本發(fā)明屬于機(jī)器人關(guān)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)角自伺服的被動(dòng)柔順液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)：

液壓轉(zhuǎn)角伺服技術(shù)是將液壓與電機(jī)技術(shù)相結(jié)合，利用各自的優(yōu)點(diǎn)，用電機(jī)的小力矩直接驅(qū)動(dòng)閥芯使閥口打開，讓高壓油作用在閥體上，進(jìn)而得到大輸出力矩。液壓轉(zhuǎn)角自伺服閥是液壓控制系統(tǒng)中的核心元件，其具有精度高、反應(yīng)快的特點(diǎn)，在高精度的機(jī)電一體化系統(tǒng)、航空航天機(jī)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、大型試驗(yàn)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，因而得到國內(nèi)外科技人員的關(guān)注。

“一種易控液壓轉(zhuǎn)角自伺服閥”(ZL 201210033081.6)專利技術(shù)伺服閥閥芯具有便于制備、閥芯所受徑向力和軸向力均各自平衡、動(dòng)力特性好、伺服盲區(qū)小和易于控制的特點(diǎn)，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是閥芯和閥套內(nèi)部存在較多復(fù)雜的內(nèi)油道，難于保證加工精度，還存在著輸出力矩不夠大以及采用了圓形閥口設(shè)計(jì)，造成其流量增益是非線性的，進(jìn)而產(chǎn)生了精度不夠高的問題。

“一種轉(zhuǎn)閥式大扭矩液壓轉(zhuǎn)角自伺服閥”(ZL 201210514025.4)專利技術(shù)克服了上述所存在的問題，該伺服閥通過在閥芯表面配流，提高了系統(tǒng)的流通能力，提高的響應(yīng)速度，但存在固定擋塊不易于固定，不好裝配以及閥體采用了單獨(dú)軸承支撐，造成閥體受力容易移位，增加閥體摩擦力，影響靈活性的問題。

因此有必要設(shè)計(jì)一種固定擋塊易固定、易裝配、關(guān)節(jié)輸出力矩大、閥體受力平衡、不易移位、動(dòng)力特性好、關(guān)節(jié)靈活性高、響應(yīng)速度快和控制精度高的轉(zhuǎn)角自伺服被動(dòng)柔順液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：

一種轉(zhuǎn)角自伺服被動(dòng)柔順液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)，包括舵機(jī)19、舵機(jī)蓋2、舵機(jī)盤18、舵機(jī)座3，缸體6、閥套15、閥芯17、閥體14、固定擋塊21、葉片25、主動(dòng)錐齒輪13、從動(dòng)軸12、從動(dòng)錐齒輪8、齒輪蓋11、連桿9、從動(dòng)臂10和連接盤1；

閥體14同中心地安裝在缸體圓柱形空腔32內(nèi)，閥體14左右兩端同中心地裝有兩個(gè)深溝球軸承5，左端深溝球軸承固定在缸體左軸承槽29里，右端深溝球軸承固定在缸體右軸承槽33里，左端蓋4安裝在缸體6的左端，右端蓋7安裝在缸體6的右端，閥體14的輸出軸伸出右端蓋7，主動(dòng)錐齒輪13同中心地安裝在閥體14右端的輸出軸軸肩上，處于右端蓋7外伸腔內(nèi)，從動(dòng)軸12安裝在右端蓋7上，齒輪蓋11安裝在右端蓋7上，從動(dòng)錐齒輪8同中心地安裝在從動(dòng)軸12上，兩根連桿9通過螺釘分別對稱安裝在從動(dòng)軸12上下兩端，兩根連桿9的另一端中間安裝從動(dòng)臂10，兩個(gè)連接盤1一個(gè)同中心地安裝在左側(cè)舵機(jī)蓋2上，一個(gè)同中心地安裝在從動(dòng)臂10末端；

缸體6內(nèi)壁的正上部裝有固定擋塊21，固定擋塊21與閥體14為動(dòng)配合；閥體圓柱形空腔37的外壁設(shè)有葉片25，葉片25與缸體6為動(dòng)配合；

閥套15同中心地安裝在閥體圓柱形空腔37內(nèi)，閥套15的左端面與閥體14的左端面通過圓柱銷固定在一起，閥芯17右端穿過閥套15同中心地安裝在閥體圓柱形空腔37內(nèi)，閥芯17左端和右端分別裝有兩個(gè)推力球軸承16；

