CN110181502B - 用于机械臂手爪的液压***及手爪 - Google Patents

用于机械臂手爪的液压***及手爪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于机械臂手爪的液压***及手爪，属于机械装置领域。液压***包括第一控制阀、油缸、电磁截止阀和第二控制阀，第一控制阀的c油口与油缸的无杆腔连通，油缸的有杆腔与电磁截止阀的a油口连通，电磁截止阀的b油口与第二控制阀的a油口连通，第二控制阀的b油口与液压***的供油口连通，第二控制阀的c油口与液压***的排油口连通，电磁截止阀包括失电状态和得电状态，当电磁截止阀处于失电状态时，电磁截止阀的a油口向电磁截止阀的b油口方向单向不连通，当电磁截止阀处于得电状态时，电磁截止阀的a油口与电磁截止阀的b油口连通。本发明可以提高手爪的可靠性。

Description

用于机械臂手爪的液压***及手爪
技术领域
本发明属于机械装置领域，特别涉及一种用于机械臂手爪的液压***及手爪。
背景技术
手爪是机械臂的重要组成部分，其主要包括手爪机构和用于控制手爪机构的液压***。液压***通常包括油缸和电磁阀，通过电磁阀控制油缸的活塞杆伸缩，来实现对手爪收紧和放松。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
如果遇到意外断电的情况，电磁阀将无法对油缸进行控制，油缸的压力无法保持，导致手爪机构抓取的重物掉落。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于机械臂手爪的液压***及手爪，可以提高机械臂的手爪的可靠性。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种用于机械臂手爪的液压***，所述液压***包括第一控制阀、油缸、电磁截止阀和第二控制阀，所述第一控制阀的a油口与所述液压***的供油口连通，所述第一控制阀的b油口与所述液压***的排油口连通，所述第一控制阀的c油口与所述油缸的无杆腔连通，所述油缸的有杆腔与所述电磁截止阀的a油口连通，所述电磁截止阀的b油口与所述第二控制阀的a油口连通，所述第二控制阀的b油口与所述液压***的供油口连通，所述第二控制阀的c油口与所述液压***的排油口连通，所述电磁截止阀包括失电状态和得电状态，当所述电磁截止阀处于所述失电状态时，所述电磁截止阀的a油口向所述电磁截止阀的b油口方向单向不连通，当所述电磁截止阀处于所述得电状态时，所述电磁截止阀的a油口与所述电磁截止阀的b油口连通。
在本发明的一种实现方式中，所述液压***还包括蓄能器，所述蓄能器连通在所述油缸的有杆腔和所述电磁截止阀的a油口之间。
在本发明的另一种实现方式中，所述液压***还包括节流阀，所述节流阀的a油口与所述第一控制阀的c油口连通，所述节流阀的b油口与所述油缸的无杆腔连通。
在本发明的又一种实现方式中，所述第二控制阀为比例减压阀，所述第二控制阀的控制油口与所述第二控制阀的a油口连通。
在本发明的又一种实现方式中，所述液压***还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述油缸的无杆腔连通，所述第二压力传感器与所述油缸的有杆腔连通。
在本发明的又一种实现方式中，所述第一控制阀为电磁阀。
在本发明的又一种实现方式中，所述第二控制阀为电磁阀。
另一方面，本发明实施例提供了一种手爪，所述手爪包括手爪机构和前文所述的液压***，所述手爪机构包括安装架、和至少两个爪臂，所述油缸的缸体固定安装在所述安装架上，每个所述爪臂均包括连接在一起的安装端和装夹端，对于任一个所述爪臂，所述安装端包括间隔布置的定铰接部和动铰接部，所述定铰接部铰接在所述安装架上，所述动铰接部铰接在所述油缸的活塞杆上，每一个所述爪臂均围设在所述油缸的活塞杆四周。
