[发明专利]一种步进叶片式机器人关节

权利要求书

1.一种步进叶片式机器人关节，其特征在于：包括左端盖(1)、轴芯(3)、叶片组件、外齿轮(6)和内齿轮(7)、右端盖(9)、配油盘(10)和旋转配油阀(12)，左端盖(1)与右端盖(9)之间设有外齿轮(6)和内齿轮(7)，外齿轮(6)的外圈外同轴套装有内齿轮(7)，内齿轮(7)外圈两侧分别通过滚针轴承(8)套装在左端盖(1)和右端盖(9)的内周面上；内齿轮(7)的内圈为齿圈，外齿轮(6)的外圈为齿圈，内齿轮(7)的内齿与外齿轮(6)的外齿相接触，外齿轮(6)与内齿轮(7)模数相等并且具有齿数差，使得外齿轮(6)的外圈齿与内齿轮(7)的内圈齿啮合形成少齿差齿轮对，轴芯(3)通过沿圆周间隔布置的多个叶片组件套装在外齿轮(6)的内圈中，外齿轮(6)在垂直于轴芯(3)轴向的平面作平移运动，进而带动内齿轮(7)相对外齿轮(6)旋转；轴芯(3)的外圈面与外齿轮(6)的内圈面之间具有间隙，轴芯(3)外圆周面上开有多个凹槽，多个凹槽沿轴芯(3)圆周方向均匀间隔设置，每个凹槽沿径向方向开设，多个叶片组件分别对应安装在每个凹槽内并在凹槽内沿径向移动；每个叶片组件主要由一个母叶片(5)和两个子叶片(4)组成，母叶片(5)沿径向的外端顶触外齿轮(6)的内圈表面，母叶片(5)沿径向的内端和轴芯(3)的凹槽槽底之间具有间隙，母叶片(5)沿径向的内端中部在沿周向的两侧对称开有用于安装子叶片(4)的叶片槽，每个叶片槽内均安装有一个子叶片(4)，子叶片(4)在叶片槽底部，子叶片(4)沿径向的外端和叶片槽槽底之间形成活动液腔；轴芯(3)上在每个凹槽的两侧均开有条形通道，条形通道的一端和对应的凹槽中的活动液腔连通，条形通道的另一端和右端盖(9)的配油通道连通；右端盖(9)远离外齿轮(6)一侧的端面作为外端面，右端盖(9)外端面的中心开有圆柱形空腔，圆柱形空腔中同轴设有配油盘(10)，配油盘(10)中心开有配油腔，配油腔内同轴安装有旋转配油阀(12)；右端盖(9)的外端面通过侧板(11)进行密封，右端盖(9)内沿圆周均匀分布有多个配油通道，配油通道的数量与活动液腔的数量相同，每个配油通道的一端经条形通道与活动液腔连通，每个配油通道的另一端分别连通至圆柱形空腔并和配油盘(10)的连接通道连通；配油盘(10)内部沿圆周设有从外壁连通到配油腔内的连接通道，连接通道的数量与活动液腔的数量相同，连接通道的一端和右端盖(9)的配油通道连通，连接通道的一端和旋转配油阀(12)配油口连通；配油盘(10)上分别开有从配油盘(10)的外端面连通到配油腔内的互不相连的压力油道和回油油道，压力油道和回油油道分别和旋转配油阀(12)的进油口和出油口连通；旋转配油阀(12)的旋转轴穿出侧板(11)与步进电机(13)的电机轴同轴连接，步进电机(13)带动旋转配油阀(12)旋转，旋转配油阀(12)旋转使得压力油道依次与每个配油通道连通，其余的配油通道均与回油油道相连。

2.根据权利要求1所述的一种步进叶片式机器人关节，其特征在于：所述的侧板(11)上分别开有连接外部高压油源和无压油源的油口，高压油和无压油经侧板(11)上各自的油口分别与配油盘(10)的压力油道和回油油道连通，外部高压油依次经配油盘(10)的压力油道后进入旋转配油阀(12)，经旋转配油阀(12)配油输出后到配油盘(10)的一个连接通道，再经右端盖(9)的一个配油通道和轴芯(3)上的条形通道通入到轴芯(3)仅一个凹槽中的活动液腔，向活动液腔施加油压，母叶片(5)相对于子叶片(4)沿径向向外移动扩张；其余的密封油腔与其对应的轴芯(3)凹槽中的活动液腔均并无油压，其余的密封油腔的无压油经依次经右端盖(9)各自的配油通道和配油盘(10)各自的连接通道后到旋转配油阀(12)，经旋转配油阀(12)配油输出后经配油盘(10)的回油油道排出到无压油源，母叶片(5)相对于子叶片(4)沿径向自由移动。

3.根据权利要求1所述的一种步进叶片式机器人关节，其特征在于：所述的轴芯(3)的一端通过滚动轴承(2)固定在左端盖(1)上，轴芯(3)的另一端与右端盖(9)的内端面接触。

4.根据权利要求1所述的一种步进叶片式机器人关节，其特征在于：所述的一个子叶片(4)的厚度为母叶片(5)厚度的三分之一，子叶片(4)沿径向的内端凸出于母叶片(5)沿径向的内端，子叶片(4)与轴芯(3)紧密贴合并将母叶片(5)两侧的活动液腔阻隔，母叶片(5)向外顶紧外齿轮(6)。

5.根据权利要求1所述的一种步进叶片式机器人关节，其特征在于：所述的内齿轮(7)的旋转角度由叶片组件的个数来调节，还由少齿差齿轮对的几何参数和旋转配油阀(12)的旋转速度来调节。