本發明涉及機器人關節驅動技術領域，尤其涉及一種機器人轉動關節驅動系統。

背景技術：

機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。

機器人在運動過程中，需要驅動機器人的關節進行直線、轉動等一系列的運動，從而完成各項動作。

目前，在驅動機器人轉動關節的轉動時，需要在機器人的轉動關節設置傳感器來查看機器人轉動關節的轉動量，并根據傳感器反饋的轉動量來控制轉動關節的轉動。可見，現有技術中，需要在轉動關節安裝傳感器等裝置才能確定轉動關節的轉動量。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種機器人轉動關節驅動系統，能夠直接確定機器人轉動關節的轉動量。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種機器人轉動關節驅動系統，包括閥體和液壓驅動機構；

所述閥體設置有扇形腔室，所述扇形腔室圓心處轉動固定有轉動軸；所述轉動軸與所述扇形腔室圍合成圓弧形腔道，所述轉動軸上固定有將所述圓弧形腔道分隔成第一腔道和第二腔道的凸塊；所述凸塊兩側連接有設置在第一腔道的第一滾動體和設置在第二腔道所述第二滾動體；所述第一腔道設置有第一通孔，所述第二腔道設置有第二通孔；

所述液壓驅動機構包括液壓缸，所述液壓缸內滑動密封設置有活塞，所述液壓缸兩端分別通過第一管道連接第一通孔，第二管道連接第二通孔；所述液壓缸的液壓油通過所述第一管道和所述第二管道推動所述第一滾動體和所述第二滾動體；所述活塞和所述第一滾動體和/或所述第二滾動體與所述液壓油的接觸端面面積為固定值。

優選的，所述第一滾動體和所述第二滾動體包括多個直徑相同，依次連接的圓球體；所述圓球體的直徑小于所述圓弧形腔道的直徑。

優選的，所述圓球體為鋼珠。

優選的，所述第一滾動體和所述第二滾動體與所述液壓油連接端設置有密封活塞，所述密封活塞與所述圓弧形腔室；

或；

與所述第一管道和所述第二管道滑動密封連接。

優選的，所述閥體包括閥座和閥蓋，所述閥座和所述閥蓋圍合成所述扇形腔室。

優選的，所述液壓油內設置有抗泡劑。

采用上述結構，本發明提出的機器人轉動關節驅動系統，當活塞移動時，帶動液壓油驅動第一滾動體和第二滾動體在第一腔道和第二腔道運動，從而推動凸塊并帶動轉動軸轉動，通過將機器人轉動關節固定在轉動軸上，活塞和第一滾動體和/或第二滾動體與液壓油的接觸端面的面積為固定值，從而可以根據活塞的移動距離和固定值確定轉動軸的轉動角度，即可以直接確定機器人轉動關節的轉動量。

附圖說明

圖1為本發明實施例中機器人轉動關節驅動系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明實施例提出了一種機器人轉動關節驅動系統，包括閥體1和液壓驅動機構2；

閥體1設置有扇形腔室，扇形腔室圓心處轉動固定有轉動軸101；轉動軸101與扇形腔室圍合成圓弧形腔道，轉動軸101上固定有將圓弧形腔道分隔成第一腔道102和第二腔道103的凸塊104；凸塊兩側連接有設置在第一腔道102的第一滾動體105和設置在第二腔道103第二滾動體106；第一腔道102設置有第一通孔107，第二腔道103設置有第二通孔108；

液壓驅動機構2包括液壓缸，液壓缸內滑動密封設置有活塞201，液壓缸兩端分別通過第一管道202連接第一通孔207，第二管道203連接第二通孔208；液壓缸的液壓油通過第一管道202和第二管道203推動密封活塞109從而推動第一滾動體105和第二滾動體106；活塞101和第一滾動體105和/或第二滾動體106與液壓油的接觸端面面積為固定值。

可見，本發明實施例提出的機器人轉動關節驅動系統，當活塞移動時，帶動液壓油驅動第一滾動體和第二滾動體在第一腔道和第二腔道運動，從而推動凸塊并帶動轉動軸轉動，通過將機器人轉動關節固定在轉動軸上，活塞和第一滾動體和/或第二滾動體與液壓油的接觸端面的面積為固定值，從而可以根據活塞的移動距離和固定值確定轉動軸的轉動角度，即可以直接確定機器人轉動關節的轉動量。

在本實施例中，機器人轉動關節驅動系統工作時，外部動力裝置驅動活塞201運動。活塞201運動帶動液壓油向第一滾動體105或第二滾動體106運動，從而推動凸塊104轉動，帶動轉動軸101轉動，從而驅動固定在轉動軸101上的機器人轉動關節轉動。