在本发明的一种实现方式中，所述安装架包括架体和与所述爪臂一一对应的凸台，每个所述凸台均设置在所述架体的外边缘，所述油缸的缸体与所述架体固定安装在一起，所述油缸的活塞杆位于各所述凸台之间，各所述爪臂的定铰接部均铰接在对应的所述凸台上。
在本发明的另一种实现方式中，所述油缸的缸体上设置有安装法兰，所述安装法兰与所述架体固定安装在一起，所述安装法兰和所述凸台分别位于所述架体的相反两侧。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在需要手爪放松时，第一控制阀阀芯位于右位、电磁截止阀处于得电状态、第二控制阀阀芯位于右位，此时液压油从供油口依次经过第一控制阀的a油口和c油口流入油缸的无杆腔，使得油缸的活塞杆伸长，即手爪放松。于此同时，油缸的有杆腔中的液压油依次经过电磁截止阀的a油口和b油口、第二控制阀的a油口和c油口流入排油口。在需要手爪收紧时，第一控制阀阀芯位于左位、电磁截止阀处于得电状态、第二控制阀阀芯位于左位，此时液压油从供油口依次经过第二控制阀的b油口和a油口、电磁截止阀的b油口和a油口流入油缸的有杆腔，使得油缸的活塞杆缩短，即手爪收紧。于此同时，油缸的无杆腔中的液压油依次经过第一控制阀的c油口和b油口流入排油口。当突发断电意外时，电磁截止阀处于失电状态，使得油缸的有杆腔中的液压油无法通过电磁截止阀，从而达到始终保持油缸的有杆腔压力的目的，进而避免了手爪因为断电意外而放松，使得重物可以始终被手爪所抓取。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的液压***的液压图；
图2是本发明实施例提供的手爪机构的结构示意图；
图中各符号表示含义如下：
1、第一控制阀；2、电磁截止阀；3、第二控制阀；4、蓄能器；5、节流阀；6、第一压力传感器；7、第二压力传感器；100、油缸；110、活塞杆；120、安装法兰；200、安装架；210、架体；220、凸台；300、爪臂；310、定铰接部；320、动铰接部。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种用于机械臂手爪的液压***，该机械手爪用于抓取危险易爆物体，如图1所示，液压***包括第一控制阀1、油缸100、电磁截止阀2和第二控制阀3，第一控制阀1的a油口与液压***的供油口P连通，第一控制阀1的b油口与液压***的排油口T连通，第一控制阀1的c油口与油缸100的无杆腔连通，油缸100的有杆腔与电磁截止阀2的a油口连通，电磁截止阀2的b油口与第二控制阀3的a油口连通，第二控制阀3的b油口与液压***的供油口P连通，第二控制阀3的c油口与液压***的排油口T连通，电磁截止阀2包括失电状态和得电状态，当电磁截止阀2处于失电状态时，电磁截止阀2的a油口向电磁截止阀2的b油口方向单向不连通，当电磁截止阀2处于得电状态时，电磁截止阀2的a油口与电磁截止阀2的b油口连通。
在需要手爪放松时，第一控制阀1阀芯位于右位(即阀芯向右移动，阀的工作位为左位，下文与此相同，不再赘述)、电磁截止阀2处于得电状态、第二控制阀3阀芯位于右位，此时液压油从供油口P依次经过第一控制阀1的a油口和c油口流入油缸100的无杆腔，使得油缸100的活塞杆伸长，即手爪放松。于此同时，油缸100的有杆腔中的液压油依次经过电磁截止阀2的a油口和b油口、第二控制阀3的a油口和c油口流入排油口T。在需要手爪收紧时，第一控制阀1阀芯位于左位、电磁截止阀2处于得电状态、第二控制阀3阀芯位于左位，此时液压油从供油口P依次经过第二控制阀3的b油口和a油口、电磁截止阀2的b油口和a油口流入油缸100的有杆腔，使得油缸100的活塞杆缩短，即手爪收紧。于此同时，油缸100的无杆腔中的液压油依次经过第一控制阀1的c油口和b油口流入排油口T。当突发断电意外时，电磁截止阀2处于失电状态，使得油缸100的有杆腔中的液压油无法通过电磁截止阀2，从而达到始终保持油缸100的有杆腔压力的目的，进而避免了手爪因为断电意外而放松，使得重物可以始终被手爪所抓取。
