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行星排汇流式复合驱动系统的制作方法

xiaoxiao2020-06-27  10

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行星排汇流式复合驱动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种行星排汇流式复合驱动系统,包括壳体、主轴、控制系统和复合驱动总成,复合驱动总成包括液压驱动装置、液压传动齿轮、液压从动齿轮和行星排Ⅰ,复合驱动总成还包括电机驱动装置、电机传动齿轮和行星排Ⅱ,液压驱动装置和电机驱动装置均由控制系统控制工作;本实用新型的复合驱动关节,选择混合驱动,既能够有较高的精度,也能够具有液压驱动高速重载的特性,能在重载工况下提供高速运动并能保持较高的精度,以满足现代工业对机械手的要求,解决现有机械手重载问题与精度问题不能兼顾的问题。
【专利说明】行星排汇流式复合驱动系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械关节,特别涉及一种行星排汇流式复合驱动系统。

【背景技术】
[0002]机械手作为重大装备制造业最主要的工具而被广泛研究,应用于汽车、船舶、舰艇、飞机、卫星、火箭、宇宙飞船以及钢铁冶金等行业。然而,在重大装备的制造、安装/装配等生产环节,对工业机械手的载荷能力、精度性能提出了更高的要求,而且在一些特殊行业里对机械手安全性能也提出了更高要求。
[0003]本领域技术人员公知,机械手的负载能力和精度性能是一对矛盾体,提高负载能力必须要失去精度,而通过伺服电机驱动虽能提高机械手的精度,但其负载能力又会下降。现有技术中,为解决该问题,有人设计了一种双机械臂结构,其中一机械臂用于重载,而另一机械臂用于空间精度辅助定位,而且两机械臂分别不同的驱动方式,重载臂通过液压驱动,精度定位臂通过电机驱动,该种结构虽能达到一定的避免精度和负载矛盾的问题,但结构复杂,空间集成性不好,需要两个机械臂进行空间操作,成本较高,而且不便操作;还有人设计了一种同时存在液压驱动方式和电动驱动方式的复合驱动系统,操作人员只可根据具体使用要求选取操作其中一种的驱动方式以达到驱动效果,两种驱动方式不能同时使用,不但协调能力较差,而且不能达到两种驱动方式同步调节,即不能在实现机械手在高速重载的工况下也能达到很高的精度。
实用新型内容
[0004]有鉴于此,本实用新型提供一种行星排汇流式复合驱动系统,可使电机驱动方式和液压驱动方式即可单独工作,又可同时工作,能在重载工况下提供高速运动并能保持较高的精度,以满足现代工业对机械手的要求,解决现有机械手的负载能力和精度性能相互矛盾、不可融合的问题。
[0005]本实用新型的行星排汇流式复合驱动系统,包括壳体、主轴、控制系统和复合驱动总成,复合驱动总成包括液压驱动装置、液压传动齿轮、液压从动齿轮和行星排I,复合驱动总成还包括电机驱动装置、电机传动齿轮和行星排II,液压驱动装置和电机驱动装置均由控制系统控制工作;
[0006]液压传动齿轮为双排齿,液压从动齿轮和行星排I的齿圈分别与液压传动齿轮常啮合配合,液压从动齿轮和行星排I的太阳轮均与主轴在圆周方向固定配合,行星排I的齿圈与主轴外套转动配合,行星排I的行星架以可绕轴线转动的方式与壳体配合设置;
[0007]电机传动齿轮与电机驱动装置动力输出端传动配合,行星排II的齿圈与电机传动齿轮常啮合配合并外套于主轴相对转动配合,行星排II的太阳轮在圆周方向上与主轴固定配合,行星排II的行星架以可绕轴线转动的方式与壳体在与行星排I的行星架相对的一侧配合设置。
[0008]进一步,两行星架均伸出壳体设置并形成动力输出端。
[0009]进一步,控制系统至少包括:
[0010]速度传感器,设置于两行星架的动力输出端,用于测量两行星架动力输出时的转速;
[0011]角度传感器,设置于两行星架的动力输出端,用于测量两行星架动力输出时的倾角位置;
[0012]中央控制器,用于接收并综合处理各传感器反馈的信息,并根据具体工作要求向电机驱动装置、液压控制装置和两锁紧装置发出命令信号实施控制调节。
[0013]进一步,液压驱动装置包括液压马达、液压泵和油池,液压马达的动力输出轴与液压传动齿轮传动配合,液压泵出油端与液压马达的进油端连通。
[0014]进一步,电机驱动装置包括伺服电机和与伺服电机相连的RV减速器。
[0015]本实用新型的有益效果:本实用新型的行星排汇流式复合驱动系统,液压驱动装置和电机驱动装置可通过控制系统控制同时工作,并通过设置的行星排I和行星排II使得液压驱动装置的动力输出与主轴汇流,电机驱动装置的动力输出与液压驱动装置的输出汇流,同时具有电机驱动和液压驱动的优点,能够提供高转速的输出,同时承受较大的复杂,而且可保持较高的精度,实现精密重载同时调节的双向输出,从而提升整个驱动关节的驱动能力;即,本实用新型的复合驱动系统,选择混合驱动,既能够有较高的精度,也能够具有液压驱动高速重载的特性,能在重载工况下提供高速运动并能保持较高的精度,以满足现代工业对机械手的要求,解决现有机械手重载问题与精度问题不能兼顾的问题。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0017]图1为本实用新型结构示意图。

