[实用新型]微型电液直线作动器

说明书

本专利公开了一种微型电液直线作动器，包括封装在一个密闭的弹性皮囊(1)内的作动器基体(3)、球形泵单元和往复活塞机构，在作动器基体(3)上设置有液压缸(25)和缸套(26)，液压缸(25)和缸套(26)均为一端开口的圆柱形容腔，往复活塞机构设置在液压缸(25)内；在缸套(26)的开口端设置有电机端盖(2)，球形泵和电机集成在缸套(26)内组成球形泵单元；采用分布式液压源作为驱动力，无需换向阀，系统中无需布置复杂的油路管道，体积小、功率密度大、柔性好，能承受冲击载荷；采用模块化设计，使用方便。

技术领域

本专利涉及作动器技术领域，特别是涉及一种微型电液直线作动器。

背景技术

目前的机器人动力系统主要包括伺服电机及精密减速机组成的电机方案和液压驱动方案，其中，电机方案应用是目前的主流应用，主要用于工业机器人手臂，缺点是系统缺乏柔性，电机功率密度低，在某些场合动力不足；液压驱动方案的核心部件是油泵、伺服阀、油缸通过油路管道连接，系统柔性好、耐冲击、功率密度大，是机器人用动力的研发方向，但由于采用集中液压源，主动力泵带动十多路液压执行器集中式供能，体积大、重量大、硬件管路复杂，机器人负载液压零件后几乎没有过多的负荷能力进行有效的场景应用，特别是在仿生机器人、四足机器人、机器人关节、机器人手指等应用方面，由于驱动力要克服自重阻力，导致机器人手体积庞大、重量增加，动力损失大，应用受到很大限制，对于机器人手指由于系统复杂、体积大，在指尖上有效的抓取力非常小，甚至无法应用。

球形泵是近年来新发明的动力机械，与电机集成后可以实现超微型化和高压力，在机器人领域可实现串联式直接驱动，相比传统的线驱动、推杆电机驱动方式，具有大力矩、耐冲击、可超微型化等特点，为此，利用球形泵技术进行微型电液直线作动器研发有着广泛的应用前景。

发明内容

本专利的目的是设计一种微型电液直线作动器，集泵、电机和液压活塞一体，采用模块化设计，作为分布式液压源为机器人提供动力。

本专利的技术方案是：微型电液直线作动器，其特征是：包括作动器基体、球形泵单元和往复活塞机构，在作动器基体上设置有液压缸和缸套，液压缸和缸套均为一端开口的圆柱形容腔，往复活塞机构设置在液压缸内，液压缸的开口端设置有液压缸端盖，在伸出液压缸底部的活塞杆的端部设置有活塞杆铰接孔，在液压缸端盖上设置有作动器铰接孔；在缸套的开口端设置有电机端盖，球形泵和电机集成在缸套内组成球形泵单元；球形泵的两个进、排液孔分别与往复活塞机构的两个排、进液孔连通；所述电液直线作动器封装在一个密闭的弹性皮囊内，活塞杆端部从弹性皮囊中伸出；

所述往复活塞机构为双活塞杆机构，活塞一侧的活塞杆从液压缸的圆柱内腔底部的活塞杆过孔伸出，活塞另一侧活塞杆在液压缸端盖内滑动；

所述球形泵单元包括球形泵及电机，球形泵包括缸体、缸盖、球形泵活塞、转盘和主轴，缸盖与缸体通过套筒紧固连接，电机定子、套筒固定在缸套的内壁上，电机转子环绕在球形泵主轴的外圆周上，电机端盖固定连接在缸套的开口端，主轴的上端与球形泵套筒之间形成旋转支撑、球形泵主轴的下端与电机端盖之间形成旋转支撑；

缸盖与缸体连接形成球形内腔，在缸盖上设置有活塞轴孔和两个进、排液孔，球形泵活塞的活塞轴插入缸盖内的活塞轴孔内，球形泵活塞与转盘通过柱面铰链铰接后形成球形转子置于球形内腔内，球形泵活塞和转盘的球形表面与球形内腔形成密封动配合，转盘的转盘轴从缸体下端伸出，在主轴的上端面设置有滑槽，在转盘的转盘轴端部设置有滑靴，转盘轴上的滑靴与球形泵主轴上的滑槽相配，转盘轴上的滑靴插入球形泵主轴上的滑槽内，主轴转动时滑靴在滑槽内往复滑动。

本专利的优点是：采用分布式液压源作为驱动力，无需换向阀，可实现泵电机、缸一体化设计，系统中无需布置复杂的油路管道，体积小、功率密度大，增加了有效的液压动能输出和系统运动的柔性，能承受冲击载荷；采用模块化设计，便于批量化生产制造及保养维护，使用方便。

附图说明