一种伺服作动器四角平衡机构

本发明属于机械工程中流体压力执行机构的，具体涉及一种伺服作动器四角平衡机构。

背景技术：

1、液压作动器具有液压系统出力大、功率重量比大等核心优势，如cn105937514a所公开。作动器在工程机械、航空航天、机械装备制造、高端工业机床等众多重要领域得以广泛应用，在康复辅助器领域，如外骨骼机器人、照护和康复机器人、仿生假肢等中也多有使用。

2、作动器在使用过程中，受到正向、侧向、斜向撞击力的情况是常有的，受力负载的变化较大，同时可能还需要适用于多执行器协同应用，因此对机构自身要求较高，尤其是需要响应速度快，重量轻，平衡性好，可靠性高的技术要求下。但是，目前作动器主要是靠阀控单杆液压缸的伸缩，使活塞杆运动，外界受力负载主要集中在液压缸活塞杆上，存在机构平衡性较差，不太稳定的问题，有待进一步改进优化。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是如何提供一种伺服作动器四角平衡机构，避免作动器活塞杆运动平衡性较差、稳定性不足的问题，取得提高作动器使用稳定性的效果。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种伺服作动器四角平衡机构，包括活塞筒，活塞筒内开设有轴向贯穿的活塞孔，活塞孔内活动连接有活塞杆，所述活塞杆包括活塞头和连接在活塞头一端的导向杆，活塞头的直径与活塞孔的孔径对应并大于导向杆的直径，活塞筒两端密封连接有端盖，导向杆密封穿过对应端的端盖且外端连接鱼眼接头；所述鱼眼接头包括连接杆和固连在连接杆外端的圆环部，连接杆的内端与导向杆可拆卸相连；

4、活塞筒外侧连接有平衡轴，所述平衡轴垂直于活塞杆，平衡轴上可沿其轴向滑动套设有滑套；所述滑套和连接杆之间连接有支撑杆，支撑杆一端通过第一枢转轴与连接杆枢转连接，支撑杆另一端通过第二枢转轴与滑套枢转连接；第一枢转轴与第二枢转轴相互平行且垂直于平衡轴和活塞杆；

5、鱼眼接头伸出时，滑套沿平衡轴滑动并靠近活塞筒，鱼眼接头缩回时，滑套沿平衡轴滑动并远离活塞筒。

6、进一步完善上述技术方案，所述平衡轴对称设于活塞筒的两侧且两侧的平衡轴同轴，所述两侧的平衡轴上均设有所述滑套和支撑杆。

7、进一步地，活塞筒旁侧连接有驱动单元，驱动单元位于与所述两侧的平衡轴所在的任一侧。

8、进一步地，所述活塞筒的外壁上凸起设有连接部，平衡轴穿过所述连接部并由穿过所述连接部的平衡轴的两端分别形成为所述两侧的平衡轴。

9、进一步地，所述连接部和平衡轴设有两组，两连接部分别凸起设于活塞筒外壁上相背的方向且对称设置，两平衡轴相互平行。

10、进一步地，两平衡轴同端上的两支撑杆的两端分别通过上横杆和下横杆相连以形成框状，上横杆上间隔连接有两个上支耳，两个上支耳分别位于连接杆两侧并转动连接在第一枢转轴上，第一枢转轴固定设于连接杆上；

11、下横杆上间隔连接有四个下支耳，同端的两个下支耳分别位于对应的滑套的两侧并一对一通过第二枢转轴与滑套枢转连接。

12、进一步地，所述活塞套的外形呈方形，两连接部分别凸起设于活塞筒外壁上两相对的面上，平衡轴平行于活塞筒外壁上连接部凸起所在的面；

13、两支撑杆、上横杆和下横杆相连呈等腰梯形，下横杆的长度大于上横杆，上横杆的长度大于其长度方向上活塞套的宽度。

14、进一步地，所述连接部的内部开设有与活塞孔连通的安装腔，所述安装腔内设有外齿轮，活塞头的外圆周面上开设有沿其轴向间隔的多个齿槽并与外齿轮相适配啮合，平衡轴穿过连接部的同时也穿过外齿轮且两者同轴并同步转动相连；

15、平衡轴的两端的外圆周面上分别开设有旋向相反的螺旋槽，滑套的内圆周面上凸起设有落入对应螺旋槽内的驱动半球以在平衡轴转动时可驱动滑套沿轴向滑动，螺旋槽的导程为与鱼眼接头伸缩运动相适配的变导程。

