[發明專利]一種采用球鉸聯接的雙自由度液壓機械臂關節

在審

• 申請號: 201910029483.0
• 申請日: 2019-01-13
• 公開（公告）號: CN109849048A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 徐兵;張付;蘇琦;錢劍勇;麻云;岳藝明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;B25J9/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開了一種采用球鉸聯接的雙自由度液壓機械臂關節，包括后端球鉸座、右伺服油缸組件、后端臂體、左伺服油缸組件、連接用十字軸、夾座、前端球鉸座和前端臂體；后端球鉸座與后端臂體固連，后端球鉸座與右伺服油缸組件通過球鉸連接形成球副，后端臂體與左伺服油缸組件形成轉動副，右伺服油缸組件與前端球鉸座通過球鉸連接形成球副，左伺服油缸組件與夾座形成轉動副；夾座固定在連接用十字軸的豎直軸底端，連接用十字軸的水平軸與后端臂體形成轉動副，豎直軸與前端臂體形成轉動副；本發明采用兩球鉸和十字軸結構，通過液壓驅動兩個伺服油缸實現機械臂繞兩軸的雙自由度旋轉，能在重載工作條件下實現靈活的動作，具有能量密度大的優點。

技術領域

本發明涉及液壓機械臂領域，尤其涉及一種采用球鉸聯接的雙自由度液壓機械臂關節。

背景技術

機械臂是目前機器人領域中得到最廣泛應用的機械裝置，用于替代汽車制造、電子電氣等行業中的人工操作，極大地降低人力成本、提高生產效率，并有效地提高產品生產質量。傳統的機械臂設計多考慮單一形式的應用，一般只為完成特定的任務，具體關節和自由度的變化能力較差，且多采用電動機加減速機的方式，承載能力相對較小，因而迫切需要研制一種新型驅動方式的具有較大承載能力的機械臂。

針對這種需求，本發明進行了液壓驅動機械臂關節的設計，因為液壓傳動具有出力大、重量輕、慣性小以及輸出剛度大的突出優點，同時，液壓系統可以通過提高系統的壓力來提高輸出功率，其力重比具有巨大優勢，尤其是具有較大承載能力的機械臂。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種采用球鉸聯接的雙自由度液壓機械臂關節，利用兩球鉸和一個十字軸結構，能夠通過液壓驅動機械臂前端同時實現繞兩軸的雙自由度旋轉，能在重載的工作條件下實現靈活的動作，具有力重比大、動作靈活和穩定的優點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種采用球鉸聯接的雙自由度液壓機械臂關節，包括后端球鉸座、右伺服油缸組件、后端臂體、左伺服油缸組件、連接用十字軸、夾座、前端球鉸座和前端臂體；

所述后端球鉸座與后端臂體固連，后端球鉸座與右伺服油缸組件通過球鉸連接形成球副，后端臂體與左伺服油缸組件形成轉動副，右伺服油缸組件與前端球鉸座通過球鉸連接形成球副，左伺服油缸組件與夾座形成轉動副；所述夾座固定在連接用十字軸的豎直軸底端，連接用十字軸的水平軸與后端臂體形成轉動副，連接用十字軸的豎直軸與前端臂體形成轉動副，前端球鉸座與前端臂體固連；

右伺服油缸組件的右活塞桿伸長或縮短時，前端臂體繞連接用十字軸的豎直軸轉動，從而實現關節向左或向右活動；

左伺服油缸組件的左活塞桿伸長或縮短時，前端臂體繞連接用十字軸的水平軸轉動，從而實現關節向上或向下活動；

右活塞桿和左活塞桿同時運行，從而實現關節在空間角度上的活動。

進一步地，所述右伺服油缸組件包括后端銷球、右油缸、右活塞桿和前端銷球，所述后端銷球與右油缸固連，并與后端球鉸座形成球副，所述前端銷球與右活塞桿固連，并與前端球鉸座形成球副。

進一步地，所述左伺服油缸組件包含后環、左油缸、左活塞桿和前環，所述后環與左油缸固連，并與后端臂體形成轉動副，所述前環與左活塞桿固連，并與夾座形成轉動副。

本發明的有益結果是：本發明雙自由度液壓機械臂關節利用兩球鉸連接和十字軸結構，可根據不同的要求調節兩個活塞桿長度，實現機械臂在空間角度下的運動，滿足不同的應用場合，實現機械臂的靈活運動；將機械和液壓集成于一體，具有能量密度大的特點。

附圖說明

圖1是完整機械臂關節圖；

圖2是右伺服油缸組件圖；

圖3是左伺服油缸組件圖；

圖4是夾座結構圖；