[发明专利]舵叶轴随动式二自由度球形液压马达

说明书

技术领域

本发明具体涉及舵叶轴随动式二自由度球形液压马达，属于液压动力驱动及伺服控制技术领域。

背景技术

多自由度球面运动机构广泛应用于机器人、并联机床、运动仿真转台、稳定平台、天线跟踪转台、摄像云台等，实现方式有串联机构、并联机构、万向节机构和球形齿轮机构等，其共同的特点是由多个分立的单自由度运动合成得到多自由度的球面运动。

现有液压马达都是单自由度的旋转运动，若构成多自由度球面运动必须通过传动机构链进行复合，多个动力驱动机构分散布置，传动链长，有些机构存在奇异问题和运动解算复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种具有球形转子的、液压直接驱动的、实现方位和俯仰两个自由度球面运动的、结构简洁紧凑的舵叶轴随动式二自由度球形液压马达。

本发明的舵叶轴随动式二自由度球形液压马达，包括球形定子、球形转子、转子伸出轴、环形盖板、舵叶、舵叶轴、方位滑轨、俯仰滑轨和角度传感器；

球形转子主体为球体，球体一端有转子伸出轴，另一端安装舵叶轴，球体内部安装调节马达，调节马达通过驱动舵叶轴调节舵叶相对于球形转子的旋转角度，转子伸出轴和舵叶轴的中心轴线同轴，并且通过球形转子的球心；

舵叶的内外球面与球形转子外球面同心，舵叶有舵叶轴，舵叶的内球面与球形转子的外球面形成动密封面；

球形定子为中空的部分球形，其内球面与球形转子外球面同心，安装在舵叶外围，舵叶外球面和球形定子内球面形成动密封面；球形定子上还设有滑轨旋转轴A和滑轨旋转轴B，滑轨旋转轴A和滑轨旋转轴B的轴线经过球形转子的球心并且互相垂直；

环形盖板中间开有孔B，转子伸出轴穿过孔B，环形盖板固定在球形定子开口方，孔B与球形转子的外球面形成动密封面；

方位滑轨和俯仰滑轨为圆弧形长条，其内外球面与球形转子同心，方位滑轨和俯仰滑轨中部开滑槽，方位滑轨的两端安装在球形定子的滑轨旋转轴A上，俯仰滑轨与方向滑轨正交，两端安装在球形定子的滑轨旋转轴B上，方位滑轨和俯仰滑轨能够绕各自的旋转轴旋转，方位滑轨、俯仰滑轨的一端各安装一个角度传感器；转子伸出轴滑动配合地穿过两个滑槽，转子伸出轴能够在两个滑槽中滑动；

舵叶将球形定子内球面、球形转子外球面和环形盖板内平面所形成的密封容腔分割成两个工作容腔，工作容腔油液压差驱动舵叶摆动，进而通过舵叶轴带动球形转子摆动；

角度传感器测量方位滑轨和俯仰滑轨相对于球形定子的摆动角度，通过摆动角度得到球形转子摆动的方位角和俯仰角。

本发明的优点在于：

本发明由液压直接驱动单一球形转子，实现可调节和控制的方位和俯仰两个自由度运动，避免了两个或多个独立的单自由度驱动进行复合的传动链，具有结构简洁紧凑和液压驱动固有的优点。

附图说明

图1是本发明的舵叶轴随动式二自由度球形液压马达结构示意图；

图2是本发明的球形转子和舵叶的爆炸图；

图3是本发明的球形转子的结构示意图；

图4是本发明的舵叶密封件的结构示意图；

图5是本发明的舵叶支撑件的结构示意图；

图6是本发明的环形盖板密封件和支撑件的结构示意图；

图7是本发明的球形定子的结构示意图；

图8是本发明的油腔的结构示意图；

图中：

1-球形定子    2-球形转子      3-环形盖板        4-转子伸出轴

5-舵叶轴      6-舵叶          7-方位滑轨        8-俯仰滑轨

9-角度传感器  10-舵叶密封件   11-孔A            12-孔B

13-滑槽       14-上滑块       15-下滑块         16-盖板密封环

17-盖板支撑环 18-转子底孔     19-滑轨旋转轴A    20-滑轨旋转轴B

21-舵叶支撑件 22-舵叶帽       23-油腔A          24-油腔B

25-圆柱面A    26-主分割装配面 27-螺母

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的舵叶轴随动式二自由度球形液压马达，如图1、图2所示，包括球形定子1、球形转子2、环形盖板3、转子伸出轴4、舵叶轴5、舵叶6、方位滑轨7、俯仰滑轨8、角度传感器9。