【具体实施方式】
[0018]如图所示:本实施例的行星排汇流式复合驱动系统,包括壳体1、主轴2、控制系统和复合驱动总成,复合驱动总成包括液压驱动装置、液压传动齿轮4、液压从动齿轮5和行星排I,复合驱动总成还包括电机驱动装置、电机传动齿轮8和行星排II,液压驱动装置和电机驱动装置均由控制系统控制工作;本实施例中,液压驱动装置包括液压马达3、液压泵和油池,液压马达3的动力输出轴与液压传动齿轮4传动配合,液压泵出油端与液压马达3的进油端连通;电机驱动装置包括伺服电机6和与伺服电机6相连的RV减速器7,另外,工作人员可以通过控制系统对电机驱动装置和液压驱动装置进行选取操作,其中,电机驱动装置和液压驱动装置均采用现有的控制原理,可以单独操作其中一种驱动方式,也可同时控制两种驱动方式同时工作,属于现有技术,在此不再赘述;
[0019]液压传动齿轮4为双排齿,液压从动齿轮5和行星排I的齿圈9分别与液压传动齿轮4常啮合配合,液压从动齿轮5和行星排I的太阳轮10均与主轴2在圆周方向固定配合,行星排I的齿圈9与主轴2外套转动配合,行星排I的行星架11以可绕轴线转动的方式与壳体1配合设置;当然,行星排I还包括行星轮12,与行星架11配合设置,属于现有技术,在此不再赘述;
[0020]电机传动齿轮8与电机驱动装置动力输出端传动配合,行星排II的齿圈13与电机传动齿轮8常啮合配合并外套于主轴2相对转动配合,行星排II的太阳轮14在圆周方向上与主轴2固定配合,行星排II的行星架15以可绕轴线转动的方式与壳体1在与行星排I的行星架11相对的一侧配合设置;其中,行星排I的齿圈9和行星排II的齿圈13均通过滚针轴承与主轴2配合设置,两行星排的行星架也分别通过滚针轴向与壳体1配合设置,行星排II还包括行星轮16,与行星架15配合设置,属于现有技术,在此不再赘述。
[0021]当单独液压驱动时,液压传动齿轮4带动液压从动齿轮5和行星排I的齿圈9运动,由于液压从动齿轮5和行星排I的太阳轮10均与主轴2在圆周方向固定配合,主轴2随液压从动齿轮5转动,行星排I的太阳轮10也同时转动,行星排I的行星架11输出动力,同时,由于主轴2随液压从动齿轮5转动以及行星排II的太阳轮14在圆周方向上与主轴2固定配合,行星排II的太阳轮14也转动,行星排II的行星架15同时输出动力,即在液压单独驱动状态下,该复合驱动系统为两端动力输出;
[0022]当单独电机驱动时,电机传动齿轮8带动行星排II的齿圈13转动,由于行星排II的太阳轮14固定不动,行星排II的行星架15输出动力,即电机单独驱动状态下,该复合驱动系统为一端动力输出;
[0023]当液压和电机同时驱动时,上述两种方式驱动过程结合,电机驱动装置的驱动动力在行星排II处汇流,此时行星排II的行星架15输出由液压驱动和电机驱动汇流后的动力,此时复合驱动系统仍为两端动力输出,但同时可进行重载和精度同时调节,具有较高的精密重载性能。
[0024]本实施例中,两行星架均伸出壳体1设置并形成动力输出端(图中为动力输出端17和动力输出端18);可同时用于动力输出,可驱动多个关节。
[0025]本实施例中,控制系统至少包括:
[0026]速度传感器19,设置于两行星架的动力输出端,用于测量两行星架动力输出时的转速;
[0027]角度传感器20,设置于两行星架的动力输出端,用于测量两行星架动力输出时的倾角位置;
[0028]中央控制器21,用于接收并综合处理各传感器反馈的信息,并根据具体工作要求向电机驱动装置、液压控制装置和两锁紧装置发出命令信号实施控制调节。
