行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，包括殼體、主軸、控制系統(tǒng)和復(fù)合驅(qū)動總成，復(fù)合驅(qū)動總成包括液壓驅(qū)動裝置、液壓傳動齒輪、液壓從動齒輪和行星排Ⅰ，復(fù)合驅(qū)動總成還包括電機驅(qū)動裝置、電機傳動齒輪和行星排Ⅱ，液壓驅(qū)動裝置和電機驅(qū)動裝置均由控制系統(tǒng)控制工作；本實用新型的復(fù)合驅(qū)動關(guān)節(jié)，選擇混合驅(qū)動，既能夠有較高的精度，也能夠具有液壓驅(qū)動高速重載的特性，能在重載工況下提供高速運動并能保持較高的精度，以滿足現(xiàn)代工業(yè)對機械手的要求，解決現(xiàn)有機械手重載問題與精度問題不能兼顧的問題。
【專利說明】行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機械關(guān)節(jié)，特別涉及一種行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]機械手作為重大裝備制造業(yè)最主要的工具而被廣泛研究，應(yīng)用于汽車、船舶、艦艇、飛機、衛(wèi)星、火箭、宇宙飛船以及鋼鐵冶金等行業(yè)。然而，在重大裝備的制造、安裝/裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對工業(yè)機械手的載荷能力、精度性能提出了更高的要求，而且在一些特殊行業(yè)里對機械手安全性能也提出了更高要求。
[0003]本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，機械手的負載能力和精度性能是一對矛盾體，提高負載能力必須要失去精度，而通過伺服電機驅(qū)動雖能提高機械手的精度，但其負載能力又會下降。現(xiàn)有技術(shù)中，為解決該問題，有人設(shè)計了一種雙機械臂結(jié)構(gòu)，其中一機械臂用于重載，而另一機械臂用于空間精度輔助定位，而且兩機械臂分別不同的驅(qū)動方式，重載臂通過液壓驅(qū)動，精度定位臂通過電機驅(qū)動，該種結(jié)構(gòu)雖能達到一定的避免精度和負載矛盾的問題，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間集成性不好，需要兩個機械臂進行空間操作，成本較高，而且不便操作；還有人設(shè)計了一種同時存在液壓驅(qū)動方式和電動驅(qū)動方式的復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，操作人員只可根據(jù)具體使用要求選取操作其中一種的驅(qū)動方式以達到驅(qū)動效果，兩種驅(qū)動方式不能同時使用，不但協(xié)調(diào)能力較差，而且不能達到兩種驅(qū)動方式同步調(diào)節(jié)，即不能在實現(xiàn)機械手在高速重載的工況下也能達到很高的精度。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型提供一種行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，可使電機驅(qū)動方式和液壓驅(qū)動方式即可單獨工作，又可同時工作，能在重載工況下提供高速運動并能保持較高的精度，以滿足現(xiàn)代工業(yè)對機械手的要求，解決現(xiàn)有機械手的負載能力和精度性能相互矛盾、不可融合的問題。
[0005]本實用新型的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，包括殼體、主軸、控制系統(tǒng)和復(fù)合驅(qū)動總成，復(fù)合驅(qū)動總成包括液壓驅(qū)動裝置、液壓傳動齒輪、液壓從動齒輪和行星排I，復(fù)合驅(qū)動總成還包括電機驅(qū)動裝置、電機傳動齒輪和行星排II，液壓驅(qū)動裝置和電機驅(qū)動裝置均由控制系統(tǒng)控制工作；
[0006]液壓傳動齒輪為雙排齒，液壓從動齒輪和行星排I的齒圈分別與液壓傳動齒輪常嚙合配合，液壓從動齒輪和行星排I的太陽輪均與主軸在圓周方向固定配合，行星排I的齒圈與主軸外套轉(zhuǎn)動配合，行星排I的行星架以可繞軸線轉(zhuǎn)動的方式與殼體配合設(shè)置；
[0007]電機傳動齒輪與電機驅(qū)動裝置動力輸出端傳動配合，行星排II的齒圈與電機傳動齒輪常嚙合配合并外套于主軸相對轉(zhuǎn)動配合，行星排II的太陽輪在圓周方向上與主軸固定配合，行星排II的行星架以可繞軸線轉(zhuǎn)動的方式與殼體在與行星排I的行星架相對的一側(cè)配合設(shè)置。
[0008]進一步，兩行星架均伸出殼體設(shè)置并形成動力輸出端。
[0009]進一步，控制系統(tǒng)至少包括:
[0010]速度傳感器，設(shè)置于兩行星架的動力輸出端，用于測量兩行星架動力輸出時的轉(zhuǎn)速；
[0011]角度傳感器，設(shè)置于兩行星架的動力輸出端，用于測量兩行星架動力輸出時的傾角位置；
[0012]中央控制器，用于接收并綜合處理各傳感器反饋的信息，并根據(jù)具體工作要求向電機驅(qū)動裝置、液壓控制裝置和兩鎖緊裝置發(fā)出命令信號實施控制調(diào)節(jié)。
[0013]進一步，液壓驅(qū)動裝置包括液壓馬達、液壓泵和油池，液壓馬達的動力輸出軸與液壓傳動齒輪傳動配合，液壓泵出油端與液壓馬達的進油端連通。
