液压管路结构及多自由度液压机械臂的制作方法

本发明涉及机械人技术领域，特别是指一种液压管路结构及多自由度液压机械臂。

背景技术：

液压机械臂工作装置主要包括大臂、小臂、机械手、连杆、连接销轴、油缸、液压管路、润滑管路等部分。工作装置的执行原理为：主泵将液压油箱的液压油通过主阀分配，结合油缸大小腔的进油和回油，驱动油缸直线往复运动进而执行大臂、小臂的升降、伸缩和转动，实施具体动作。

现有的液压机械臂的管路结构大多采用挖掘机的布置形式，液压管路基本布置在机械臂本体的外部，除了安全性方面存在很大隐患外，而且受外界环境影响很大，不利于长期使用，还有少数液压机械臂液压管路结构虽然布置在机械臂的内部，比如，申请公布号为cn103195127a公开的一种液压管路结构及挖掘机，将液压管路布置在挖掘机的内部，对于该专利，挖掘机管路少，可以满足基本的要求，但对于多自由度液压机械臂来说，由于液压执行机构多，管路复杂，动臂内部空间不足，导致整个多自由度液压机械臂液压管路难以布置。

技术实现要素：

本发明提供一种将液压管路嵌在臂板的内部，安全性高、实用性高，且液压管路不会影响内部空间的液压管路结构及多自由度液压机械臂。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种液压管路结构，用于多自由度液压机械臂，包括集成块、电液伺服阀、第一进油胶管、第一回油胶管、多路进油管路和多路回油管路，其中：

所述多自由度液压机械臂包括基座、腰部回转关节、肩部回转关节、大臂俯仰关节、小臂俯仰关节、腕部俯仰关节、腕部摆动关节和腕部旋转关节；

所述大臂俯仰关节包括位于两侧相对设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板之间设置有第一上支撑板和下支撑板，所述第一侧板、第二侧板、第一上支撑板和下支撑板之间形成有第一凹槽，所述集成块固定在所述第一凹槽内；

所述第一进油胶管和第一回油胶管的一端均通过管接头和所述集成块的一端连接，另一端均连接至油箱，所述集成块的一侧通过管接头和多路进油管路相连，所述集成块的另一侧通过管接头和多路回油管路相连；

所述集成块的内部设置有第一进油通路和第一回油通路，所述第一进油通路的一端通过管接头与所述第一进油胶管连接，另一端与所述电液伺服阀的进油口相连，所述第一回油通路的一端通过管接头与所述第一回油胶管连接，另一端与所述电液伺服阀的回油口相连；

所述集成块的一侧依次设置有腰部旋转控制第一通路、肩部旋转控制第一通路、大臂俯仰控制第一通路、小臂俯仰控制第一通路、腕部俯仰控制第一通路、腕部摆动控制第一通路、腕部旋转控制第一通路，所述集成块的另一侧依次设置有腰部旋转控制第二通路、肩部旋转控制第二通路、大臂俯仰控制第二通路、小臂俯仰控制第二通路、腕部俯仰控制第二通路、腕部摆动控制第二通路、腕部旋转控制第二通路。

另一方面，提供一种多自由度液压机械臂，包括上述的液压管路结构。

进一步的，所述多自由度液压机械臂包括基座、腰部回转关节、肩部回转关节、大臂俯仰关节、小臂俯仰关节、腕部俯仰关节、腕部摆动关节和腕部旋转关节，其中：

所述基座上固设有所述腰部回转关节，所述腰部回转关节的上部通过第一固定连接件与所述肩部回转关节连接，所述肩部回转关节的侧面端部通过第一固定轴与所述大臂俯仰关节的一端连接，所述大臂俯仰关节在第一伺服油缸的驱动下做上下俯仰运动，所述大臂俯仰关节的内部固设有伺服阀组件，所述大臂俯仰关节的另一端通过第二固定轴与所述小臂俯仰关节的一端连接，所述小臂俯仰关节在第二伺服油缸的驱动下做上下俯仰运动，所述小臂俯仰关节的另一端上固设有支撑块，所述支撑块上固设有所述腕部俯仰关节，所述腕部俯仰关节和腕部摆动关节直接相连，所述腕部俯仰关节的旋转轴线在水平面内，所述腕部俯仰关节和腕部摆动关节的旋转轴线相互垂直，所述腕部摆动关节通过翼板与所述腕部旋转关节连接，所述腕部旋转关节的末端固设有安装法兰。

进一步的，所述腰部回转关节包括第一定子、位于所述第一定子内部的第一转子和位于所述第一定子外部的第一液压马达，其中：

所述第一转子的内部设置有蜗轮蜗杆结构，所述蜗轮蜗杆结构的蜗轮固设在所述第一转子上，所述第一液压马达通过第一联轴器与所述蜗轮蜗杆结构的蜗杆连接；

所述第一定子的外侧连接有两个分别用于对正向回转和反向回转进行限位的第一机械限位块，所述第一机械限位块上分别固设有限位开关，所述第一固定连接件上设置有与所述限位开关相配合的电子限位块和与所述第一机械限位块相配合的第二机械限位块；