16、进一步地，沿滑套的径向贯穿开设有沉头孔，沉头孔内设用于螺纹连接并拉紧所述驱动半球的安装螺钉。

17、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

18、1、本发明的伺服作动器四角平衡机构，在活塞筒上设置了平衡轴，并通过支撑杆采用两端铰接的方式与平衡轴上的滑套和鱼眼接头连接，在鱼眼接头随活塞杆伸缩的过程中，始终保持呈一个三角形的支撑连接关系，鱼眼接头伸出时，滑套沿平衡轴滑动并靠近活塞筒，鱼眼接头缩回时，滑套沿平衡轴滑动并远离活塞筒；可以提高活塞杆自由端的受力负载，避免作动器活塞杆运动平衡性较差、稳定性不足的问题，取得提高作动器使用稳定性效果。

19、2、本发明的伺服作动器四角平衡机构，通过外齿轮和螺旋槽的配合使用，滑套不再是被动滑动，与鱼眼接头伸缩的运动过程适配性更好，进一步提高作动器的使用稳定性；降低楔紧等可能降低鱼眼接头伸缩效率的情况发生。

20、3、本发明的伺服作动器四角平衡机构，结构布置合理，通过较小的空间增加占用，达到类似四套平衡轴从周向四个方向提供平衡支撑的效果。

技术特征：

1.一种伺服作动器四角平衡机构，包括活塞筒，活塞筒内开设有轴向贯穿的活塞孔，活塞孔内活动连接有活塞杆，所述活塞杆包括活塞头和连接在活塞头一端的导向杆，活塞头的直径与活塞孔的孔径对应并大于导向杆的直径，活塞筒两端密封连接有端盖，导向杆密封穿过对应端的端盖且外端连接鱼眼接头；所述鱼眼接头包括连接杆和固连在连接杆外端的圆环部，连接杆的内端与导向杆可拆卸相连；

2.根据权利要求1所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：所述平衡轴对称设于活塞筒的两侧且两侧的平衡轴同轴，所述两侧的平衡轴上均设有所述滑套和支撑杆。

3.根据权利要求2所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：活塞筒旁侧连接有驱动单元，驱动单元位于与所述两侧的平衡轴所在的任一侧。

4.根据权利要求2所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：所述活塞筒的外壁上凸起设有连接部，平衡轴穿过所述连接部并由穿过所述连接部的平衡轴的两端分别形成为所述两侧的平衡轴。

5.根据权利要求4所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：所述连接部和平衡轴设有两组，两连接部分别凸起设于活塞筒外壁上相背的方向且对称设置，两平衡轴相互平行。

6.根据权利要求5所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：两平衡轴同端上的两支撑杆的两端分别通过上横杆和下横杆相连以形成框状，上横杆上间隔连接有两个上支耳，两个上支耳分别位于连接杆两侧并转动连接在第一枢转轴上，第一枢转轴固定设于连接杆上；

7.根据权利要求6所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：所述活塞套的外形呈方形，两连接部分别凸起设于活塞筒外壁上两相对的面上，平衡轴平行于活塞筒外壁上连接部凸起所在的面；

8.根据权利要求7所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：所述连接部的内部开设有与活塞孔连通的安装腔，所述安装腔内设有外齿轮，活塞头的外圆周面上开设有沿其轴向间隔的多个齿槽并与外齿轮相适配啮合，平衡轴穿过连接部的同时也穿过外齿轮且两者同轴并同步转动相连；

9.根据权利要求8所述一种伺服作动器四角平衡机构，其特征在于：沿滑套的径向贯穿开设有沉头孔，沉头孔内设用于螺纹连接并拉紧所述驱动半球的安装螺钉。

技术总结
本发明属于机械工程中流体压力执行机构技术领域，具体涉及一种伺服作动器四角平衡机构，包括活塞筒，活塞筒内开设有轴向贯穿的活塞孔，活塞孔内活动连接有活塞杆，其外端连接鱼眼接头；鱼眼接头包括连接杆和固连在连接杆外端的圆环部；活塞筒外侧连接有平衡轴，平衡轴垂直于活塞杆，平衡轴上可沿其轴向滑动套设有滑套；滑套和连接杆之间连接有支撑杆，支撑杆一端通过第一枢转轴与连接杆枢转连接，支撑杆另一端通过第二枢转轴与滑套枢转连接；第一枢转轴与第二枢转轴相互平行且垂直于平衡轴和活塞杆；鱼眼接头伸出时，滑套滑动并靠近活塞筒，鱼眼接头缩回时，滑套滑动并远离活塞筒。本机构可以提高活塞杆自由端的受力负载，提高作动器使用稳定性。

技术研发人员：王勇,左希庆,王荣杨,孙正宜,李志豪
受保护的技术使用者：湖州职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17