CN107009355A - 六自由度液压关节机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大负载的六自由度液压关节机器人,包括底座、腰部关节、胳膊关节、大臂关节、小臂关节、手腕关节、手部关节组成,各关节的运动采用回转液压马达直接驱动。在控制器的控制下,液压***供给各关节回转液压马达一定压力与流量的液压油,驱动各关节回转液压马达回转,带动各关节按照一定顺序连续动作,实现相应的功能。本发明结构新颖合理,各关节采用液压驱动,对负载的适应性较强,运动平稳,可实现无级别变速;各关节采用回转液压马达直接驱动,传动零部件数目较少,传动精度高;各关节结构简单,加工和装配难度低。
Description
技术领域
本发明涉及一种六自由度关节机器人,尤其是一种六自由度液压关节机器人。
背景技术
近年来,随着计算机、电子工程、控制工程、传感器及人工智能等现代科学技术的飞速发展,电动型机器人技术取得了长足的进步。同时,随着机器人应用领域的快速扩张,救援、探测、建筑、采矿等领域对机器人的负载能力提出了越来越高的要求,电机驱动功率密度低、输出力矩小等弊病日益凸显。相比之下,液压驱动具有传动平稳、质量轻、体积小、调速范围大和承载能力强等优点,使液压机器人在工业、军事、建筑、农业等行业得到了极为广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种大负载的六自由度液压关节机器人,该六自由度液压关节机器人由底座、腰部关节、胳膊关节、大臂关节、小臂关节、手腕关节、手部关节组成。各关节由回转液压马达、回转支撑和关节执行件组成。各关节的运动采用回转液压马达直接驱动。在控制器的控制下,液压***供给各关节回转液压马达一定压力与流量的液压油,驱动各关节回转液压马达回转,带动各关节按照一定顺序连续动作,实现相应的功能。
有益效果
本发明结构新颖合理,各关节采用液压驱动,对负载的适应性较强,运动平稳,可实现无级别变速;各关节采用回转液压马达直接驱动,传动零部件数目较少,传动精度高;各关节结构简单,加工和装配难度低。
附图说明
图1是六自由度液压关节机器人结构图。
图2是六自由度液压关节机器人腰部回转支撑装配图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明,但不应以此限制本发明的保护范围。下面结合附图对本发明作进一步详述:
参考图1、图2,本发明所提供的六自由度液压关节机器人,包括:底座(1)、腰部关节(2)、胳膊关节(3)、大臂关节(4)、小臂关节(5)、手腕关节(6)、手部关节(7)组成。底座(1)为方形结构,底边上焊接有四块安装孔板,通过安装孔板安装在安装平台上。
腰部关节(2)由腰部回转液压马达(2-1)、腰部回转支撑(2-2)和腰部(2-3)组成;胳膊关节(3)由胳膊回转液压马达(3-1)、胳膊回转支撑(3-2)和胳膊(3-3)组成;大臂关节(4)由大臂回转液压马达(4-1)、大臂回转支撑(4-2)和大臂(4-3)组成;小臂关节(5)由小臂回转液压马达(5-1)、小臂回转支撑(5-2)和小臂(5-3)组成;手腕关节(6)由手腕回转液压马达(6-1)、手腕回转支撑(6-2)和手腕(6-3)组成;手部关节(7)由手部回转液压马达(7-1)、手部回转支撑(7-2)和手部(7-3)组成。
腰部回转支撑(2-2)、胳膊回转支撑(3-2)、大臂回转支撑(4-2)、小臂回转支撑(5-2)、手腕回转支撑(6-2)和手部回转支撑(7-2)结构相似。以胳膊回转支撑(3-2)为例,胳膊回转支撑(3-2)由关节输出轴(8)、圆螺母(9)、止动套筒(10)、深沟球轴承(11)、轴承盖(12)、轴承盖压紧螺钉(13)、关节输出连接螺钉(14)组成;关节输出轴(8)为空心轴,内圆柱面通过键(15)连接在回转液压马达(3-1)的输出轴上,外圆柱面套在深沟球轴承(11)内圈上;深沟球轴承(11)外圈装在腰部(2-3)内部,深沟球轴承(11)左端通过轴承盖(12)压紧、右端通过圆螺母(9)锁紧止动套筒(10)压紧;轴承盖(12)通过轴承盖压紧螺钉(13)连接在腰部(2-3)端面;胳膊(3-3)通过关节输出连接螺钉(14)连接在关节输出轴(8)上。