所述腰部回转关节的下端连接有用于检测所述第一转子旋转角度的第一角位移传感器。

进一步的，所述肩部回转关节包括摆动缸本体和摆动缸组件，其中：

所述摆动缸本体包括第二定子和位于所述第二定子内部的第二转子，所述第二定子的上端通过第二固定连接件固设有电位器，所述电位器通过第二联轴器与所述第二转子连接，所述摆动缸本体的外壁上设置有平衡阀；

所述摆动缸组件包括固设在所述第二转子上的框架板，所述框架板的侧面设置有第一支撑耳板，所述第一支撑耳板通过所述第一固定轴与所述大臂俯仰关节连接。

进一步的，所述大臂俯仰关节包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板之间设置有第一上支撑板和下支撑板，所述第一侧板和第二侧板的两端分别设置有第一支撑座和第二支撑座，其中：

所述第一支撑座的内部固设有铜套，所述第一支撑座通过所述第一固定轴与所述第一支撑耳板铰接；

所述第二支撑座通过所述第二固定轴与所述小臂俯仰关节铰接，所述第二支撑座的外侧固设有第一轴承法兰，所述第一轴承法兰的外侧固设有挡板，所述挡板通过第一固定螺栓固设在所述第一侧板和第二侧板上，所述第二支撑座的内侧固设有用于限位的尼龙挡圈；

所述框架板的侧面还设置有第二支撑耳板，所述第一侧板和第二侧板的的中部设置有第三支撑座，所述第一伺服油缸的一端通过第三固定轴与所述第二支撑耳板铰接，所述第一伺服油缸的另一端通过第四固定轴固定在所述第三支撑座上。

进一步的，所述小臂俯仰关节包括第三侧板和第四侧板，所述第三侧板和第四侧板之间设置有第二上支撑板和下支撑轴，其中：

所述第三侧板和第四侧板的一端设置有第五支撑座，所述第五支撑座通过所述第二固定轴与所述第二支撑座铰接，所述第五支撑座的内侧固设有第二轴承法兰，所述第二轴承法兰通过第二固定螺栓固定在所述第三侧板和第四侧板上；

所述第一侧板和第二侧板的中部还设置有第四支撑座，所述第三侧板和第四侧板上靠近所述第五支撑座的下端设置有第六支撑座，所述第二伺服油缸的一端通过第六固定轴固定在所述第四支撑座上，所述第二伺服油缸的另一端通过第五固定轴固定在所述第六支撑座上；

所述第三侧板和第四侧板的另一端固设有u形的连接块，所述连接块通过法兰与所述腕部俯仰关节连接。

进一步的，所述腕部俯仰关节包括固设在所述连接块上的第三定子、位于所述第三定子内部的第三转子和位于所述第三定子上的第三固定连接件，所述第三转子的中部连接有用于检测所述第三转子旋转角度的第二角位移传感器，所述第三固定连接件与所述第三定子连接，所述腕部俯仰关节通过所述第三定子与所述腕部摆动关节连接。

进一步的，所述腕部摆动关节包括固设在所述第三定子上的第四定子、位于所述第四定子内部的第四转子和位于所述第四定子上的第四固定连接件，所述第四转子的中部连接有用于检测所述第四转子旋转角度的第三角位移传感器，所述第四固定连接件与所述第四定子连接，所述第四转子的上下两端通过翼板与所述腕部旋转关节连接。

进一步的，所述腕部旋转关节包括液压马达和液压马达固定件，其中：

所述液压马达固定件的一端与所述腕部摆动关节的第四转子固定连接，另一端设置有rv减速器；

所述液压马达位于所述液压马达固定件内部，所述液压马达的末端经所述rv减速器连接有快速更换法兰。

进一步的，所述伺服阀组件包括阀体和伺服阀，所述阀体与所述阀体固定板连接。

进一步的，所述腰部回转关节绕中心做正负120度旋转，所述肩部回转关节绕中心做正负90度旋转，所述腕部摆动关节绕中心做正负110度旋转。

本发明具有以下有益效果：

本发明的液压管路结构中，腰部进油金属油管、肩部旋转进油管路、大臂进油金属管、小臂进油金属油管等金属油管固定在大臂俯仰关节的第一侧板上且均位于所述第一凹槽内，增加了多自由度液压机械臂的内部空间，解决了油路难以布置的问题；金属油管在第一侧板的下端引出通过管接头与进油连接胶管连接，在大臂俯仰关节和小臂俯仰关节相对运动处减少了进油连接胶管的长度，最大程度避免了多自由度液压机械臂在运动过程中对各油管的挤压；

