[发明专利]一种数字回转式气液缸

说明书

一种数字回转式气液缸，关键是：包括中空的环形缸体，在环形缸体的内腔中设置有环形活塞杆，环形活塞杆与环形缸体内腔之间设置有间隙，在环形缸体的内腔中固定设置有两个端盖，端盖套装在环形活塞杆外并与环形活塞杆形成滑动摩擦配合，在环形缸体的内腔中还设置有与环形活塞杆固定连接且设置在两个端盖之间的活塞，以及在活塞与两个端盖之间的环形缸体上分别设置有至少一个与内腔连通的压力加减口，活塞借活塞与端盖之间的压力变化，带动环形活塞杆在环形缸体的内腔中形成转动配合，借助端盖限位。与传统直线式的液压缸相比，执行柱与活动板只需要在回转式压力缸的体积范围内即可旋转，大大减少了空间占用率，一个压力缸的旋转角度可以达到170°。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及到一种低成本的回转驱动方式的压力缸结构，特别是一种数字回转式气液缸。

背景技术

在机器人技术领域中，一般的关节旋转动作，目前均采用伺服电机来执行，伺服电机的好处是小巧灵活，但弊端也很多，例如价格非常昂贵，承受的重力也相对较轻，一般在小型机器人中采用。在大部分重型设备中，一般是采用液压油缸的方式进行直线输送或旋转，其中旋转的方式是通过在待旋转物以支点为轴心，将直线输送的力传递给待旋转物，通过连杆形式使其旋转。这样的结构相对复杂，同时要求的液压油缸以及待旋转物的占用面积也较大，同时如果想实现大角度的转动，往往要设置多个液压缸组合才能实现，例如挖掘机、吊车等等。小型设备也如此，即使采用气缸，气缸的力矩传输也是直线型，必须通过杠杆原理才能实现转动。

发明内容

本发明的目的是为了解决用一个缸体即可实现大角度旋转的技术问题，设计了一种数字回转式气液缸，通过全新设计缸体与活塞杆的结构，实现活塞旋转传动的目的。

本发明采用的技术方案是，一种数字回转式气液缸，关键是：包括中空的环形缸体，在环形缸体的内腔中设置有环形活塞杆，环形活塞杆与环形缸体内腔之间设置有间隙，在环形缸体的内腔中固定设置有两个端盖，端盖套装在环形活塞杆外并与环形活塞杆形成滑动摩擦配合，在环形缸体的内腔中还设置有与环形活塞杆固定连接且设置在两个端盖之间的活塞，以及在活塞与两个端盖之间的环形缸体上分别设置有至少一个与内腔连通的压力加减口，活塞借活塞与端盖之间的压力变化，带动环形活塞杆在环形缸体的内腔中形成转动配合，借助端盖限位，在两个端盖之间的环形活塞杆上还固定有执行柱，执行柱另一端固定有设置在环形缸体外部上方的活动板，在环形缸体上开有与执行柱配套的弧形滑槽。

所述的环形缸体为上下两瓣式结构，借助螺栓和密封件固定连接。

所述的活塞上套有与环形缸体内腔配合的第一滑动密封圈。

所述的端盖的内部设置有与环形活塞杆配合的第二滑动密封圈。

所述的环形缸体底部固定有盆式底座，活动板借助旋转支撑件在盆式底座上形成转动配合。

在活动板与盆式底座之间还设置有旋转编码器。

所述的环形活塞杆的截面为圆形。

所述的环形缸体为圆环型或者圆环中的一段弧型。

本发明的核心技术是对缸体以及活塞杆进行了全新设计，与以往气缸或液压缸的结构不同，不再采用直线式的活塞运动，而是将活塞的直线运动改进为旋转运动，在活塞杆上设置执行柱，通过活塞与两个端盖之间对液体或气体压力的控制，可以将活塞的旋转运动传递到缸体外部，最终由活动板体现。

本发明的有益效果是，与传统直线式的液压缸相比，执行柱与活动板只需要在回转式压力缸的体积范围内即可旋转，大大减少了空间占用率，同时一个压力缸即可实现钝角的旋转，旋转角度可以达到170°；与传统的伺服电机相比，成本非常低廉。

附图说明

图1是本发明的回转式压力缸的主视图。

图2是本发明的回转式压力缸的俯视图。