一种自动化液压机械手臂的制作方法

本实用新型涉及机械手臂领域，具体是一种自动化液压机械手臂。

背景技术：

近些年来，机器人技术发展十分迅速，机器人在工业、农业、服务、医疗、军事等领域获得了广泛应用。而机械手臂则是机器人技术的很重要的一个分支，机械手臂可分为电驱动、气动和液压驱动三种驱动方式，其中液压驱动机械手臂具有运动平稳、负载能力大、快速性好、可实现无级变速等优点，一直被广应用于各种负载作业场合。

而目前市场上的液压驱动机械手臂不仅体积庞大，而且手臂运动时灵活性不高，手臂转动的角度和工作范围有限，同时因为钳爪的设计形状不够贴合，容易在操作过程中出现无法紧密抓紧工件的情况，并且这些液压机械手臂工作时因为产生了巨大的压力，从而导致机械手臂操作时不平稳、零件容易损坏等情况。

对于机械手臂来说，保持操作的稳定性、实现多角度多方位的运动是一件极为重要的事情，因此，设计出一种更为灵活平稳的自动化液压机械手臂是我们亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动化液压机械手臂，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自动化液压机械手臂一种自动化液压机械手臂，所述机械手臂包括执行装置和控制终端，所述执行装置包括底座、旋转部、升降立柱、伸缩手臂、腕部回转和手部，所述底座、旋转部、升降立柱、伸缩手臂、腕部回转和手部分别与控制终端电连接，所述旋转部安装在底座上，所述升降立柱安装在旋转部上，所述伸缩手臂安装在升降立柱上，所述腕部回转一端与伸缩手臂活动连接，另一端与手部活动连接。

本实用新型设计了控制终端和执行装置，当控制终端发出指令时，机械手臂的执行装置会接收指令并通过液压传动的方式作出指定操作，其中旋转部、升降立柱、伸缩手臂和腕部回转的结构实现了机械手臂的自由回转，使得机械手臂的工作范围更广，操作更便捷。

进一步的，所述手部包括第一液压油缸、套筒和钳爪，所述套筒一端与第一液压油缸固定，所述套筒另一端与钳爪活动连接，所述第一液压油缸内设置有活塞孔，所述活塞孔两侧设置有第一定位销，所述活塞孔通过第一定位销与第一液压油缸固定，所述活塞孔内设置有齿条活塞，所述齿条活塞一端固定在活塞孔内，另一端固定在套筒内，所述齿条活塞上下两端分别设置有齿条，所述齿条活塞上下均设置有扇形齿轮，所述扇形齿轮一端与齿条活塞通过齿条齿轮啮合安装，所述扇形齿轮另一端与钳爪固定，所述第一液压油缸与套筒之间设置有限位挡块，所述套筒安装在两个限位挡块之间，所述限位挡块与钳爪之间设置有连接轴，所述连接轴一端固定在限位挡块上，另一端固定在钳爪上。

进一步的，所述套筒上端面和下端面分别设置有导向杆，所述导向杆一端设置有第二定位销，所述导向杆通过第二定位销与套筒固定，所述套筒右端设置有缓冲垫，所述缓冲垫和套筒右端面之间设置有调节螺钉和第一锁紧螺母，所述缓冲垫与套筒通过调节螺钉和第一锁紧螺母固定安装。

本实用新型中的手部通过控制第一液压油缸的进油出油来控制齿条活塞的运动，齿条活塞运动后带动扇形齿轮进行运动，从而控制钳爪的开闭情况，钳爪设计成V形，可以更好的抓取工件。

套筒中设计了缓冲垫，可使齿条活塞运动至套筒末端时减速并且速度接近于零，减少了齿条活塞的惯性力，减轻了齿条活塞与套筒的机械碰撞，使得手部工作更加稳定，增加了套筒的使用寿命。

进一步的，所述伸缩手臂包括缸筒组件、活塞组件、密封圈、缓冲套和排气孔，所述缸筒组件包括缸筒、前端盖和后端盖，所述前端盖、后端盖侧面分别设置有拉杆，所述缸筒分别通过拉杆与前端盖、后端盖紧固安装，所述排气孔安装在缸筒左上方，所述缸筒右上方设置有进出油口，所述活塞组件包括活塞和活塞杆，所述活塞安装在缸筒内，所述活塞杆一端穿过活塞固定，所述活塞杆另一端穿过后端盖活动连接。

