[发明专利]一种大型工业机器人液压伺服关节

说明书

本发明涉及一种工业机器人液压伺服关节装置，包括液压伺服关节壳体、双螺旋传动装置、伺服关节角度测量装置。液压伺服关节壳体包括输出法兰端盖、油缸壳体，进油腔进油口与回油腔进油口，输出法兰端盖与油缸壳体紧固。双螺旋传动装置包括螺旋轴套、空心螺杆、输出螺杆、壳体端盖。输出螺杆与壳体端盖通过紧固螺纹连接，空心螺杆外螺纹与螺旋轴套内螺纹构成第一级螺旋副；空心螺杆内螺纹与输出螺杆外螺纹构成第二级螺旋副，一二级螺旋副旋向相反。关节角度测量装置包括通孔编码器，编码器连接轴盖、固定套筒，编码器罩壳。本发明装置采用通孔编码器内置安装方法，液压伺服关节整体具有结构紧凑，尺寸减小，运行平稳，控制精度高等特点。

技术领域

本发明涉及一种大型工业机器人液压伺服关节，属于工业机器人技术领域。

背景技术

随着工业工程技术的进步，工业机器人在建筑、制造、搬运等行业得到了大力的发展。在工业机器人领域中，机器人关节是整个系统的核心部件，其结构、重量、精度等性能好坏直接影响到机器人的性能。目前工业机器人关节普遍采用RV减速器的传动方式，RV减速器虽然控制精度高，但价格昂贵，寿命较短；且选用电动机作为机器人关节的动力驱动源，不能够承受较大载荷，不适用于水下等特殊工程作业环境中。目前国外对液压伺服关节驱动关节的研究已相当成熟，而国内尚未出现以液压伺服关节作为工业机器人关节单元的系列产品。

双螺旋摆动油缸是一种利用大螺旋升角将空心螺杆直线运动转化为输出轴旋转运动的液压执行元件。它将液压推动力转化为输出扭矩，目前广泛应用于工程与港口机械等大型工程机械上。由于其体积小，重量轻，传动精度高等特点，在液压机器人领域中，螺旋摆动油缸已普遍应用于旋转液压关节中。目前工业机器人领域对运动控制精度要求极高，控制精度通常要求在毫米量级以内，为了提高机器人旋转液压关节的控制精度，迫切需要设计一种高精度的旋转液压伺服关节。

发明专利：“一种可连续旋转的自伺服液压机器人关节”（授权公告号：CN104179746）提出了一种液压伺服关节技术方案。伺服电机的输出轴与阀芯通过轴线键连接，阀芯套在阀套内，通过伺服电机的转动控制阀体内转子，从而实现液压伺服360°连续旋转。该装置能实现液压伺服关节连续选择，但装置系统组成十分复杂，且伺服关节输出扭矩不大，不适用于大型工业机器人液压关节。

实用新型专利“带内装角度变位传感器的伺服摆动油缸”（授权公告号:CN2495838Y）提出了一种自带角度传感器的伺服关节结构，该结构中将叶片式摆动油缸输出轴通过联轴器与角度编码器相连，将伺服摆动油缸的角度变化直接传送给角度传感器，但该装置由于叶片式摆动油缸尺寸大，且摆动油缸存在很大内部泄漏，不适用作为高控制精度的机器人液压伺服关节。

发明内容

本发明的目的在于旨在解决上述技术缺陷，提出一种结构简单，尺寸紧凑，安装便捷，又满足控制精度的大型工业机器人液压伺服关节。

为实现上述目的，本发明专利采用的技术方案是：一种大型工业机器人液压伺服关节，包括液压伺服关节壳体、双螺旋传动装置和伺服关节角度测量装置，其中：

所述液压伺服关节壳体包括输出法兰端盖、油缸壳体、进油腔进油口与回油腔回油口，输出法兰端盖与油缸壳体通过螺纹副紧固连接，并通过销钉Ⅰ保证输出法兰端盖与油缸壳体之间不会发生相对转动，油缸壳体内设置有进油腔和回油腔，相应的，油缸壳体上设置有进油腔进油口与回油腔回油口；