[发明专利]机器人用液压作动器

权利要求书

1.一种机器人用液压作动器机构，包括叶片式摆动液压马达，旋转编码器，伺服阀、高速三位四通电磁换向阀、减压阀、单向阀、蓄能器和两个压力传感器，旋转编码器安装在叶片式摆动液压马达尾部，其特征在于：所述的叶片摆动液压马达包括输出轴和两个分别独立密闭的缸体，每个所述的缸体内部延径向上半部为容腔，下半部为与缸体一体结构的定子，所述的定子的两侧分别开有内油口，每个所述的内油口与其缸体上的一个油孔连通，输出轴与两个缸体的轴向中心的定子表面凹槽转动连接，输出轴的两端的外部通过轴承副与两个缸体的外部分别转动连接，两个缸体轴向紧密固定连接且互相密封，每个缸体内各有一叶片，所述的叶片的端面与缸体的内壁贴合接触，所述的叶片的径向表面能够与定子表面接触，所述的输出轴与两个叶片固定连接，两个所述的叶片延输出轴的径向相差180度，使得两个缸体的对角油腔同时为高压油腔或低压油腔，两个缸体分别为主缸和辅助缸，主缸的两个油孔分别通过两根管路与伺服阀的两个工作油口连接，每根管路上都安装有压力传感器，伺服阀的进油口通过管路与外部高压油口连接，伺服阀的回油口与外部低压油口连接；辅助缸的两个油孔分别与高速三位四通电磁换向阀的两个工作油口连接，高速三位四通电磁换向阀的进油口分别与蓄能器、单向阀的输出口连接，高速三位四通电磁换向阀的回油口与外部低压油口连接，单向阀的输入口与减压阀的输出口连接，减压阀的出入口分别与外部高压油口、伺服阀的高压油口连接；本机构各工况运行包括如下：

低负载工况：当机器人的摆动关节处于低负载状态下，高速三位四通电磁换向阀处于中位，此时高速三位四通电磁换向阀的两个工作油口和外部低压油口连通，此时辅助缸的叶片分隔开的两油腔皆与外部低压油口连通，辅助缸的叶片不受液压油作用而处于自由摆动状态，此时主缸则受到伺服阀的控制作用而作控制运动，辅助缸则跟随主缸运动，此时蓄能器与高速三位四通电磁换向阀连通的油口处于关闭状态，而其通过单向阀与减压阀连通的油口则为蓄能器补充油液以使其内部压力恢复到初始状态；

缓冲冲击工况：当机器人的摆动关节受到外界冲击时，此时高速三位四通电磁换向阀则切换到右位，辅助缸通过高速三位四通电磁换向阀与蓄能器连通，外部冲击力通过输出轴传递到辅助缸叶片，辅助缸叶片则推动一侧油腔内的液压油进入蓄能器中，辅助缸叶片另外一侧的油腔则与外部低压油口连通，外部低压油通过该低压油口流进另外一侧油腔内以补充叶片因摆动而产生的空间，蓄能器则接受来自辅助缸叶片推动的液压油，蓄能器将外部冲击缓冲，减轻了主缸的负载；存储冲击能工况：当机器人的摆动关节受到外界冲击结束后，高速三位四通电磁换向阀切换到中位，蓄能器与高速三位四通电磁换向阀连通的油路封闭，由于外部冲击将一部分液压油挤入了蓄能器中此时蓄能器中的液压油压力已经高于低负载工况时减压阀给蓄能器补充的压力，且有单向阀作用，蓄能器中的液压油不能再反向流回减压阀，从而实现了将缓冲冲击工况中的外部冲击能量存储起来；力迸发工况：当机器人的摆动关节经历了如上3个工况后并处于大负载状态时，此时负载为单向负载，且外部冲击作用为该单向负载的反向，此时高速三位四通电磁换向阀切换到左位，那么蓄能器通过高速三位四通电磁换向阀左位机能与辅助缸另外一腔连通，恰与缓冲冲击工况相反，此时蓄能器存储的冲击能则被释放出来重新作用到辅助缸叶片上，为主缸施加驱动力，从而实现总体对外输出更大的作用力，实现力迸发的功能。

2.根据权利要求1所述的一种机器人用液压作动器机构，其特征在于：所述的输出轴与定子的圆弧形接触面延轴向分别开有多条卸荷槽，圆弧形接触面的最低端延轴向别开有一条藏油槽，在藏油槽内延径向开有多个藏油道。

3.根据权利要求1所述的一种机器人用液压作动器机构，其特征在于：所述的叶片的径向表面和端面表面都分别开有卸荷槽。

4.根据权利要求1所述的一种机器人用液压作动器机构，其特征在于：所述的叶片的径向表面和端面表面都分别开有藏油道。

5.根据权利要求1所述的一种机器人用液压作动器机构，其特征在于：所述的输出轴包括碳纤维轴心和铝合金轴壳，铝合金轴壳套在碳纤维轴心外部并与其固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种机器人用液压作动器机构，其特征在于：所述的缸体包括铝合金缸筒，所述的铝合金缸筒外面包裹有碳纤维层。

7.根据权利要求1所述的一种机器人用液压作动器机构，其特征在于：所述的叶片外层为铝合金，内部填充有碳纤维内衬。