进一步的，所述活塞杆与活塞左端面之间设置有半环、轴套和轴用挡圈，所述活塞杆一端通过半环、轴套和轴用挡圈与活塞固定，所述活塞杆另一端与后端盖之间设置有导向套和防尘圈，所述导向套、防尘圈依次套在活塞杆上，所述密封圈包括O形密封圈和Y形密封圈，所述O形密封圈分别安装在前端盖与缸筒、后端盖与缸筒、活塞与活塞杆之间，所述Y形密封圈分别安装在活塞与缸筒之间；所述缓冲套安装在活塞右端面，所述活塞杆位于两个缓冲套之间。

进一步的，所述拉杆与前端盖、后端盖之间分别设置有第二锁紧螺母。

本实用新型中设计了一种伸缩手臂，主要通过控制液压油来控制活塞运动，从而带动活塞杆，使伸缩手臂进行伸缩运动，活塞杆通过半环、轴套和轴用挡圈与活塞固定连接，使得活塞与活塞杆之间的运动更加紧固平稳，结构中还设计了O形密封圈和Y形密封圈，减少了油缸泄油情况，使得缸筒具有良好的密封性，缓冲套可以减少了活塞的惯性力，使活塞杆运动时更加平稳，将排气孔安装在缸筒左上方，进出油口设置在缸筒右上方，不仅便于回油时将油液中夹杂的少量空气带回油箱溢出，而且排气孔可以利用回油将油箱中的空气排出，导向套可以防止活塞杆运动时发生轴线偏移情况，防尘圈可以防止肮脏物和灰尘进入缸筒。

进一步的，所述底座内设置有承重柱，所述承重柱安装在底座内底面上，所述承重柱上设置有减震组件，所述减震组件包括下座、弹簧、第一阻尼板、上座和固定螺栓，所述弹簧安装在下座上，所述第一阻尼板安装在弹簧上，所述弹簧一端与下座固定，另一端与第一阻尼板底面固定；所述上座安装在第一阻尼板上，所述上座和第一阻尼板上分别设置有第一调节螺母、第二调节螺母，所述固定螺栓一端通过第一调节螺母固定在上座上，另一端通过第二调节螺母固定在第一阻尼板上；所述下座和上座之间还设置有隔板、第二阻尼板和限位板，所述隔板和第二阻尼板均安装在下座上，所述第二阻尼板固定安装在隔板一侧，所述限位板一端与上座底部固定，另一端与第二阻尼板侧面中部固定；所述下座底面和上座上表面均设置有防滑垫。

本实用新型设计了一种减震的底座，底座内的承重柱可以承受整个机械手臂运动时产生的压力，而减震组件利用弹簧和阻尼板等部件可以减少手臂工作时的压力，使得整个机械手臂工作更加平稳，实用有效。

进一步的，所述腕部回转内设置有第二液压油缸，所述第二液压油缸包括缸体、定片、动片和回转轴，所述缸体两侧分别设置有第一油口和第二油口，所述定片、动片分别安装在回转轴和缸体之间，所述定片与动片之间所夹的钝角a为90-150°。

进一步的，所述动片两端均设置有封圈。

本实用新型中腕部回转利用了单叶片液压油缸来进行回转操作，当油从第一油口进入时，由于液压可以推动回转轴进行逆时针方向回转，则低压腔的油从第二油口排出，反之则回转轴进行顺时针方向回转。

进一步的，所述伸缩手臂左端设置有平衡装置，所述伸缩手臂、腕部回转和手部之间均设置有活动连接件，所述伸缩手臂、腕部回转和手部之间依次通过活动连接件活动连接。

平衡装置内设置有砝码，利用平衡装置平衡机械手臂运动时产生的压力，使得手臂工作可以平稳进行。

整个机械手臂中设计了第一定位销、第二定位销、连接轴等紧固件和连接件，若是机械手臂零件出现损坏情况，我们只要将对应部位的连接固定件卸下，就能更加快速的更换零件，方便实用，同时节省了人力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了一种自动化液压机械手臂，底座可以支撑并承受机械手臂工作时产生的压力，其中利用弹簧和阻尼板降低了压力产生的震荡，使机械操作可以平稳实现。

