一步地，所述左端连接十字轴的第一水平回转中心线与第二水平回转中心线在同一平面内，且第一水平回转中心线E-E在第二水平回转中心线正下方。