[发明专利]一种具有双自由度的重载液压机械爪

说明书

本发明公开了一种具有双自由度的重载液压机械爪，包括夹持组件、直动驱动组件和回转驱动组件；夹持组件用于与被操作对象直接接触，提供夹持力；直动驱动组件实现直动自由度；回转驱动组件实现回转自由度；夹持组件包括上下对称的两部分，每部分包括夹头、夹头连杆和夹头辅杆，两部分之间通过直动连杆连接；直动驱动组件安装在直动驱动外壳内，包含支架、静油环、动油环、活塞和活塞杆；回转驱动组件包括摆动缸、摆动缸驱动轴、回转驱动外壳；本发明利用液压为动力，具有直动和回转双自由度，通过两组轴承抵抗整体受到弯矩，通过花键传动大转矩，适用于重载工况。本发明机械爪结构紧凑，功能完备，具有高集成化，具有极佳的工程应用前景。

技术领域

本发明属于液压工程领域，涉及液压机器人、液压机械臂等机械爪部位，尤其涉及一种具有双自由度的重载液压机械爪。

背景技术

液压机械臂广泛运用于各种工程领域，尤其适用于重载工况。机械爪作为液压机械臂执行件的最末端，其抗弯矩、抗扭矩以及传递重载的能力尤为重要。现有机械爪大多仅具有开合自由度，其回转自由度要靠机械臂辅助实现，而少数具有双自由度的机械爪则均利用非标定制，不具有组件的互换性，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种具有双自由度的重载液压机械爪。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有双自由度的重载液压机械爪，包括夹持组件、直动驱动组件和回转驱动组件；夹持组件用于与被操作对象直接接触，提供夹持力；直动驱动组件实现直动自由度；回转驱动组件实现回转自由度；

所述夹持组件包括上下对称的两部分，每部分包括夹头、夹头连杆和夹头辅杆，两部分之间通过直动连杆连接；夹头与夹头连杆构成转动副；夹头连杆与直动驱动组件构成转动副；夹头连杆与直动连杆构成转动副；夹头与夹头辅杆构成转动副；夹头辅杆与直动驱动组件构成转动副；

所述直动驱动组件安装在直动驱动外壳内，包含支架、静油环、动油环、活塞和活塞杆；所述直动驱动外壳上具有与直动驱动组件的油路连通的油口；直动驱动组件的前端与后端分别安装一组轴承；静油环和直动驱动外壳二者保持静止；静油环的外表面设有若干沿周向布置的静密封圈沟槽，静油环和直动驱动外壳之间通过安装在静密封圈沟槽中的密封圈实现静密封；动油环通过花键和回转驱动组件连接，动油环和支架固定连接；活塞位于动油环的中心轴上，活塞杆与直动连杆固定连接；静油环的内表面设有若干沿周向布置的动密封沟槽；动油环和静油环之间通过安装于动密封沟槽中的组合密封件实现动密封；所述动油环内的活塞运动极限位置处设置缓冲凸台；

所述静油环上设计有两个静油环油口，分别用于输入外界供给的高压油液、把低压油液输出给外界；静油环内表面设有沿周向布置的两个油槽，位置分别对应于两个静油环油口；

所述动油环上设计有两个外油口，静油环的两个油槽内的油液分别通过两个外油口进入动油环内部，分别形成两个油液通道；

所述回转驱动组件包括摆动缸、摆动缸驱动轴、回转驱动外壳；花键加工在摆动缸驱动轴上，回转驱动外壳和直动驱动外壳通过摆动缸连接板固定连接；回转驱动外壳实现摆动缸的油液进油、回油与外界的联通。

进一步地，所述直动驱动组件的前端安装由两个轴承双列对顶形成的一组轴承。

进一步地，所述直动驱动组件前端安装的轴承的润滑油液通过油封密封。

进一步地，在动油环上设计两个加工口，以方便加工油液通道，加工口在使用时通过油堵密封。

进一步地，所述回转驱动组件还包括角度编码器，角度编码器与摆动缸驱动轴相连，监测摆动缸回转角度。

一种利用具有双自由度的重载液压机械爪夹持被操作对象的方法，包括：

直动驱动组件实现机械爪的开合动作，配合机械爪夹头完成对被操作对象的夹持动作，具体为：