本发明的多自由度液压机械臂，腰部回转关节和肩部回转关节都具有回转功能，这样，多自由度液压机械臂相当于增加了一级耦合，可以在保证油管不被缠绕的情况下有更大的回转空间，提高了机械臂的活动范围，腕部关节采用三个自由度，提高了机械臂运动的灵活性，而且本发明的机械臂的各个关节之间的设置方式，能够使车间轮胎、发动机等重物装配过程中具有较高的精度和负载能力。

附图说明

图1为本发明的液压管路结构的整体结构示意图；

图2为本发明的液压管路结构的俯视图；

图3为本发明的液压管路结构的大臂俯仰关节和小臂俯仰关节的内部管路结构示意图；

图4为本发明的液压管路结构的大臂俯仰关节内多路进油管路和多路回油管路的连接示意图；

图5为本发明的液压管路结构的大臂俯仰关节和小臂俯仰关节内金属油管结构示意图；

图6为本发明的液压管路结构的腕部油管连接示意图；

图7为本发明的液压管路结构的阀块管路结构示意图；

图8为本发明的液压管路结构的电液伺服阀结构示意图；

图9为本发明的多自由度液压机械臂的结构示意图；

图10为本发明的多自由度液压机械臂的伺服阀组件的固定位置示意图；

图11为本发明的多自由度液压机械臂的基座和腰部回转关节的局部结构示意图；

图12为本发明的多自由度液压机械臂的腰部回转关节的内部结构示意图；

图13为本发明的多自由度液压机械臂的大小臂连接轴处的爆炸结构示意图；

图14为本发明的多自由度液压机械臂的小臂俯仰关节结构示意图；

图15为本发明的多自由度液压机械臂的腕部俯仰关节和腕部摆动关节结构示意图；

图16为本发明的多自由度液压机械臂的腕部回转关节结构示意图；

图17为本发明的多自由度液压机械臂的腕部摆动关节活动角度示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种液压管路，用于多自由度液压机械臂，如图1至图8所示，包括集成块1、电液伺服阀2、第一进油胶管3、第一回油胶管4、多路进油管路5和多路回油管路6，其中：

多自由度液压机械臂包括基座1’、腰部回转关节2’、肩部回转关节3’、大臂俯仰关节4’、小臂俯仰关节5’、腕部俯仰关节6’、腕部摆动关节7’和腕部旋转关节8’；

大臂俯仰关节4’包括位于两侧相对设置的第一侧板39和第二侧板40，第一侧板39和第二侧板40之间设置有第一上支撑板402和下支撑板8，第一侧板39、第二侧板40、第一上支撑板402和下支撑板8之间形成有第一凹槽，集成块1固定在第一凹槽内；

第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端均通过管接头和集成块1的一端连接，另一端均连接至油箱，集成块1的一侧通过管接头和多路进油管路5相连，集成块1的另一侧通过管接头和多路回油管路6相连；

集成块1的内部设置有第一进油通路10和第一回油通路11，第一进油通路10的一端通过管接头与第一进油胶管3连接，另一端与电液伺服阀2的进油口12相连，所述第一回油通路11的一端通过管接头与第一回油胶管4连接，另一端与电液伺服阀2的回油口13相连；

集成块1的一侧依次设置有腰部旋转控制第一通路14、肩部旋转控制第一通路15、大臂俯仰控制第一通路16、小臂俯仰控制第一通路17、腕部俯仰控制第一通路18、腕部摆动控制第一通路19、腕部旋转控制第一通路20，集成块1的另一侧依次设置有腰部旋转控制第二通路21、肩部旋转控制第二通路22、大臂俯仰控制第二通路23、小臂俯仰控制第二通路24、腕部俯仰控制第二通路25、腕部摆动控制第二通路26、腕部旋转控制第二通路27；

多路进油管路5包括腰部旋转进油管路28、肩部旋转进油管路29、大臂俯仰进油管路30、小臂俯仰进油管路31，其中：

腰部旋转进油管路28包括腰部进油短胶管35、腰部进油金属油管36和腰部进油连接胶管37，腰部进油短胶管35的一端通过管接头与腰部旋转控制第一通路14连接，另一端通过管接头与腰部进油金属油管36的一端相连，腰部进油金属油管36通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，腰部进油金属油管36的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的下端引出通过管接头与腰部进油连接胶管37的一端连接，腰部进油连接胶管37的另一端通过管接头接入腰部回转支撑进油口41；

肩部旋转进油管路29包括肩部进油短胶管42、肩部进油金属油管43和肩部进油连接胶管44，肩部进油短胶管42的一端通过管接头与肩部旋转控制第一通路连接15，另一端通过管接头与肩部进油金属油管43的一端相连，肩部进油金属油管43通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，肩部进油金属油管43的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的下端引出通过管接头与肩部进油连接胶管44的一端连接，肩部进油连接胶管44的另一端通过管接头接入肩部螺旋摆动缸进油口45；