[0014]進一步，電機驅(qū)動裝置包括伺服電機和與伺服電機相連的RV減速器。
[0015]本實用新型的有益效果:本實用新型的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，液壓驅(qū)動裝置和電機驅(qū)動裝置可通過控制系統(tǒng)控制同時工作，并通過設(shè)置的行星排I和行星排II使得液壓驅(qū)動裝置的動力輸出與主軸匯流，電機驅(qū)動裝置的動力輸出與液壓驅(qū)動裝置的輸出匯流，同時具有電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動的優(yōu)點，能夠提供高轉(zhuǎn)速的輸出，同時承受較大的復(fù)雜，而且可保持較高的精度，實現(xiàn)精密重載同時調(diào)節(jié)的雙向輸出，從而提升整個驅(qū)動關(guān)節(jié)的驅(qū)動能力；即，本實用新型的復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，選擇混合驅(qū)動，既能夠有較高的精度，也能夠具有液壓驅(qū)動高速重載的特性，能在重載工況下提供高速運動并能保持較高的精度，以滿足現(xiàn)代工業(yè)對機械手的要求，解決現(xiàn)有機械手重載問題與精度問題不能兼顧的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0017]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]如圖所示:本實施例的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，包括殼體1、主軸2、控制系統(tǒng)和復(fù)合驅(qū)動總成，復(fù)合驅(qū)動總成包括液壓驅(qū)動裝置、液壓傳動齒輪4、液壓從動齒輪5和行星排I，復(fù)合驅(qū)動總成還包括電機驅(qū)動裝置、電機傳動齒輪8和行星排II，液壓驅(qū)動裝置和電機驅(qū)動裝置均由控制系統(tǒng)控制工作；本實施例中，液壓驅(qū)動裝置包括液壓馬達3、液壓泵和油池，液壓馬達3的動力輸出軸與液壓傳動齒輪4傳動配合，液壓泵出油端與液壓馬達3的進油端連通；電機驅(qū)動裝置包括伺服電機6和與伺服電機6相連的RV減速器7，另外，工作人員可以通過控制系統(tǒng)對電機驅(qū)動裝置和液壓驅(qū)動裝置進行選取操作，其中，電機驅(qū)動裝置和液壓驅(qū)動裝置均采用現(xiàn)有的控制原理，可以單獨操作其中一種驅(qū)動方式，也可同時控制兩種驅(qū)動方式同時工作，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0019]液壓傳動齒輪4為雙排齒，液壓從動齒輪5和行星排I的齒圈9分別與液壓傳動齒輪4常嚙合配合，液壓從動齒輪5和行星排I的太陽輪10均與主軸2在圓周方向固定配合，行星排I的齒圈9與主軸2外套轉(zhuǎn)動配合，行星排I的行星架11以可繞軸線轉(zhuǎn)動的方式與殼體1配合設(shè)置；當(dāng)然，行星排I還包括行星輪12，與行星架11配合設(shè)置，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0020]電機傳動齒輪8與電機驅(qū)動裝置動力輸出端傳動配合，行星排II的齒圈13與電機傳動齒輪8常嚙合配合并外套于主軸2相對轉(zhuǎn)動配合，行星排II的太陽輪14在圓周方向上與主軸2固定配合，行星排II的行星架15以可繞軸線轉(zhuǎn)動的方式與殼體1在與行星排I的行星架11相對的一側(cè)配合設(shè)置；其中，行星排I的齒圈9和行星排II的齒圈13均通過滾針軸承與主軸2配合設(shè)置，兩行星排的行星架也分別通過滾針軸向與殼體1配合設(shè)置，行星排II還包括行星輪16，與行星架15配合設(shè)置，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0021]當(dāng)單獨液壓驅(qū)動時，液壓傳動齒輪4帶動液壓從動齒輪5和行星排I的齒圈9運動，由于液壓從動齒輪5和行星排I的太陽輪10均與主軸2在圓周方向固定配合，主軸2隨液壓從動齒輪5轉(zhuǎn)動，行星排I的太陽輪10也同時轉(zhuǎn)動，行星排I的行星架11輸出動力，同時，由于主軸2隨液壓從動齒輪5轉(zhuǎn)動以及行星排II的太陽輪14在圓周方向上與主軸2固定配合，行星排II的太陽輪14也轉(zhuǎn)動，行星排II的行星架15同時輸出動力，即在液壓單獨驅(qū)動狀態(tài)下，該復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)為兩端動力輸出；
[0022]當(dāng)單獨電機驅(qū)動時，電機傳動齒輪8帶動行星排II的齒圈13轉(zhuǎn)動，由于行星排II的太陽輪14固定不動，行星排II的行星架15輸出動力，即電機單獨驅(qū)動狀態(tài)下，該復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)為一端動力輸出；
[0023]當(dāng)液壓和電機同時驅(qū)動時，上述兩種方式驅(qū)動過程結(jié)合，電機驅(qū)動裝置的驅(qū)動動力在行星排II處匯流，此時行星排II的行星架15輸出由液壓驅(qū)動和電機驅(qū)動匯流后的動力，此時復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)仍為兩端動力輸出，但同時可進行重載和精度同時調(diào)節(jié)，具有較高的精密重載性能。
