[发明专利]机器人用球形泵电液作动器

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种机器人用球形泵电液作动器。

背景技术

机器人产业在全球出现了突飞猛进的发展，中国是机器人最大的市场，但中国的机器人产业大而不强。为了促进机器人市场的健康有序发展，工信部制定了《机器人产业“十三五”发展规划》，要大力推进工业机器人、骨骼服及自主行走机器人的应用示范。

骨骼服及自主行走机器人在实现单兵及户外作业、助老助残领域、消费服务领域、医疗领域等重点领域有着非常重要的应用前景，将成为继计算机之后的又一个科技和产业发展浪潮。

骨骼服及自主行走机器人要求所有的零部件小、结构紧凑、能耗小，目前作为机器人的核心部件的动力系统有液压驱动或者电机直接驱动，其中，液压系统采用的集中式液压分布系统，通过一个大功率的、大流量的液压泵作为中央液压源，再通过配置各种阀门和控制系统把压力分配到各个需要动作的部位，所带来的问题是动力系统结构笨重、功耗大、电池使用时间短，由于阀门所增加的零件数量多导致系统的体积很大、产生的能耗损失很大，从而使骨骼服及自主行走机器人不适合于长时间在室外工作。

球形压缩机是本专利发明人发明的一种全新结构的变容式机构，其优点是无进/排气阀、运动件少、振动小、机械效率高、密封可靠等，特别是在微型压缩机领域、微型高压泵类机械方面优势更加明显。经过多年的不断研发，球形压缩机的结构和性能不断改进和优化，目前球形压缩机技术在国内外已经取得了多个专利，如申请人已申请的专利名称为《一种球形压缩机防卡死动力机构》、专利号为201410554836.6的中国专利，就是在前期专利的基础上优化的一种较为完善的新型结构，适合于微型结构、压力较高的压缩机或者泵类机械。球形泵就是在球形压缩机专利的基础上开发出来的一种泵类机械。

球形泵用于机器人动力系统有很多优势，可以使机器人动力系统的体积减小、重量减轻、能耗降低；但是由于球形泵用于骨骼服及自主行走机器人时是通过球形泵主轴的正反转来驱动液压活塞伸缩杆的往复运动，从而使骨骼服及自主行走机器人实现往复动作，所以球形泵没有一个固定的高压排油口和固定的低压进油口，而是采用两个进排油口进行交替进排油，这样，在球形泵工作时，由于泄漏的存在，从球形泵缸体、转盘配合部分泄漏的液压油汇集到缸体座、缸体与主轴之间的空间形成溢流油池，溢流油池内的积油若不排出，不可避免的会因继续泄漏导致溢流油池空间产生高压力，从而使主轴的轴向密封必须加强才能阻止溢流从轴向泄漏到电机端，而加强型的轴向密封必然导致主轴旋转阻力增大，旋转时的能耗增加，所以球形泵结构设计时必须满足及时排出泄漏在溢流油池内的积油才不会使溢流油池空间的压力升高；但是，由于球形泵此时没有一个固定的低压吸油腔，不能简单的将溢流油池的积油排出到低压吸油腔；所以要对机器人用球形泵作动器的液压油路进行特殊的结构设计来满足把溢流油池的积油排出的要求。另外，由于机器人用球形泵作动器的液压油路是一个全封闭系统，没有一个固定的低压油腔，当温度变化时，液压油路系统的液压油体积发生变化，所以要对机器人用球形泵作动器进行特殊的结构设计来满足由于温度变化导致液压油体积膨胀的要求。

发明内容

本发明的目的就是设计一种机器人用球形泵电液作动器，把电机、球形泵和双活塞杆缸集成，设计出一种新型的电液作动器即EHA，用于骨骼服及自主行走机器人动力系统以提高电液作动器的效率、降低能耗、减小重量和体积。

本发明的技术方案是，机器人用球形泵电液作动器，包括电机、球形泵以及双活塞杆缸组件，其特征是：电机与球形泵连接输入动力，球形泵的两个进排油口和溢流通道的出口设置在球形泵缸盖的端面上，溢流通道与球形泵的溢流油池接通；双活塞杆缸组件的作动筒上部设置有与缸盖连接的连接块，连接块上设置有油道、溢流孔及螺钉孔，连接块上的油道口及溢流孔设置在连接块与缸盖贴合的面上，连接块上相对应的油道口及溢流孔分别与缸盖上的进排油口及溢流通道的出口相接通，连接块通过螺钉固定密封压紧在缸盖上；在连接块的油道内设置有两个单向阀，在溢流孔上连接一个弹性储油器；其中：