大臂俯仰进油管路30包括大臂进油短胶管46、大臂进油金属油管47和大臂进油连接胶48管，大臂进油短胶管46的一端通过管接头与大臂俯仰控制第一通路连接16，另一端通过管接头与大臂进油金属油管47的一端相连，大臂进油金属油管47通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，大臂进油金属油管47的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的下端引出通过管接头与大臂进油连接胶管48的一端连接，大臂进油连接胶管48的另一端通过管接头连接第一伺服油缸进油口49；

小臂俯仰进油管路31包括小臂进油短胶管50、小臂进油金属油管51和小臂进油连接胶管52，小臂进油短胶管50的一端通过管接头与小臂俯仰控制第一通路连接17，另一端通过管接头与小臂进油金属油管51的一端相连，小臂进油金属油管51通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，小臂进油金属油管51的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的上端引出通过管接头与小臂进油连接胶管52的一端连接，小臂进油连接胶管52的另一端通过管接头连接第二伺服油缸进油口53。

本发明的液压管路结构中，腰部进油金属油管、肩部旋转进油管路、大臂进油金属管、小臂进油金属油管等金属油管固定在大臂俯仰关节的第一侧板上且均位于所述第一凹槽内，增加了多自由度液压机械臂的内部空间，解决了油路难以布置的问题；金属油管在第一侧板的下端引出通过管接头与进油连接胶管连接，在大臂俯仰关节和小臂俯仰关节相对运动处减少了进油连接胶管的长度，最大程度避免了多自由度液压机械臂在运动过程中对各油管的挤压。

进一步的，小臂俯仰关节5’包括位于两侧相对设置的第三侧板59和第四侧板60，第三侧板59和第四侧板60之间设置有第二上支撑板502和下支撑轴503，第三侧板59、第四侧板60、第二上支撑板502和下支撑轴503之间形成有第二凹槽，多路进油管路5还包括腕部俯仰进油管路32、腕部摆动进油管路33和腕部旋转进油管34路，其中：

腕部俯仰进油管路32包括腕部俯仰进油短胶管54、腕部俯仰第一进油金属油管55、腕部俯仰第一进油连接胶管56、腕部俯仰第二进油金属油管57和腕部俯仰第二进油连接胶管58，腕部俯仰进油短胶管54的一端通过管接头与腕部俯仰控制第一通路18连接，另一端通过管接头与腕部俯仰第一进油金属油管55相连，腕部俯仰第一进油金属油管56通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，腕部俯仰第一进油金属油管55的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的上端引出通过管接头与腕部俯仰第一进油连接胶管56的一端连接，腕部俯仰第一进油连接胶管56的另一端通过管接头连接腕部俯仰第二进油金属油管57的一端，腕部俯仰第二进油金属油管57通过固定压件固定设置在第三侧板59上且位于第二凹槽内，腕部俯仰第二进油金属油管57的另一端通过管接头连接腕部俯仰第二进油连接胶管58的一端，腕部俯仰第二进油连接胶管58的另一端通过管接头连接腕部俯仰螺旋摆动缸进油口61；

腕部摆动进油管路33包括腕部摆动进油短胶管62、腕部摆动第一进油金属油管63、腕部摆动第一进油连接胶管64、腕部摆动第二进油金属油管65和腕部摆动第二进油连接胶管66，腕部摆动进油短胶管62的一端通过管接头与腕部摆动控制第一通路19连接，另一端通过管接头与腕部摆动第一进油金属油管63相连，腕部摆动第一进油金属油管63通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，腕部摆动第一进油金属油管63的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的上端引回通过管接头与腕部摆动第一进油连接胶管64的一端连接，腕部摆动第一进油连接胶管64的另一端通过管接头连接腕部摆动第二进油金属油管65的一端，腕部摆动第二进油金属油管65通过固定压件固定设置在第三侧板59上且位于第二凹槽内，腕部摆动第二进油金属油管65的另一端通过管接头连接腕部摆动第二进油连接胶管66的一端，腕部摆动第二进油连接胶管66的另一端通过管接头连接腕部摆动螺旋摆动缸进油口67；

腕部旋转进油管路34包括腕部旋转进油短胶管68、腕部旋转第一进油金属油管69、腕部旋转第一进油连接胶管70、腕部旋转第二进油金属油管71和腕部旋转第二进油连接胶管72，腕部旋转进油短胶管68的一端通过管接头与腕部旋转控制第一通路20连接，另一端通过管接头与腕部旋转第一进油金属油管69相连，腕部旋转第一进油金属油管69通过固定压件固定设置在第一侧板39上且位于第一凹槽内，腕部旋转第一进油金属油管69的另一端从大臂俯仰关节4’的第一侧板39的上端引出通过管接头与腕部旋转第一进油连接胶管70的一端连接，腕部旋转第一进油连接胶管70的另一端通过管接头连接腕部旋转第二进油金属油管71的一端，腕部旋转第二进油金属油管71通过固定压件固定设置在第三侧板59上且位于第二凹槽内，腕部旋转第二进油金属油管71的另一端通过管接头连接腕部旋转第二进油连接胶管72的一端，腕部旋转第二进油连接胶管72的另一端通过管接头连接腕部液压马达进油口73。

