【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液压四足机器人，具体涉及一种轻量高集成液压作动器。
技术介绍
1、机器人腿部驱动作动器分为旋转式和直线式作动器，其中旋转式作动器的负载能力、精度和动态效果均差于直线式作动器，因此直线式作动器凭借其大功率、高动态的特点在足式机器人上应用更为广泛。随着机器人的不断发展，其体积及重量的要求越来越严苛，因此集成化、小型化、轻质化的直线式作动器在机器人领域有着更加广阔的发展前景。直线式作动器通过直线位移带动腿部结构围绕关节旋转，实现腿部运动，通过合理控制机器人各腿的协同运动，实现机器人按照预设的速度、姿态、步态实现前进、转弯等功能。
2、目前，国外针对直线作动器的研究有着深厚基础的主要为美国波士顿动力公司（boston dynamics）的big dog系列四足机器人和意大利理工学院（iit）的hyq系列液压四足机器人，他们均采用伺服阀控液压缸的形式。其中hyq的作动器采用力传感器和活塞串联的结构，速度传感器安装在关节处，其精度较低且集成度较差；big dog系列衍生出的双足机器人altlas的作动器采用3d打印筒体的技术将活塞、管路、伺服阀集成在筒体内，其位移传感器采用外置式，导致其轴向尺寸较大，导致机器人腿部结构的空间更大，会增大机器人的体积。
3、国内研究四足机器人的机构主要分布在高校和研究所机构，其中山东大学的scalf机器人研究经验较为深入，其液压作动器采用外置式位移传感器，并将伺服阀和力传感器采用直接安装的方式装在筒体上，导致作动器的集成化程度较低、体积较大。南京晨光集团有限责任公司专利技
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种轻量高集成液压作动器，以满足四足机器人腿部关节驱动控制需求。作动器应结构紧凑，重量轻，且具有高频响应能力，分别满足机器人狭窄的空间安装要求、轻量化要求和高动态要求。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：
3、一种轻量高集成液压作动器，包括第一关节轴承、第二关节轴承、位移传感器、伺服阀套筒、伺服阀阀芯、伺服阀电机、压力传感器罩盖、压力传感器、堵头、作动筒、电连接器、活塞杆、活套、键、并紧螺母、螺栓件、进油接头和回油接头；
4、所述第一关节轴承安装在作动筒一端上，第二关节轴承3安装在螺栓件上，位于作动筒另一端，是作动器与机器人关节连接的机械接口；所述螺栓件与活塞杆远离第一关节轴承的一端螺纹连接，通过键、并紧螺母固定位置；
5、所述进油接头和回油接头安装在作动筒上，是作动器与机器人能源系统连接的液压接口；
6、所述电连接器固定安装在作动筒底部的孔中，将伺服阀电机、位移传感器、压力传感器的电缆集成安装，是作动器与机器人控制系统连接的电气接口；
7、所述作动筒集成伺服阀的外壳，所述伺服阀阀芯、伺服阀套筒直接装配至作动筒上，伺服阀电机与伺服阀阀芯连接，控制伺服阀阀芯的运动实现对油液方向和流量的控制；
8、所述压力传感器压装至作动筒上的安装孔，通过压力传感器罩盖进行固定，所述位移传感器的主体安装在作动筒的中心孔处，位移传感器的拉杆通过锁紧螺母23固定在活塞杆内部，堵头安装在活塞杆靠近第二关节轴承的一端内部；
9、所述活塞杆安装在作动筒内部，活套安装在作动筒内部，活塞杆外侧。
10、进一步地，还包括压板，通过第一螺钉固定在作动筒上对伺服阀套筒进行限位，并通过第五o型圈实现两侧的端面密封。
11、进一步地，所述压力传感器通过第二o型圈进行压力传感器与作动筒之间的密封。
12、进一步地，所述位移传感器通过挡圈和第一o型圈进行密封，并通过紧固螺钉进行轴向限位。
13、进一步地，所述堵头上设有两道密封槽，密封槽内安装有第三o型圈。
14、进一步地，所述活塞杆和作动筒之间通过格莱圈密封。
15、进一步地，所述活塞杆和作动筒之间之间安装有耐磨环。
16、进一步地，所述伺服阀套筒和作动筒之间通过第七o型圈进行径向密封。
17、进一步地，所述进油接头和回油接头通过第二螺钉安装在作动筒上，并通过第六o型圈实现密封。
18、进一步地，所述活套通过压紧螺母进行轴向限位，活套与作动筒之间通过双道第四o型圈静密封，与活塞杆之间通过斯特封和雷姆封动密封。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
20、（1）本专利技术选用旋转直驱伺服阀，采用伺服阀电机直驱的控制方式，适合高压、大流量需求，提高系统抗污染能力，保持严苛工况下的高精度；
21、（2）本专利技术将旋转直驱伺服阀壳体结构优化，去除多余部分，仅保留伺服阀套筒安装空间，将伺服阀壳体优化至极简的圆柱体，并采用3d打印技术将伺服阀壳体与作动筒集成，极大的提高了作动器的集成化，同时减少了重量，减少了密封部位，有利于减少液压油泄漏的风险；优化伺服阀内部油路，有利于伺服阀高动态响应；
