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专利号: 201710668630X
申请人: 山东建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多自由度液压机械臂,其特征在于,包括基座(1)、腰部回转关节(2)、肩部回转关节(3)、大臂俯仰关节(4)、小臂俯仰关节(5)、腕部俯仰关节(6)、腕部摆动关节(7)和腕部旋转关节(8),其中:所述基座(1)上固设有所述腰部回转关节(2),所述腰部回转关节(2)的上部通过第一固定连接件(10)与所述肩部回转关节(3)连接,所述肩部回转关节(3)的侧面端部通过第一固定轴(12)与所述大臂俯仰关节(4)的一端连接,所述大臂俯仰关节(4)在第一伺服油缸(20)的驱动下做上下俯仰运动,所述大臂俯仰关节(4)的内部固设有伺服阀组件(9),所述大臂俯仰关节(4)的另一端通过第二固定轴(13)与所述小臂俯仰关节(5)的一端连接,所述小臂俯仰关节(5)在第二伺服油缸(23)的驱动下做上下俯仰运动,所述小臂俯仰关节(5)的另一端上固设有支撑块(14),所述支撑块(14)上固设有所述腕部俯仰关节(6),所述腕部俯仰关节(6)和腕部摆动关节(7)直接相连,所述腕部俯仰关节(6)的旋转轴线在水平面内,所述腕部俯仰关节(6)和腕部摆动关节(7)的旋转轴线相互垂直,所述腕部摆动关节(7)通过翼板(15)与所述腕部旋转关节(8)连接,所述腕部旋转关节(8)的末端固设有安装法兰(16)。

2.根据权利要求1所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述腰部回转关节(2)包括第一定子(201)、位于所述第一定子(201)内部的第一转子(202)和位于所述第一定子(201)外部的第一液压马达(203),其中:所述第一转子(202)的内部设置有蜗轮蜗杆结构,所述蜗轮蜗杆结构的蜗轮固设在所述第一转子(202)上,所述第一液压马达(203)通过第一联轴器(205)与所述蜗轮蜗杆结构的蜗杆(206)连接;

所述第一定子(201)的外侧连接有两个分别用于对正向回转和反向回转进行限位的第一机械限位块(204),所述第一机械限位块(204)上分别固设有限位开关(207),所述第一固定连接件(10)上设置有与所述限位开关(207)相配合的电子限位块(208)和与所述第一机械限位块(204)相配合的第二机械限位块(210);

所述腰部回转关节(2)的下端连接有用于检测所述第一转子(202)旋转角度的第一角位移传感器(209)。

3.根据权利要求2所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述肩部回转关节(3)包括摆动缸本体(17)和摆动缸组件(11),其中:

所述摆动缸本体(17)包括第二定子(301)和位于所述第二定子(301)内部的第二转子(302),所述第二定子(301)的上端通过第二固定连接件(303)固设有电位器(304),所述电位器(304)通过第二联轴器(305)与所述第二转子(302)连接,所述摆动缸本体(17)的外壁上设置有平衡阀(306);

所述摆动缸组件(11)包括固设在所述第二转子(302)上的框架板,所述框架板的侧面设置有第一支撑耳板(18),所述第一支撑耳板(18)通过所述第一固定轴(12)与所述大臂俯仰关节(4)连接。

4.根据权利要求3所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述大臂俯仰关节(4)包括一对第一护板(401),所述第一护板(401)之间设置有第一上固定板(402)和阀体固定板(403),所述第一护板(401)的两端分别设置有第一支撑座(404)和第二支撑座(405),其中:所述第一支撑座(404)的内部固设有铜套(406),所述第一支撑座(404)通过所述第一固定轴(12)与所述第一支撑耳板(18)铰接;

所述第二支撑座(405)通过所述第二固定轴(13)与所述小臂俯仰关节(5)铰接,所述第二支撑座(405)的外侧固设有第一轴承法兰(103),所述第一轴承法兰(103)的外侧固设有挡板(104),所述挡板(104)通过第一固定螺栓(101)固设在所述第一护板(401)上,所述第二支撑座(405)的内侧固设有用于限位的尼龙挡圈(102);

所述框架板的侧面还设置有第二支撑耳板(19),所述第一护板(401)的中部设置有第三支撑座(407),所述第一伺服油缸(20)的一端通过第三固定轴(22)与所述第二支撑耳板(19)铰接,所述第一伺服油缸(20)的另一端通过第四固定轴(21)固定在所述第三支撑座(407)上。

5.根据权利要求4所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述小臂俯仰关节(5)包括一对第二护板(501),所述第二护板(501)之间设置有第二上固定板(502)和支撑轴(503),其中:所述第二护板(501)的一端设置有第五支撑座(106),所述第五支撑座(106)通过所述第二固定轴(13)与所述第二支撑座(405)铰接,所述第五支撑座(106)的内侧固设有第二轴承法兰(505),所述第二轴承法兰(505)通过第二固定螺栓(105)固定在所述第二护板(501)上;

所述第一护板(401)的中部还设置有第四支撑座(408),所述第二护板(501)上靠近所述第五支撑座(106)的下端设置有第六支撑座(107),所述第二伺服油缸(23)的一端通过第六固定轴(25)固定在所述第四支撑座(408)上,所述第二伺服油缸(23)的另一端通过第五固定轴(24)固定在所述第六支撑座(107)上;

所述第二护板(501)的另一端固设有U形的连接块(504),所述连接块(504)通过法兰与所述腕部俯仰关节(6)连接。

6.根据权利要求5所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述腕部俯仰关节(6)包括固设在所述连接块(504)上的第三定子(601)、位于所述第三定子(601)内部的第三转子(602)和位于所述第三定子(601)上的第三固定连接件(603),所述第三转子(602)的中部连接有用于检测所述第三转子(602)旋转角度的第二角位移传感器(604),所述第三固定连接件(603)与所述第三定子(601)连接,所述腕部俯仰关节(6)通过所述第三定子(601)与所述腕部摆动关节(7)连接。

7.根据权利要求6所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述腕部摆动关节(7)包括固设在所述第三定子(601)上的第四定子(701)、位于所述第四定子(701)内部的第四转子(702)和位于所述第四定子(701)上的第四固定连接件(703),所述第四转子(702)的中部连接有用于检测所述第四转子(702)旋转角度的第三角位移传感器(704),所述第四固定连接件(703)与所述第四定子(701)连接,所述第四转子(702)的上下两端通过翼板(15)与所述腕部旋转关节(8)连接。

8.根据权利要求7所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述腕部旋转关节(8)包括液压马达(801)和液压马达固定件(802),其中:所述液压马达固定件(802)的一端与所述腕部摆动关节(7)的第四转子(702)固定连接,另一端设置有rv减速器(803);

所述液压马达(801)位于所述液压马达固定件(802)内部,所述液压马达(801)的末端经所述rv减速器(803)连接有快速更换法兰(804)。

9.根据权利要求8所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述伺服阀组件(9)包括阀体(27)和伺服阀(26),所述阀体(27)与所述阀体固定板(403)连接。

10.根据权利要求9所述的多自由度液压机械臂,其特征在于,所述腰部回转关节(2)绕中心做正负120度旋转,所述肩部回转关节(3)绕中心做正负90度旋转,所述腕部摆动关节(7)绕中心做正负110度旋转。