底座(1)、腰部(2-3)、胳膊(3-3)、大臂(4-3)、小臂(5-3)、手腕(6-3)采用框架结构,并在其上开孔以减少机器人自身重量。该种结构在满足最小重量与体积的条件下,保证了机器人主要承重手臂的强度与刚度。同时,该种结构工艺性能良好,制造工艺简单,极大程度上提高了机器人的生产效率。
工作过程:
关节运动:每个关节工作方式相同,以胳膊关节(3)为例,胳膊回转液压马达(3-1)工作时,直接驱动关节输出轴(8)回转,关节输出轴(8)再驱动胳膊(3-3)回转,从而输出扭矩和转速。
机器人运动:各关节的运动采用回转液压马达直接驱动。在控制器的控制下,液压***供给各关节回转液压马达一定压力与流量的液压油,驱动各关节回转液压马达回转,带动各关节按照一定顺序连续动作,实现相应的功能。
Claims (6)
1.所述六自由度液压关节机器人,其特征在于:它是由底座(1)、腰部关节(2)、胳膊关节(3)、大臂关节(4)、小臂关节(5)、手腕关节(6)、手部关节(7)组成;
整个机器人通过底座(1)安装在安装平台上。
2.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人,其特征在于:腰部关节(2)由腰部回转液压马达(2-1)、腰部回转支撑(2-2)和腰部(2-3)组成;胳膊关节(3)由胳膊回转液压马达(3-1)、胳膊回转支撑(3-2)和胳膊(3-3)组成;大臂关节(4)由大臂回转液压马达(4-1)、大臂回转支撑(4-2)和大臂(4-3)组成;小臂关节(5)由小臂回转液压马达(5-1)、小臂回转支撑(5-2)和小臂(5-3)组成;手腕关节(6)由手腕回转液压马达(6-1)、手腕回转支撑(6-2)和手腕(6-3)组成;手部关节(7)由手部回转液压马达(7-1)、手部回转支撑(7-2)和手部(7-3)组成。
3.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人,其特征在于:腰部回转支撑(2-2)、胳膊回转支撑(3-2)、大臂回转支撑(4-2)、小臂回转支撑(5-2)、手腕回转支撑(6-2)和手部回转支撑(7-2)结构相似;
以胳膊回转支撑(3-2)为例,胳膊回转支撑(3-2)由关节输出轴(8)、圆螺母(9)、止动套筒(10)、深沟球轴承(11)、轴承盖(12)、轴承盖压紧螺钉(13)、关节输出连接螺钉(14)组成;关节输出轴(8)为空心轴,内圆柱面通过键(15)连接在回转液压马达(3-1)的输出轴上,外圆柱面套在深沟球轴承(11)内圈上;深沟球轴承(11)外圈装在腰部(2-3)内部,深沟球轴承(11)左端通过轴承盖(12)压紧、右端通过圆螺母(9)锁紧止动套筒(10)压紧;轴承盖(12)通过轴承盖压紧螺钉(13)连接在腰部(2-3)端面;胳膊(3-3)通过关节输出连接螺钉(14)连接在关节输出轴(8)上。
4.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人,其特征在于:底座(1)、腰部(2-3)、胳膊(3-3)、大臂(4-3)、小臂(5-3)、手腕(6-3)采用框架结构,并在其上开孔以减少机器人自身重量。
5.如权利要求1所述的六自由度液压关节机器人,其特征在于:腰部关节(2)、胳膊关节(3)、大臂关节(4)、小臂关节(5)、手腕关节(6)、手部关节(7)工作方式相同。
6.以胳膊关节(3)为例,胳膊回转液压马达(3-1)工作时,直接驱动关节输出轴(8)回转,关节输出轴(8)再驱动胳膊(3-3)回转,从而输出扭矩和转速。
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