22、（3）本专利技术采用内置式lvdt位移传感器和嵌入式小型化压力传感器，将其集成在作动筒内部，有利于提高整体的集成化和高频数据采集，实现位移和系统油压的实时反馈；
23、（4）本专利技术中的作动筒采用3d打印技术，优化结构布局，减少冗余体积，提高了作动器的轻量化，减少流道长度，采用圆滑过渡，减少油液能量损耗，优化流动特性，促进高频响应能力；
24、（5）本专利技术选用斯特封和雷姆封作为活套与活塞杆之间的动密封结构，有效提高直线动密封性能，减小活塞杆和密封件的摩擦，延长使用寿命；
25、（6）本专利技术选用格莱圈作为活塞和作动筒之间的动密封结构，并增加耐磨环作为导向件，避免金属零件直接摩擦，增加受力均匀，提高使用寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，包括第一关节轴承（1）、第二关节轴承（30）、位移传感器（2）、伺服阀套筒（5）、伺服阀阀芯（6）、伺服阀电机（7）、压力传感器罩盖（9）、压力传感器（10）、堵头（15）、作动筒（16）、电连接器（20）、活塞杆（22）、活套（25）、键（27）、并紧螺母（28）、螺栓件（29）、进油接头（31）和回油接头（38）；
2.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，还包括压板（34），通过第一螺钉（32）固定在作动筒（16）上对伺服阀套筒（5）进行限位，并通过第五O型圈（33）实现两侧的端面密封。
3.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述压力传感器（10）通过第二O型圈（11）进行压力传感器（10）与作动筒（16）之间的密封。
4.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述位移传感器（2）通过挡圈（3）和第一O型圈（4）进行密封，并通过紧固螺钉（17）进行轴向限位。
5.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所
6.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述活塞杆（22）和作动筒（16）之间通过格莱圈（19）密封。
7.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述活塞杆（22）和作动筒（16）之间之间安装有耐磨环（18）。
8.根据权利要求7所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述伺服阀套筒（5）和作动筒（16）之间通过第七O型圈（36）进行径向密封。
9.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述进油接头（31）和回油接头（38）通过第二螺钉（37）安装在作动筒（16）上，并通过第六O型圈（35）实现密封。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述活套（25）通过压紧螺母（26）进行轴向限位，活套（25）与作动筒（16）之间通过双道第四O型圈（24）静密封，与活塞杆（22）之间通过斯特封（8）和雷姆封（12）动密封。
...【技术特征摘要】
1.一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，包括第一关节轴承（1）、第二关节轴承（30）、位移传感器（2）、伺服阀套筒（5）、伺服阀阀芯（6）、伺服阀电机（7）、压力传感器罩盖（9）、压力传感器（10）、堵头（15）、作动筒（16）、电连接器（20）、活塞杆（22）、活套（25）、键（27）、并紧螺母（28）、螺栓件（29）、进油接头（31）和回油接头（38）；
2.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，还包括压板（34），通过第一螺钉（32）固定在作动筒（16）上对伺服阀套筒（5）进行限位，并通过第五o型圈（33）实现两侧的端面密封。
3.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述压力传感器（10）通过第二o型圈（11）进行压力传感器（10）与作动筒（16）之间的密封。
4.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压作动器，其特征在于，所述位移传感器（2）通过挡圈（3）和第一o型圈（4）进行密封，并通过紧固螺钉（17）进行轴向限位。
5.根据权利要求1所述的一种轻量高集成液压...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱科宇，王宇轩，张毅，王杨，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。