[发明专利]一种液压驱动的两自由度机器人关节总成

说明书

本发明涉及一种液压驱动的两自由度机器人关节总成，包括后臂，后臂前端通过俯仰支架和侧摆支架转动连接；前臂连接法兰的末端与侧摆支架刚性连接，前臂连接法兰的前端设置有定位孔和螺纹孔，用于连接末端作业模块，后臂末端设置有与其他臂杆连接的支撑板和安装孔；俯仰支架通过俯仰驱动单元绕后臂前端的水平轴线相对转动，侧摆支架通过侧摆驱动单元绕俯仰支架的竖直轴线相对转动。两组液压驱动关节集中在机械臂内部，一方面避免油缸体相对臂杆的摆动，有利于进行后续无外置油管的设计，另一方面使机械臂的结构更加紧凑，从而缩短关节间的距离，进而提高末端作业工具姿态调整的灵活性。

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，具体为一种液压驱动的两自由度机器人关节总成。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先的技术。

随着自动化技术和制造业的快速发展，工业机器人得到了广泛的应用，已经可以替代人工完成工业生产中的装配、焊接、喷涂、搬运等工作，以及核辐射、易燃易爆、水下、电力输送线路等危险环境中的特种作业，大大节约了劳动力成本，加快了工业生产和危险环境中特种作业的自动化程度，工业机器人通过多个关节间的协调动作可实现末端在各个方向的运动，并利用不同作业装置完成各类作业任务。

各类工业机器人中，液压机械臂负重/自重比大、抗电磁和核辐射能力强、易于防水与防爆设计，在危险环境特种作业中比电驱动工业机器人更具优势，但因液压驱动装置输出力和体积较大，现有液压机械臂各关节及驱动装置均独立布置，无法以电驱动工业机器人手腕关节那样灵活调整末端姿态。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种液压驱动的两自由度机器人关节总成，将两组液压驱动关节集中在机械臂内部，一方面避免油缸体相对臂杆的摆动，有利于进行后续无外置油管的设计，另一方面使机械臂的结构更加紧凑，从而缩短关节间的距离，进而提高末端作业工具姿态调整的灵活性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种液压驱动的两自由度机器人关节总成，包括后臂，后臂前端通过俯仰支架和侧摆支架转动连接；前臂连接法兰的末端与侧摆支架刚性连接，前臂连接法兰的前端设置有定位孔和螺纹孔，用于连接末端作业模块，后臂末端设置有与其他臂杆连接的支撑板和安装孔；

俯仰支架通过俯仰驱动单元绕后臂前端的水平轴线相对转动，侧摆支架通过侧摆驱动单元绕俯仰支架的垂直轴线相对转动，俯仰支架的转动轴线与侧摆支架的转动轴线垂直相交。

后臂包括后臂壳体，后臂壳体上开设至少两个工艺开口，分别位于后臂侧部的前端和末端，开口分别连接前开口盖和后开口盖，后臂壳体连接俯仰支架的一端安装俯仰轴端盖；前开口盖和后开口盖通过螺钉固定在后臂壳体一侧，用以封闭后臂壳体一侧前后两端的工艺开口，后臂上盖与后臂壳体通过交错布置的槽口定位并用螺钉进行固定连接。

后臂壳体底板上布置彼此平行的第一导轨和第二导轨，第一导轨和第二导轨上滑动连接两组滑块，第一滑块沿第一导轨直线运动，第二滑块沿第二导轨直线运动，第一杆端座固定在第一滑块上，第二杆端座固定在第二滑块上。

俯仰驱动单元包括位于后臂内侧的第一直线油缸，第一直线油缸的末端连接第一力传感器，第一力传感器末端通过第一油缸尾轴连接在后臂壳体末端的隔板铰座上；第一直线油缸杆端通过第一油缸前轴连接在第一杆端座上；第一位移传感器的外壳刚性固定在第一直线油缸的缸体上，第一位移传感器的拉杆刚性固定在第一直线油缸的杆端。

侧摆驱动单元包括位于后臂内侧的第二直线油缸，第二直线油缸的末端连接有第二力传感器，第二力传感器末端通过第二油缸尾轴连接在后臂壳体末端隔板铰座上；第二直线油缸杆端通过第二油缸前轴连接在第二杆端座上，第二位移传感器的外壳刚性固定在第二直线油缸的缸体上，第二位移传感器的拉杆刚性固定在第二直线油缸的杆端。