在本实施例中，液压***还包括蓄能器4，蓄能器4连通在油缸100的有杆腔和电磁截止阀2的a油口之间。
在上述实现方式中，当电磁截止阀2处于失电状态时，考虑到受限于电磁截止阀2的质量，电磁截止阀2可能会存在一定程度上的泄露，那么通过蓄能器4将可以对液压油缸100的有杆腔进行补压，以使得油缸100可以实现长时间的保压，从而进一步地提高了液压***的可靠性。
可选地，当电磁截止阀2处于失电状态时，电磁截止阀2的阀芯位于右位，电磁截止阀2的右位阀芯可以为球阀结构，从而可以更进一步地降低泄露的可能性。
在本实施例中，液压***还包括节流阀5，节流阀5的a油口与第一控制阀1的c油口连通，节流阀5的b油口与油缸100的无杆腔连通。
在上述实现方式中，节流阀5为可调式节流阀，可以通过节流阀5实现对油缸100的活塞杆伸长和缩短速度的控制，从而提高了手爪的可操纵性。
在本实施例中，第二控制阀3为比例减压阀，第二控制阀3的控制油口与第二控制阀3的a油口连通。
在上述实现方式中，由于该机械臂手爪用于抓取危险易爆物，所以对抓取的力度进行控制，因此通过将第二控制阀3设置为比例减压阀，可以对第二控制阀3的阀芯开度进行调节，从而调节手爪收紧时的力度。并且，由于第二控制阀3的控制油口与第二控制阀3的a油口连通，所以实现了第二控制阀3的内反馈调节，可以使得第二控制阀3的a油口压力和b油口压力之差始终随着第二控制阀3的阀芯开度成比例变化，提高了手爪的可靠性。
在本实施例中，液压***还包括第一压力传感器6和第二压力传感器7，第一压力传感器6与油缸100的无杆腔连通，第二压力传感器7与油缸100的有杆腔连通。
在上述实现方式中，可以通过第一压力传感器6对油缸100的无杆腔压力进行检测，通过第二压力传感器7对油缸100的有杆腔压力进行检测。也就是说，通过第一压力传感器6和第二压力传感器7，可以实现对油缸100的有杆腔和无杆腔油压进行精确的检测，从而根据油压值和油缸100的有杆腔和无杆腔工作面积计算出油缸100所提供的压力值，进而结合手爪的实际结构，计算得到手爪作用到重物上的实际握力值。
另外，还可以通过对油缸100的有杆腔和无杆腔油压检测，监控液压***是否出现故障。例如，当油缸100的有杆腔和无杆腔油压过高或者过低时，均有可能液压***出现了故障，从而通过手爪发出故障报警。
可选地，第一控制阀1和第二控制阀3均可以为电磁阀。
在上述实现方式中，结合第一压力传感器6和第二压力传感器7所检测到的油缸100的有杆腔和无杆腔实时油压值，可以实现对手爪的压力伺服闭环控制，以实时控制输出至第二控制阀3的电流值。
图2为本发明实施例所提供的一种手爪，该手爪为一种机械臂的手爪，其用于抓取危险易爆物体，该手爪包括手爪机构和图1所示的液压***，手爪机构包括安装架200、和至少两个爪臂300，油缸100的缸体固定安装在安装架200上，每个爪臂300均包括连接在一起的安装端和装夹端，对于任一个爪臂300，安装端包括间隔布置的定铰接部310和动铰接部320，定铰接部310铰接在安装架200上，动铰接部320铰接在油缸100的活塞杆110上，每一个爪臂300均围设在油缸100的活塞杆110四周。
在上述实现方式中，通过液压***中油缸100的活塞杆110伸缩，各爪臂300均以各自的定铰接部310为轴，沿各自的动铰接部320的滑动轨迹转动，从而可以实现对各爪臂300的收放控制。例如，当油缸100的活塞杆110伸长时，各爪臂300放松，当油缸100的活塞杆110缩短时，各爪臂300收紧。