[0024]本實施例中，兩行星架均伸出殼體1設(shè)置并形成動力輸出端(圖中為動力輸出端17和動力輸出端18);可同時用于動力輸出，可驅(qū)動多個關(guān)節(jié)。
[0025]本實施例中，控制系統(tǒng)至少包括:
[0026]速度傳感器19，設(shè)置于兩行星架的動力輸出端，用于測量兩行星架動力輸出時的轉(zhuǎn)速；
[0027]角度傳感器20，設(shè)置于兩行星架的動力輸出端，用于測量兩行星架動力輸出時的傾角位置；
[0028]中央控制器21，用于接收并綜合處理各傳感器反饋的信息，并根據(jù)具體工作要求向電機驅(qū)動裝置、液壓控制裝置和兩鎖緊裝置發(fā)出命令信號實施控制調(diào)節(jié)。
[0029]本實用新型在使用時，由于包含伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)、液壓驅(qū)動系統(tǒng)兩種驅(qū)動方式，復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)的輸出速度可由末端的傳感器檢測并反饋到中央控制器進行調(diào)節(jié)，還安裝有匯流行星排進行匯流，通過控制兩個鎖緊裝置，可選擇進行單一的液壓驅(qū)動或是伺服電機6驅(qū)動，也可選擇進行混合驅(qū)動，既能夠有較高的精度，也能夠具有液壓驅(qū)動高速重載的特性，所述傳感器系統(tǒng)能有效的檢測輸出的參數(shù)是否滿足工作條件的需要，從而進行及時的調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)有兩個輸出端，可同時控制兩個關(guān)節(jié)的運動；即本實用新型的復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)同時具有電機系統(tǒng)的優(yōu)點和液壓系統(tǒng)的優(yōu)點，能夠提供高轉(zhuǎn)速的輸出，同時又能夠承受較大的負載，再通過行星架輸出端的傳感器測量的數(shù)據(jù)信號進行反饋控制，能保持較高的精度，改善了傳統(tǒng)機械手的重載問題與精度問題不能兼顧的問題。
[0030]本實用新型的復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)不同的工況也可以選擇單一的驅(qū)動方式，這增加了它的適用范圍，既可用于只要求高精度的工況，也可用于只要求重載的工況，同時也可用于重載精密機械手中，應(yīng)用前景十分廣泛。
[0031]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:包括殼體、主軸、控制系統(tǒng)和復(fù)合驅(qū)動總成，所述復(fù)合驅(qū)動總成包括液壓驅(qū)動裝置、液壓傳動齒輪、液壓從動齒輪和行星排I，所述復(fù)合驅(qū)動總成還包括電機驅(qū)動裝置、電機傳動齒輪和行星排II，所述液壓驅(qū)動裝置和所述電機驅(qū)動裝置均由所述控制系統(tǒng)控制工作； 所述液壓傳動齒輪為雙排齒，所述液壓從動齒輪和所述行星排I的齒圈分別與液壓傳動齒輪常嚙合配合，所述液壓從動齒輪和所述行星排I的太陽輪均與所述主軸在圓周方向固定配合，所述行星排I的齒圈與所述主軸外套轉(zhuǎn)動配合，所述行星排I的行星架以可繞軸線轉(zhuǎn)動的方式與所述殼體配合設(shè)置； 所述電機傳動齒輪與電機驅(qū)動裝置動力輸出端傳動配合，所述行星排II的齒圈與所述電機傳動齒輪常嚙合配合并外套于所述主軸相對轉(zhuǎn)動配合，所述行星排II的太陽輪在圓周方向上與所述主軸固定配合，所述行星排II的行星架以可繞軸線轉(zhuǎn)動的方式與所述殼體在與所述行星排I的行星架相對的一側(cè)配合設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述兩行星架均伸出殼體設(shè)置并形成動力輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)至少包括: 速度傳感器，設(shè)置于兩行星架的動力輸出端，用于測量兩行星架動力輸出時的轉(zhuǎn)速； 角度傳感器，設(shè)置于兩行星架的動力輸出端，用于測量兩行星架動力輸出時的傾角位置； 中央控制器，用于接收并綜合處理各傳感器反饋的信息，并根據(jù)具體工作要求向電機驅(qū)動裝置、液壓控制裝置和兩鎖緊裝置發(fā)出命令信號實施控制調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓驅(qū)動裝置包括液壓馬達、液壓泵和油池，所述液壓馬達的動力輸出軸與液壓傳動齒輪傳動配合，所述液壓泵出油端與所述液壓馬達的進油端連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的行星排匯流式復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述電機驅(qū)動裝置包括伺服電機和與伺服電機相連的RV減速器。
【文檔編號】B25J19/00GK204123409SQ201420552350
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】羅天洪, 劉浪, 陳才, 馬力, 王晴, 蔣海義, 苗長斌, 申旌輝 申請人:重慶交通大學(xué)