进一步的，多路回油管路6包括腰部旋转回油管路74、肩部旋转回油管路75、大臂俯仰回油管路76、小臂俯仰回油管路77，其中：

腰部旋转回油管路74包括腰部回油短胶管81、腰部回油金属油管82和腰部回油连接胶管83，腰部回油短胶管81的一端通过管接头与腰部旋转控制第二通路21连接，另一端通过管接头与腰部回油金属油管82的一端相连，腰部回油金属油管82通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，腰部回油金属油管82的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的下端引出通过管接头与腰部回油连接胶管83的一端连接，腰部回油连接胶管83的另一端通过管接头接入腰部回转支撑回油口84；

肩部旋转回油管路75包括肩部回油短胶管85、肩部回油金属油管86和肩部回油连接胶管87，肩部回油短胶管85的一端通过管接头与肩部旋转控制第二通路22连接，另一端通过管接头与肩部回油金属油管86的一端相连，肩部回油金属油管86通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，肩部回油金属油管86的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的下端引出通过管接头与肩部回油连接胶管87的一端连接，肩部回油连接胶管87的另一端通过管接头连接肩部螺旋摆动缸回油口88；

大臂俯仰回油管路76包括大臂回油短胶管89、大臂回油金属油管90和大臂回油连接胶管91，大臂回油短胶管89的一端通过管接头与大臂俯仰控制第二通路23连接，另一端通过管接头与大臂回油金属油管90的一端相连，大臂回油金属油管90通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，大臂回油金属油管90的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的下端引出通过管接头与大臂回油连接胶管91的一端连接，大臂回油连接胶管91的另一端通过管接头连接第一伺服油缸回油口92；

小臂俯仰回油管路77包括小臂回油短胶管93、小臂回油金属油管94和小臂回油连接胶管95，小臂回油短胶管93的一端通过管接头与小臂俯仰控制第二通路25连接，另一端通过管接头与小臂回油金属油管94的一端相连，小臂回油金属油管94通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，小臂回油金属油管94的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的上端引出通过管接头与小臂回油连接胶管95的一端连接，小臂回油连接胶管95的另一端通过管接头连接第二伺服油缸回油口96。

进一步的，多路回油管路6还包括腕部俯仰回油管路78、腕部摆动回油管路79和腕部旋转回油管路80，其中：

腕部俯仰回油管路78包括腕部俯仰回油短胶管97、腕部俯仰第一回油金属油管98、腕部俯仰第一回油连接胶管99、腕部俯仰第二回油金属油管100和腕部俯仰第二回油连接胶管101，腕部俯仰回油短胶管97的一端通过管接头与腕部俯仰控制第二通路25连接，另一端通过管接头与腕部俯仰第一回油金属油管98相连，腕部俯仰第一回油金属油管98通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，腕部俯仰第一回油金属油管98的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的上端引出通过管接头与腕部俯仰第一回油连接胶管99的一端连接，腕部俯仰第一回油连接胶管99的另一端通过管接头连接腕部俯仰第二回油金属油管100的一端，腕部俯仰第二回油金属油管100通过固定压件固定设置在第四侧板60上且位于第二凹槽内，腕部俯仰第二回油金属油管100的另一端通过管接头连接腕部俯仰第二回油连接胶管101的一端，腕部俯仰第二回油连接胶管101的另一端通过管接头连接腕部俯仰螺旋摆动缸回油口102；

腕部摆动回油管路79包括腕部摆动回油短胶管103、腕部摆动第一回油金属油管104、腕部摆动第一回油连接胶管105、腕部摆动第二回油金属油管106和腕部摆动第二回油连接胶管107，腕部摆动回油短胶管103的一端通过管接头与腕部摆动控制第二通路26连接，另一端通过管接头与腕部摆动第一回油金属油管104相连，腕部摆动第一回油金属油管104通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，腕部摆动第一回油金属油管104的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的上端引回通过管接头与腕部摆动第一回油连接胶管105的一端连接，腕部摆动第一回油连接胶管105的另一端通过管接头连接腕部摆动第二回油金属油管106的一端，腕部摆动第二回油金属油管106通过固定压件固定设置在第四侧板60上且位于第二凹槽内，腕部摆动第二回油金属油管106的另一端通过管接头连接腕部摆动第二回油连接胶管107的一端，腕部摆动第二回油连接胶管107的另一端通过管接头连接腕部摆动螺旋摆动缸回油口108；