本实用新型中控制终端可以根据需要发送指令，随即执行装置接收指令并开启运动，旋转部可使机械手臂围绕底座进行360度旋转，等调整至一定角度后停止不动，同时升降立柱来控制机械手臂的高度，高度一定后伸缩手臂和腕部回转可以控制手部的长度和角度，然后由齿条活塞带动齿轮进行运动，以此来控制钳爪的闭合和开启。

伸缩手臂结构中，当液压油进入缸筒时，由于压力的作用推动活塞可以进行伸缩运动；腕部回转结构中，当液压油从第一油口进入时，由于液压可以推动回转轴进行逆时针方向回转，则低压腔的油从第二油口排出，反之则回转轴进行顺时针方向回转；手部结构中，液压油进入活塞孔，压力推动齿条活塞向右运动，齿条活塞带动扇形齿轮进行运动，同时钳爪张开，液压油离开活塞孔后，齿条活塞带动扇形齿轮进行反向运动，钳爪闭合，物件牢牢抓紧。

本实用新型设计了一种自动化液压机械手臂，结构简单，利用弹簧组件来降低机械手臂运动时产生的压力来保持机械手臂的平稳工作，同时利用腕部回转、伸缩手臂等结构来实现实现多方位、多角度的操作，节省大量的人工成本和劳动，极大地提高了生产效率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种自动化液压机械手臂的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种自动化液压机械手臂的模块说明图；

图3为本实用新型一种自动化液压机械手臂的手部结构示意图；

图4为本实用新型一种自动化液压机械手臂的手部的局部放大图；

图5为本实用新型一种自动化液压机械手臂的伸缩手臂的结构示意图；

图6为本实用新型一种自动化液压机械手臂的底座结构示意图；

图7为本实用新型一种自动化液压机械手臂的第二液压油缸的侧视图。

图中：1-底座、2-旋转部、3-升降立柱、4-平衡装置、5-伸缩手臂、6-腕部回转、7-手部、8-第一液压油缸、9-活塞孔、10-第一定位销、11-齿条活塞、12-限位挡块、13-连接轴、14-钳爪、15-扇形齿轮、16-套筒、17-导向杆、18-第二定位销、19-调节螺钉、20-第一锁紧螺母、21-缓冲垫、22-齿条、23-第二锁紧螺母、24-拉杆、25-前端盖、26-排气孔、27-缸筒、28-进出油口、29-导向套、30-Y形密封圈、31-防尘圈、32-后端盖、33-O形密封圈、34-活塞杆、35-缓冲套、36-半环、37-轴套、38-轴用挡圈、39-活塞、40-下座、41-隔板、42-第二阻尼板、43-限位板、44-上座、45-防滑垫、46-固定螺栓、47-第一调节螺母、48-第二调节螺母、49-第一阻尼板、50-弹簧、51-承重柱、52-缸体、53-第一油口、54-第二油口、55-定片、56-回转轴、57-动片、58-封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，一种自动化液压机械手臂，所述机械手臂包括执行装置和控制终端，所述执行装置包括底座1、旋转部2、升降立柱3、伸缩手臂5、腕部回转6和手部7，所述底座1、旋转部2、升降立柱3、伸缩手臂5、腕部回转6和手部7分别与控制终端电连接，所述旋转部2安装在底座1上，所述升降立柱3安装在旋转部2上，所述伸缩手臂5安装在升降立柱3上，所述腕部回转6一端与伸缩手臂5活动连接，另一端与手部7活动连接。

本实用新型设计了控制终端和执行装置，当控制终端发出指令时，机械手臂的执行装置会接收指令并通过液压传动的方式作出指定操作，其中旋转部2、升降立柱3、伸缩手臂5和腕部回转6的结构实现了机械手臂的自由回转，使得机械手臂的工作范围更广，操作更便捷。

