[发明专利]一种用于狭窄空间的集成位置传感器的液压摆动驱动器

说明书

一种用于狭窄空间的集成位置传感器的液压摆动驱动器，其主要是：油箱开口端与阀块相连，油箱内设有伺服电机及小型轴向活塞泵，在阀块的外端面上设有2个与其轴线平行的液压缸A和B，这两液压缸带传感器的有杆端为自由端，两个液压缸活塞杆端部各与一个固定环连接，该固定环上设有套环，两个液压缸的两个套环分别与一根柔性绳的两端相连，柔性绳绕过与液压缸垂直的摆动轴且绳的中点固定在摆动轴上。本发明具有响应速度快、功率体积比高的特点，提高了工作效率，同时还具有控制精度和位置分辨率高的特点。本发明的集成化设计减少了液压元件的数量，大提高了空间利用率以及整套装置的便携性。

技术领域

本发明涉及一种液压驱动与控制装置。

背景技术

移动液压机械的自动化，如仿生机器人，需要高功率体积比和高性能控制解决方案，而现在的传统液压元件和系统已经难以适用于当前的机器人领域，因此，研制小型化、集成化和智能液压系统尤为必要。

在液压领域，现有实现曲线运动的驱动装置多由液压马达或者液压缸控制连杆机构来实现，这样就限制了主机对响应和安装尺寸的要求，液压驱动在直线驱动方面有着优良的表现，但在曲线运动中的响应速度和控制精度是一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种响应速度快、控制精度和位置分辨率高的用于狭窄空间的集成位置传感器的液压摆动驱动器。本发明主要是将液压缸与柔性绳相联接，使液压缸的直线运动通过柔性绳结构转换为轴的摆动运动，并利用位置传感器控制伺服电机实现对绳索变化量的精确补偿以及液压元件的集成化布置。

本发明主要包括：油箱、伺服电机、小型轴向活塞泵、阀块、带有集成位置传感器的液压缸、柔性绳、摆动轴、单向阀和溢流阀。其中，油箱为一端开口的圆筒形壳体，其开口端与阀块相连，油箱内设有伺服电机及与其相连且同轴的小型轴向活塞泵，通过控制伺服电机的转速来调节泵的输出流量，并且小型轴向活塞泵设有进出油口的一侧通过螺钉固定在阀块内端面上，在阀块的外端面上设有2个与其轴线平行的液压缸A和B，这两液压缸无杆端设在阀块上并与油箱相连通，这两液压缸带传感器的有杆端为自由端，其有杆腔与软管一端相连，软管另一端穿过阀块与油箱相连通。小型轴向活塞泵可以双向供油，进而控制两液压缸的伸出与缩回，从而实现摆动轴转动。两个液压缸活塞杆端部各与一个固定环一端螺纹连接，该固定环的另一端设有套环，两个液压缸的两个套环分别与一根柔性绳的两端相连，所述柔性绳为碳纤维绳或钢丝绳。柔性绳绕过与液压缸垂直的摆动轴且绳的中点固定在摆动轴上，摆动轴两端根据工况固定在执行机构上，最好，摆动轴与柔性绳可接触的部位设有若干与摆动轴平行的条形凹槽，凹槽的截面可以是梯形、三角形或矩形。另有一个固定块其一个面为与摆动轴曲率相同的弧形凹面，在该弧形凹面上设有若干与摆动轴上条形凹槽对应的条形凹槽，两者相互啮合。在该固定块条形凹槽上设有通孔，其与设在摆动轴上的螺孔相对应，两者通过螺钉相连，同时将柔性绳紧固，通过柔性绳和摆动轴将液压缸的直线运动转换成摆动轴的曲线运动，摆动轴的摆动角度由液压缸的移动距离和摆动轴的直径决定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)将液压缸与柔性绳结合在一起，具有响应速度快、功率体积比高的特点，提高了工作效率。

(2)将位置传感器集成在液压缸上，具有控制精度和位置分辨率高的特点。

(3)本发明液压系统的设计和液压装置的集成化设计减少了液压元件的数量，大提高了空间利用率以及整套装置的便携性。

附图说明

图1为本发明的立体示意简图。

图2为本发明立体局剖示意简图。

图3为本发明主视局剖示意简图。

图4为图3的A-A视图。

图5为本发明柔性绳与摆动轴连接一个方向的立体示意简图。