腕部旋转回油管路80包括腕部旋转回油短胶管109、腕部旋转第一回油金属油管110、腕部旋转第一回油连接胶管111、腕部旋转第二回油金属油管112和腕部旋转第二回油连接胶管113，腕部旋转回油短胶管109的一端通过管接头与腕部旋转控制第二通路27连接，另一端通过管接头与腕部旋转第一回油金属油管110相连，腕部旋转第一回油金属油管110通过固定压件固定设置在第二侧板40上且位于第一凹槽内，腕部旋转第一回油金属油管110的另一端从大臂俯仰关节4’的第二侧板40的上端引出通过管接头与腕部旋转第一回油连接胶管111的一端连接，腕部旋转第一回油连接胶管111的另一端通过管接头连接腕部旋转第二回油金属油管112的一端，腕部旋转第二回油金属油管112通过固定压件固定设置在第四侧板60上且位于第二凹槽内，腕部旋转第二回油金属油管112的另一端通过管接头连接腕部旋转第二回油连接胶管113的一端，腕部旋转第二回油连接胶管113的另一端通过管接头连接腕部液压马达回油口114。

进一步的，电液伺服阀2包括腰部旋转电液伺服阀115、肩部旋转电液伺服阀116、大臂俯仰电液伺服阀117、小臂俯仰电液伺服阀118、腕部俯仰电液伺服阀119、腕部摆动电液伺服阀120、腕部旋转电液伺服阀121，其中：

腰部旋转电液伺服阀115包括腰部旋转进油口122、腰部旋转回油口123、腰部旋转第一控制口124和腰部旋转第二控制口125，腰部旋转第一控制口124和腰部旋转第二控制口125分别连接至腰部旋转控制第一通路14和腰部旋转控制第二通路21的一端，腰部旋转进油口122和腰部旋转回油口123分别连接至第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端；

肩部旋转电液伺服阀116包括肩部旋转进油口126、肩部旋转回油口127、肩部旋转第一控制口128和肩部旋转第二控制口129，肩部旋转第一控制口128和肩部旋转第二控制口129分别连接至肩部旋转控制第一通路15和肩部旋转控制第二通路22的一端，肩部旋转进油口126和肩部旋转回油口123分别连接至第一进油胶3管和第一回油胶管4的一端；

大臂俯仰电液伺服阀117包括大臂俯仰进油口130、大臂俯仰回油口131、大臂俯仰第一控制口132和大臂俯仰第二控制口133，大臂俯仰第一控制口132和大臂俯仰第二控制口133分别连接至大臂俯仰控制第一通路16和大臂俯仰控制第二通路23的一端，大臂俯仰进油口130和大臂俯仰回油口131分别连接至第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端；

小臂俯仰电液伺服阀118包括小臂俯仰进油口134、小臂俯仰回油口135、小臂俯仰第一控制口136和小臂俯仰第二控制口137，小臂俯仰第一控制口136和小臂俯仰第二控制口137分别连接至小臂俯仰控制第一通路17和小臂俯仰控制第二通路24的一端，小臂俯仰进油口134和小臂俯仰回油口135分别连接至第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端；

腕部俯仰电液伺服阀119包括腕部俯仰进油口138、腕部俯仰回油口139、腕部俯仰第一控制口140和腕部俯仰第二控制口141，腕部俯仰第一控制口140和腕部俯仰第二控制口141分别连接至腕部俯仰控制第一通路18和腕部俯仰控制第二通路25的一端，腕部俯仰进油口138和腕部俯仰回油口139分别连接至第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端；

腕部摆动电液伺服阀120包括腕部摆动进油口142、腕部摆动回油口143、腕部摆动第一控制口144和腕部摆动第二控制口145，腕部摆动第一控制口144和腕部摆动第二控制口145分别连接至腕部摆动控制第一通路19和腕部摆动控制第二通路26的一端，腕部摆动进油口142和腕部摆动回油口143分别连接至第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端；

腕部旋转电液伺服阀121包括腕部旋转进油口146、腕部旋转回油口147、腕部旋转第一控制口148和腕部旋转第二控制口149，腕部旋转第一控制口148和腕部旋转第二控制口149分别连接至腕部旋转控制第一通路20和腕部旋转控制第二通路27的一端，腕部旋转进油口146和腕部旋转回油口147分别连接至第一进油胶管3和第一回油胶管4的一端。

另一方面，本发明还提供一种多自由度液压机械臂，包括上述的液压管路结构，如图9～图17所示，包括基座1’、腰部回转关节2’、肩部回转关节3’、大臂俯仰关节4’、小臂俯仰关节5’、腕部俯仰关节6’、腕部摆动关节7’和腕部旋转关节8’，其中：