可选地，安装架200包括架体210和与爪臂300一一对应的凸台220，每个凸台220均设置在架体210的外边缘，油缸100的缸体与架体210固定安装在一起，油缸100的活塞杆110位于各凸台220之间，各爪臂300的定铰接部310均铰接在对应的凸台220上。
在上述实现方式中，架体210用于为油缸100提供安装基础，凸台220用于为爪臂300提供安装基础。并且，由于凸台220凸出于架体210，所以还为油缸100的活塞杆110提供了伸缩活动空间。
可选地，油缸100的缸体上设置有安装法兰120，安装法兰120与架体210固定安装在一起，安装法兰120和凸台220分别位于架体210的相反两侧。
在上述实现方式中，通过安装法兰120的设置，提高了油缸100的缸体和架体210之间的安装牢固度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于机械臂手爪的液压***，其特征在于，所述液压***包括第一控制阀、油缸、电磁截止阀和第二控制阀，所述第一控制阀为电磁阀，所述第一控制阀的a油口与所述液压***的供油口连通，所述第一控制阀的b油口与所述液压***的排油口连通，所述第一控制阀的c油口与所述油缸的无杆腔连通，所述油缸的有杆腔与所述电磁截止阀的a油口连通，所述电磁截止阀的b油口与所述第二控制阀的a油口连通，所述第二控制阀为电磁阀，所述第二控制阀的b油口与所述液压***的供油口连通，所述第二控制阀的c油口与所述液压***的排油口连通，所述电磁截止阀包括失电状态和得电状态，当所述电磁截止阀处于所述失电状态时，所述电磁截止阀的阀芯位于右位，所述电磁截止阀的a油口向所述电磁截止阀的b油口方向单向不连通，所述电磁截止阀的右位阀芯为球阀结构，当所述电磁截止阀处于所述得电状态时，所述电磁截止阀的a油口与所述电磁截止阀的b油口连通；
所述液压***还包括蓄能器，所述蓄能器连通在所述油缸的有杆腔和所述电磁截止阀的a油口之间。
2.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述液压***还包括节流阀，所述节流阀的a油口与所述第一控制阀的c油口连通，所述节流阀的b油口与所述油缸的无杆腔连通。
3.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述第二控制阀为比例减压阀，所述第二控制阀的控制油口与所述第二控制阀的a油口连通。
4.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述液压***还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述油缸的无杆腔连通，所述第二压力传感器与所述油缸的有杆腔连通。
5.一种手爪，其特征在于，所述手爪包括手爪机构和权利要求1所述的液压***，所述手爪机构包括安装架和至少两个爪臂，所述油缸的缸体固定安装在所述安装架上，每个所述爪臂均包括连接在一起的安装端和装夹端，对于任一个所述爪臂，所述安装端包括间隔布置的定铰接部和动铰接部，所述定铰接部铰接在所述安装架上，所述动铰接部铰接在所述油缸的活塞杆上，每一个所述爪臂均围设在所述油缸的活塞杆四周。
6.根据权利要求5所述的手爪，其特征在于，所述安装架包括架体和与所述爪臂一一对应的凸台，每个所述凸台均设置在所述架体的外边缘，所述油缸的缸体与所述架体固定安装在一起，所述油缸的活塞杆位于各所述凸台之间，各所述爪臂的定铰接部均铰接在对应的所述凸台上。
7.根据权利要求6所述的手爪，其特征在于，所述油缸的缸体上设置有安装法兰，所述安装法兰与所述架体固定安装在一起，所述安装法兰和所述凸台分别位于所述架体的相反两侧。
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