[0029]本实用新型在使用时,由于包含伺服电机驱动系统、液压驱动系统两种驱动方式,复合驱动系统的输出速度可由末端的传感器检测并反馈到中央控制器进行调节,还安装有汇流行星排进行汇流,通过控制两个锁紧装置,可选择进行单一的液压驱动或是伺服电机6驱动,也可选择进行混合驱动,既能够有较高的精度,也能够具有液压驱动高速重载的特性,所述传感器系统能有效的检测输出的参数是否满足工作条件的需要,从而进行及时的调节,该系统有两个输出端,可同时控制两个关节的运动;即本实用新型的复合驱动系统同时具有电机系统的优点和液压系统的优点,能够提供高转速的输出,同时又能够承受较大的负载,再通过行星架输出端的传感器测量的数据信号进行反馈控制,能保持较高的精度,改善了传统机械手的重载问题与精度问题不能兼顾的问题。
[0030]本实用新型的复合驱动系统根据不同的工况也可以选择单一的驱动方式,这增加了它的适用范围,既可用于只要求高精度的工况,也可用于只要求重载的工况,同时也可用于重载精密机械手中,应用前景十分广泛。
[0031]最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种行星排汇流式复合驱动系统,其特征在于:包括壳体、主轴、控制系统和复合驱动总成,所述复合驱动总成包括液压驱动装置、液压传动齿轮、液压从动齿轮和行星排I,所述复合驱动总成还包括电机驱动装置、电机传动齿轮和行星排II,所述液压驱动装置和所述电机驱动装置均由所述控制系统控制工作; 所述液压传动齿轮为双排齿,所述液压从动齿轮和所述行星排I的齿圈分别与液压传动齿轮常啮合配合,所述液压从动齿轮和所述行星排I的太阳轮均与所述主轴在圆周方向固定配合,所述行星排I的齿圈与所述主轴外套转动配合,所述行星排I的行星架以可绕轴线转动的方式与所述壳体配合设置; 所述电机传动齿轮与电机驱动装置动力输出端传动配合,所述行星排II的齿圈与所述电机传动齿轮常啮合配合并外套于所述主轴相对转动配合,所述行星排II的太阳轮在圆周方向上与所述主轴固定配合,所述行星排II的行星架以可绕轴线转动的方式与所述壳体在与所述行星排I的行星架相对的一侧配合设置。
2.根据权利要求1所述的行星排汇流式复合驱动系统,其特征在于:所述两行星架均伸出壳体设置并形成动力输出端。
3.根据权利要求2所述的行星排汇流式复合驱动系统,其特征在于:所述控制系统至少包括: 速度传感器,设置于两行星架的动力输出端,用于测量两行星架动力输出时的转速; 角度传感器,设置于两行星架的动力输出端,用于测量两行星架动力输出时的倾角位置; 中央控制器,用于接收并综合处理各传感器反馈的信息,并根据具体工作要求向电机驱动装置、液压控制装置和两锁紧装置发出命令信号实施控制调节。
4.根据权利要求3所述的行星排汇流式复合驱动系统,其特征在于:所述液压驱动装置包括液压马达、液压泵和油池,所述液压马达的动力输出轴与液压传动齿轮传动配合,所述液压泵出油端与所述液压马达的进油端连通。
5.根据权利要求4所述的行星排汇流式复合驱动系统,其特征在于:所述电机驱动装置包括伺服电机和与伺服电机相连的RV减速器。
【文档编号】B25J19/00GK204123409SQ201420552350
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】罗天洪, 刘浪, 陈才, 马力, 王晴, 蒋海义, 苗长斌, 申旌辉 申请人:重庆交通大学

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