基座1’上固设有腰部回转关节2’，腰部回转关节2’的上部通过第一固定连接件10’与肩部回转关节3’连接，肩部回转关节3’的侧面端部通过第一固定轴12’与大臂俯仰关节4’的一端连接，大臂俯仰关节4’在第一伺服油缸20’的驱动下做上下俯仰运动，大臂俯仰关节4’的内部固设有伺服阀组件9’，大臂俯仰关节4’的另一端通过第二固定轴13’与小臂俯仰关节5’的一端连接，小臂俯仰关节5’在第二伺服油缸23’的驱动下做上下俯仰运动，小臂俯仰关节5’的另一端上固设有支撑块14’，支撑块14’上固设有腕部俯仰关节6’，腕部俯仰关节6’和腕部摆动关节7’直接相连，腕部俯仰关节6’的旋转轴线在水平面内，腕部俯仰关节6’和腕部摆动关节7’的旋转轴线相互垂直，腕部摆动关节7’通过翼板15’与腕部旋转关节8’连接，腕部旋转关节8’的末端固设有安装法兰16’。

本发明的多自由度液压机械臂，腰部回转关节和肩部回转关节都具有回转功能，这样，多自由度液压机械臂相当于增加了一级耦合，可以在保证油管不被缠绕的情况下有更大的回转空间，提高了机械臂的活动范围，腕部关节采用三个自由度，提高了机械臂运动的灵活性，而且本发明的机械臂的各个关节之间的设置方式，能够使车间轮胎、发动机等重物装配过程中具有较高的精度和负载能力。

如图11和图12所示，腰部回转关节2’可以包括第一定子201’、位于第一定子201’内部的第一转子202’和位于第一定子201’外部的第一液压马达203’，其中：

第一转子202’的内部设置有蜗轮蜗杆结构，蜗轮蜗杆结构的蜗轮固设在第一转子202’上，第一液压马达203’通过第一联轴器205’与蜗轮蜗杆结构的蜗杆206’连接；

第一定子201’的外侧连接有两个分别用于对正向回转和反向回转进行限位的第一机械限位块204’，第一机械限位块204’上分别固设有限位开关207’，第一固定连接件10’上设置有与限位开关207’相配合的电子限位块208’和与第一机械限位块204’相配合的第二机械限位块210’，腰部回转关节2’在左右回转的过程中，在正常情况下，电子限位块208’与限位开关207’接触，多自由度液压机械臂就停止摆动，当限位开关207’异常时，多自由度液压机械臂就靠第一机械限位块204’和第二机械限位块210’来阻止机械臂的继续摆动，起到安全作用；

腰部回转关节2’的下端连接有用于检测第一转子202’旋转角度的第一角位移传感器209’。

本发明中，第一角位移传感器209’可以采用多种连接方式，例如，可以通过将第一角位移传感器209’底端和基座1’相连，第一角位移传感器209’的中心和第一转子202’相连。第一角位移传感器209’可以适时地把多自由度液压机械臂的位置传给控制系统，来控制其角度，具体地，控制系统提前设定运动终止位置，第一角位移传感器适时地将液压机械臂的位置反馈给控制系统，当到达终止位置时，控制系统控制液压机械臂终止运动。

本发明采用机械限位、电子限位、角位移传感器闭环反馈三层保险，保证多自由度液压机械臂腰部在回转过程中的角度在可控范围内，提高了车间装配的安全性。

进一步的，如图9所示，肩部回转关节3’可以包括摆动缸本体17’和摆动缸组件11’，其中：

摆动缸本体17’包括第二定子301’和位于第二定子301’内部的第二转子302’，第二定子301’的上端通过第二固定连接件303’固设有电位器304’，电位器304’通过第二联轴器305’与第二转子302’连接，摆动缸本体17’的外壁上设置有平衡阀306’；

摆动缸组件11’包括固设在第二转子302’上的框架板，如图9所示，框架板可以为c形，框架板的侧面设置有第一支撑耳板18’，第一支撑耳板18’通过第一固定轴12’与大臂俯仰关节4’连接。

本发明中，肩部回转关节采用此种结构，不但增加了整个臂的活动空间和扭矩，同时由于采用集成的摆动缸，使整个肩部回转关节的精度大大提高。

优选的，如图13所示，大臂俯仰关节4’可以包括第一侧板39和第二侧板40，第一侧板39和第二侧板40之间设置有第一上支撑板402’和下支撑板8，第一侧板39和第二侧板40的两端分别设置有第一支撑座404’和第二支撑座405’，其中：

第一支撑座404’的内部固设有铜套406’，第一支撑座404’通过第一固定轴12’与第一支撑耳板18’铰接；

第二支撑座405’通过第二固定轴13’与小臂俯仰关节5’铰接，第二支撑座405’的外侧固设有第一轴承法兰103’，第一轴承法兰103’的外侧固设有挡板104’，挡板104’通过第一固定螺栓101’固设在第一护板401’上，限制第二固定轴13’的轴向运动，同时可以使第二固定轴13’磨损后进行快速更换，第二支撑座405’的内侧固设有用于限位的尼龙挡圈102’，尼龙挡圈102’可以防止小臂俯仰关节5’和大臂俯仰关节4’连接后左右晃动；