舉例來說，活塞向上運動時，液壓缸上側液壓油可以通過第一滾動體105向凸塊104方向運動，凸塊104帶動轉動軸101轉動。詳細的，設凸塊104轉動1度所需的液壓油體積為A，活塞201與液壓油的接觸端面的面積為B；活塞移動距離為C時，移動液壓油的體積為B×C，凸塊104的轉動角度為B×C/A。

由于活塞201沿液壓缸運動時，活塞201與液壓油的接觸端面的面積一直不變，所以活塞201運動單位距離時，引起液壓油移動體積相同；同理第一滾動體105和第二滾動體106與液壓油的接觸端面的面積一直不變，液壓油在套桿移動單位體積時，凸塊104轉動的距離為固定距離，即轉動的角度為固定角度。

詳細的，可以設定活塞201移動1毫米時，凸塊104轉動1°。

在本發明的一個優選實施例中，第一滾動體105和第二滾動體106包括多個直徑相同，依次連接的圓球體；圓球體的直徑小于圓弧形腔道的直徑。

具體的，第一滾動體105和第二滾動體106在液壓油推動時，可以沿圓弧形的腔道移動，由于為多個依次連接的圓球體，所以可以在移動過程中隨時改變相互之間的連接角度，不受圓弧形管道的弧度限制，可以流暢的移動。

另外，圓球體的直徑小于圓弧形腔道的直徑，才可以在圓弧形腔道中移動，但圓球體的直徑又不能過小，否則會影響圓球體的運動。舉例來說，當圓球體的直徑為管道直徑的一半時，會出現兩個圓球體并排在管道運動，影響了機器人轉動關節的轉動量的準確性。進一步的，還可以設定圓球體剛好與圓弧形腔道卡合，一方面可以進行滑動密封，為液壓油的泄露增加一層防護；另一方面不會造成在圓弧形腔道中左右晃動而影響行程。

在本實施例中，為了保證圓球體的使用壽命，圓球體優選為鋼珠。

鋼珠的表面摩擦力較小，且材料易得，使用成本低，使用壽命長。且鋼珠不會有彈性變形等現象，使其運動距離更加準確。

在本發明的一個優選實施例中，第一滾動體105和第二滾動體106與液壓油連接端設置有密封活塞109，密封活塞109與圓弧形腔室；

或；

與第一管道202和第二管道203滑動密封連接。

詳細的，由于機械部件加工工藝的限制，第一滾動體105和第二滾動體106與圓弧形腔道之間無法完全密封以隔絕液壓油，如果無法完全隔絕液壓油，當液壓油泄漏時，就無法準確進行凸塊的定位。

因此，在第一滾動體105和第二滾動體106與液壓油接觸端分別設置有密封活塞109，可以便于密封，使凸塊的定位更加準確。液壓缸的液壓油通過第一管道202和第二管道203推動密封活塞109從而推動第一滾動體105和第二滾動體106運動。

在本發明的一個優選實施例中，閥體1包括閥座和閥蓋，閥座和閥蓋圍合成扇形腔室。

閥體1包括閥座和閥蓋，可以方便進行扇形腔室的加工和轉動軸等裝置的安裝，且便于后續的維修等操作。

在本發明的一個優選實施例中，液壓油內設置有抗泡劑。

具體的，液壓油在使用過程中可能會出現一些氣泡，從而導致液壓油無法充滿液壓缸，從而影響凸塊的移動精確度，即機器人轉動關節的轉動量的準確性。通過在液壓油內設置有抗泡劑，可以抑制液壓油內泡沫的產生，保證了機器人轉動關節的轉動量的準確性。

綜上所述，本發明實施例至少可以實現如下效果：

在本發明實施例中，當活塞移動時，帶動液壓油驅動第一滾動體和第二滾動體在第一腔道和第二腔道運動，從而推動凸塊并帶動轉動軸轉動，通過將機器人轉動關節固定在轉動軸上，活塞和第一滾動體和/或第二滾動體與液壓油的接觸端面的面積為固定值，從而可以根據活塞的移動距離和固定值確定轉動軸的轉動角度，即可以直接確定機器人轉動關節的轉動量。

在本發明實施例中，第一滾動體105和第二滾動體106包括多個直徑相同，依次連接的圓球體；圓球體的直徑小于圓弧形腔道的直徑，從而可以不受圓弧形管道的弧度限制，可以流暢的移動。

在本發明實施例中，第一滾動體105和第二滾動體106與液壓油連接端設置有密封活塞，可以便于密封，使凸塊的定位更加準確。

在本發明實施例中，閥體包括閥座和閥蓋，閥座和閥蓋圍合成扇形腔室，從而可以方便進行扇形腔室的加工和轉動軸等裝置的安裝。

在本發明實施例中，液壓油內設置有抗泡劑，從而可以準確進行凸塊的定位，從而可以準確確定機器人轉動關節的轉動量。

最后需要說明的是：以上所述僅為本發明的較佳實施例，僅用于說明本發明的技術方案，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。