如图3所示，所述手部7包括第一液压油缸8、套筒16和钳爪14，所述套筒16一端与第一液压油缸8固定，所述套筒16另一端与钳爪14活动连接，所述第一液压油缸8内设置有活塞孔9，所述活塞孔9两侧设置有第一定位销10，所述活塞孔9通过第一定位销10与第一液压油缸8固定，所述活塞孔9内设置有齿条活塞11，所述齿条活塞11一端固定在活塞孔9内，另一端固定在套筒16内，所述齿条活塞11上下两端分别设置有齿条22，所述齿条活塞11上下均设置有扇形齿轮15，所述扇形齿轮15一端与齿条活塞11通过齿条齿轮啮合安装，所述扇形齿轮15另一端与钳爪14固定，所述第一液压油缸8与套筒16之间设置有限位挡块12，所述套筒16安装在两个限位挡块12之间，所述限位挡块12与钳爪14之间设置有连接轴13，所述连接轴13一端固定在限位挡块12上，另一端固定在钳爪14上。

如图4所示，所述套筒16上端面和下端面分别设置有导向杆17，所述导向杆17一端设置有第二定位销18，所述导向杆17通过第二定位销18与套筒16固定，所述套筒16右端设置有缓冲垫21，所述缓冲垫21和套筒16右端面之间设置有调节螺钉19和第一锁紧螺母20，所述缓冲垫21与套筒16通过调节螺钉19和第一锁紧螺母20固定安装。

本实用新型中的手部7通过控制第一液压油缸8的进油出油来控制齿条活塞11的运动，齿条活塞11运动后带动扇形齿轮15进行运动，从而控制钳爪14的开闭情况，钳爪14设计成V形，可以更好的抓取工件。

套筒16中设计了缓冲垫21，可使齿条活塞11运动至套筒16末端时减速并且速度接近于零，减少了齿条活塞11的惯性力，减轻了齿条活塞11与套筒16的机械碰撞，使得手部7工作更加稳定，增加了套筒16的使用寿命。

如图5所示，所述伸缩手臂5包括缸筒组件、活塞组件、密封圈、缓冲套35和排气孔26，所述缸筒组件包括缸筒27、前端盖25和后端盖32，所述前端盖25、后端盖32侧面分别设置有拉杆24，所述缸筒27分别通过拉杆24与前端盖25、后端盖32紧固安装，所述排气孔26安装在缸筒27左上方，所述缸筒27右上方设置有进出油口28，所述活塞组件包括活塞39和活塞杆34，所述活塞39安装在缸筒27内，所述活塞杆34一端穿过活塞39固定，所述活塞杆34另一端穿过后端盖32活动连接。

所述活塞杆34与活塞39左端面之间设置有半环36、轴套37和轴用挡圈38，所述活塞杆34一端通过半环36、轴套37和轴用挡圈38与活塞39固定，所述活塞杆34另一端与后端盖32之间设置有导向套29和防尘圈31，所述导向套29、防尘圈31依次套在活塞杆34上，所述密封圈包括O形密封圈33和Y形密封圈30，所述O形密封圈33分别安装在前端盖25与缸筒27、后端盖32与缸筒27、活塞39与活塞杆34之间，所述Y形密封圈30分别安装在活塞39与缸筒27之间；所述缓冲套35安装在活塞39右端面，所述活塞杆34位于两个缓冲套35之间。

所述拉杆24与前端盖25、后端盖32之间分别设置有第二锁紧螺母23。

本实用新型中设计了一种伸缩手臂5，主要通过控制液压油来控制活塞39运动，从而带动活塞杆34，使伸缩手臂5进行伸缩运动，活塞杆34通过半环36、轴套37和轴用挡圈38与活塞39固定连接，使得活塞39与活塞杆34之间的运动更加紧固平稳，结构中还设计了O形密封圈33和Y形密封圈30，减少了油缸泄油情况，使得缸筒27具有良好的密封性，缓冲套35可以减少了活塞39的惯性力，使活塞杆34运动时更加平稳，将排气孔26安装在缸筒27左上方，进出油口28设置在缸筒27右上方，不仅便于回油时将油液中夹杂的少量空气带回油箱溢出，而且排气孔26可以利用回油将油箱中的空气排出，导向套29可以防止活塞杆34运动时发生轴线偏移情况，防尘圈31可以防止肮脏物和灰尘进入缸筒27。