框架板的侧面还设置有第二支撑耳板19’，第一侧板39和第二侧板40的中部设置有第三支撑座407’，第一伺服油缸20’的一端通过第三固定轴22’与第二支撑耳板19’铰接，第一伺服油缸20’的另一端通过第四固定轴21’固定在第三支撑座407’上。

本发明中，第一伺服油缸20’采用此位置安装，在满足使用功能的前提下，第一伺服缸20’在大臂俯仰关节4’的内部，最大程度的节省了空间。

进一步的，如图13和图14所示，小臂俯仰关节5’可以包括第三侧板59和第四侧板60，第三侧板59和第四侧板60之间设置有第二上支撑板502’和下支撑轴503’，其中：

第三侧板59和第四侧板60一端设置有第五支撑座106’，第五支撑座106’通过第二固定轴13’与第二支撑座405’铰接，第五支撑座106’的内侧固设有第二轴承法兰505’，第二轴承法兰505’通过第二固定螺栓105’固定在第三侧板59和第四侧板60上；

第一侧板39和第二侧板40的中部还设置有第四支撑座408’，第三侧板59上靠近第五支撑座106’的下端设置有第六支撑座107’，第二伺服油缸23’的一端通过第六固定轴25’固定在第四支撑座408’上，第二伺服油缸23’的另一端通过第五固定轴24’固定在第六支撑座107’上；

第三侧板59和第四侧板60的另一端固设有u形的连接块504’，连接块504’通过法兰与腕部俯仰关节6’连接。

本发明中，第二伺服油缸23’采用此位置安装，在满足使用功能的前提下，使大臂和小臂之间有更大的相对旋转角度，增加了小臂俯仰关节的活动范围，另外，用轴承法兰代替简单的连接轴，使各部件固定更加稳定，防止安装后晃动，增加了关节连接处的精度和互换性。

本发明中，如图15所示，腕部俯仰关节6’可以包括固设在连接块504’上的第三定子601’、位于第三定子601’内部的第三转子602’和位于第三定子601’上的第三固定连接件603’，第三定子601’和第三转子602’可做相对旋转运动，第三转子602’的中部连接有用于检测第三转子602’旋转角度的第二角位移传感器604’，第三固定连接件603’与第三定子601’连接，腕部俯仰关节6通过第三定子601’与腕部摆动关节7’连接。

进一步的，如图15所示，腕部摆动关节7’可以包括固设在第三定子601’上的第四定子701’、位于第四定子701’内部的第四转子702’和位于第四定子701’上的第四固定连接件703’，第四定子701’与第四转子702’可做相对旋转运动，第四转子702’的中部连接有用于检测第四转子702’旋转角度的第三角位移传感器704’，第四固定连接件703’与第四定子701’连接，第四转子702’的上下两端通过翼板15’与腕部旋转关节8’连接。

本发明中，腕部俯仰关节和腕部摆动关节采用本体直接连接的方式，在保证整个机械臂刚性的情况下，可以有更大的活动空间，提高了机械臂运动的灵活性。

优选的，如图16所示，腕部旋转关节8’可以包括液压马达801’和液压马达固定件802’，其中：

液压马达固定件802’的一端与腕部摆动关节7’的第四转子702’固定连接，另一端设置有rv减速器803’；

液压马达801’位于液压马达固定件802’内部，液压马达801’的末端经rv减速器803’连接有快速更换法兰804’。能够保证法兰磨损后可以快速更换。

进一步的，如图10所示，伺服阀组件9’可以包括阀体27’和伺服阀26’，阀体27’与下支撑板8连接。

本发明中，腰部回转关节2’绕中心做正负120度旋转，肩部回转关节3绕中心做正负90度旋转，腕部摆动关节7’绕中心做正负110度旋转。这样不但保证了机械臂有足够大的工作空间，也能避免油管旋转时的缠绕问题。

本发明的多自由度液压机械臂是针对电机驱动的工业机器人机械臂活动范围小、功率密度低、难以满足室外移动作业、野外ip防护安全性难以保证等方面的缺点，提供的一种不但可用于车间作业也可满足野外移动作业的高功率密度、高灵活性、ip防护等级高的多自由度液压机械臂，本发明的多自由度液压机械臂能实现七个自由度姿态调整，定位准确，抓取灵活；关节连接处采用轴承法兰代替连接轴，保证运动的平稳与精度；整体结构采用关节式设计，整个机械臂小巧灵活，系统整体性能好；采用液压驱动和伺服阀控制，保证抓取准确，实现车间的重载装配。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。