如图6所示，所述底座1内设置有承重柱51，所述承重柱51安装在底座1内底面上，所述承重柱51上设置有减震组件，所述减震组件包括下座40、弹簧50、第一阻尼板49、上座44和固定螺栓46，所述弹簧50安装在下座40上，所述第一阻尼板49安装在弹簧50上，所述弹簧50一端与下座40固定，另一端与第一阻尼板49底面固定；所述上座44安装在第一阻尼板49上，所述上座44和第一阻尼板49上分别设置有第一调节螺母47、第二调节螺母48，所述固定螺栓46一端通过第一调节螺母47固定在上座44上，另一端通过第二调节螺母48固定在第一阻尼板49上；所述下座40和上座44之间还设置有隔板41、第二阻尼板42和限位板43，所述隔板41和第二阻尼板42均安装在下座40上，所述第二阻尼板42固定安装在隔板41一侧，所述限位板43一端与上座44底部固定，另一端与第二阻尼板42侧面中部固定；所述下座40底面和上座44上表面均设置有防滑垫45。

本实用新型设计了一种可以减震的底座1，底座1内的承重柱51可以承受整个机械手臂运动时产生的压力，而减震组件利用弹簧50和阻尼板等部件可以减少手臂工作时的压力，使得整个机械手臂工作更加平稳，实用有效。

如图7所示，所述腕部回转6内设置有第二液压油缸，所述第二液压油缸包括缸体52、定片55、动片57和回转轴56，所述缸体52两侧分别设置有第一油口53和第二油口54，所述定片55、动片57分别安装在回转轴56和缸体52之间，所述定片55与动片57之间所夹的钝角a为90-150°。

所述动片57两端均设置有封圈58。

本实用新型中腕部回转6利用了单叶片液压油缸来进行回转操作，当油从第一油口53进入时，由于液压可以推动回转轴56进行逆时针方向回转，则低压腔的油从第二油口54排出，反之则回转轴56进行顺时针方向回转。

所述伸缩手臂5左端设置有平衡装置4，所述伸缩手臂5、腕部回转6和手部7之间均设置有活动连接件，所述伸缩手臂5、腕部回转6和手部7之间依次通过活动连接件活动连接。

平衡装置4内设置有砝码，利用平衡装置4平衡机械手臂运动时产生的压力，使得手臂工作可以平稳进行。

整个机械手臂中设计了第一定位销10、第二定位销18、连接轴13等紧固件和连接件，若是机械手臂零件出现损坏情况，我们只要将对应部位的连接固定件卸下，就能更加快速的更换零件，方便实用，同时节省了人力。

本实用新型设计了一种自动化液压机械手臂，底座1可以支撑并承受机械手臂工作时产生的压力，其中利用弹簧组件和阻尼板降低了压力产生的震荡，使机械操作可以平稳实现。

本实用新型中控制终端可以根据需要发送指令，随即执行装置接收指令并开启运动，旋转部2可使机械手臂围绕底座1进行360度旋转，等调整至一定角度后停止不动，同时升降立柱3来控制机械手臂的高度，高度一定后伸缩手臂5和腕部回转6可以控制手部7的长度和角度，然后由齿条活塞11带动齿轮进行运动，以此来控制钳爪14的闭合和开启。

伸缩手臂5结构中，当液压油进入缸筒27时，由于压力的作用推动活塞39可以进行伸缩运动；腕部回转6结构中，当液压油从第一油口53进入时，由于液压可以推动回转轴56进行逆时针方向回转，则低压腔的油从第二油口54排出，反之则回转轴56进行顺时针方向回转；手部7结构中，液压油进入活塞孔9，压力推动齿条活塞11向右运动，齿条活塞11带动扇形齿轮15进行运动，同时钳爪14张开，液压油离开活塞孔9后，齿条活塞11带动扇形齿轮15进行反向运动，钳爪14闭合，物件牢牢抓紧。

本实用新型设计了一种自动化液压机械手臂，结构简单，利用弹簧组件来降低机械手臂运动时产生的压力来保持机械手臂的平稳工作，同时利用腕部回转6、伸缩手臂5等结构来实现实现多方位、多角度的操作，节省大量的人工成本和劳动，极大地提高了生产效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。