舵機(jī)19通過兩個(gè)舵機(jī)座3固定左端蓋4上，舵機(jī)19的輸出軸通過兩個(gè)用 螺栓聯(lián)接的舵機(jī)盤18與閥芯17左端內(nèi)孔同中心鍵聯(lián)接；

左端蓋4的上方和下方對應(yīng)的設(shè)有左端蓋低壓油通道28和左端蓋高壓油通道27，左端蓋低壓油通道28的出口為低壓油出口T，左端蓋高壓油通道27的入口為高壓油入口P，左端蓋低壓油通道28圓心和左端蓋高壓油通道27的圓心與左端蓋4圓心連線的夾角為150°；

缸體6的上部沿徑向方向設(shè)有缸體第一低壓油通道30，沿軸向方向設(shè)有缸體第二低壓油通道31，缸體第一低壓油通道30和缸體第二低壓油通道31相通，缸體第二低壓油通道31與左端蓋低壓油通道28相通；缸體6的下部沿軸向方向設(shè)有缸體高壓油通道34，缸體高壓油通道34與左端蓋高壓油通道27相通；

缸體第一低壓油通道30的入口與缸體低壓油環(huán)形槽36相通，缸體低壓油環(huán)形槽36與閥體上第一低壓油通道20和閥體下第一低壓油通道26相通，第一徑向低壓油通道上下兩個(gè)部分與閥套左T口46相通，閥套左T口46與閥芯第一環(huán)狀凸臺上55的矩形槽相通，閥芯第一環(huán)狀凸臺55上的矩形槽與閥套左A口47相通，閥套左A口47通過閥體的第一矩形閥口44與對應(yīng)的第一工作腔相通61；

缸體第二低壓油通道31的入口與閥體低壓油環(huán)形槽43相通，閥體低壓油環(huán)形槽43與閥體第二低壓油通道22相通，閥體第二低壓油通道22與閥套右T口53相通，閥套右T口53與閥芯17的第四環(huán)狀凸臺58上的矩形槽相通，閥芯17的第四環(huán)狀凸臺58上的矩形槽與閥套右B口52相通，閥套右B口52通過閥體14的第二矩形閥口45與對應(yīng)的第二工作腔62相通；

缸體高壓油通道34的出口與閥體高壓油環(huán)形槽42相通，閥體高壓油環(huán)形槽42與閥體Z形高壓油通道24相通，閥體Z形高壓油通道24與閥套左P口 49和閥套右P口50分別相通，閥套左P口49與閥芯第二環(huán)狀凸臺56上的矩形槽相通，閥芯第二環(huán)狀凸臺56上的矩形槽與閥套右A口48相通，閥套右A口48通過閥體第一矩形閥口44與對應(yīng)的第一工作腔61相通；

閥套右P口50與閥芯第三環(huán)狀凸臺57上的矩形槽相通，閥芯第三環(huán)狀凸臺57上的矩形槽與閥套左B口51相通，閥套左B口51通過閥體的第二矩形閥口45與對應(yīng)的第二工作腔62相通；

主動(dòng)錐齒輪13徑向通過圓螺母安裝在閥體14輸出軸末端固定，周向通過平鍵固定，從動(dòng)軸12兩端裝有深溝球軸承B65，深溝球軸承B65內(nèi)圈與從動(dòng)軸12過度配合，外圈與右端蓋7過度配合；主動(dòng)錐齒輪13和從動(dòng)錐齒輪8呈90°嚙合，從動(dòng)錐齒輪8與從動(dòng)軸12周向通過平鍵固定連接；深溝球軸承B65兩端裝有軸承蓋軸向固定，連桿9圓周向通過平鍵與從動(dòng)軸12固定，通過螺釘與從動(dòng)軸12軸向固定連接，從動(dòng)臂10通過螺釘安裝在兩個(gè)連桿9中間，兩個(gè)連接盤1分別用螺栓安裝在左側(cè)端舵機(jī)蓋2和右側(cè)端從動(dòng)臂10上；

所述閥體14自左到右依次由空心圓柱體、葉片25、圓柱體凸臺、第一軸肩38、第二軸肩39和閥體輸出軸40組成；圓柱體的外徑與缸體圓形孔35內(nèi)徑的名義尺寸相同，圓柱體內(nèi)部開有閥體圓柱形空腔37和閥體軸承槽41，閥體圓柱形空腔37內(nèi)徑與閥套15外徑的名義尺寸相同，閥體圓柱形空腔37左端開有兩個(gè)尺寸相同的半圓形圓柱銷孔，兩個(gè)銷孔呈180°分布，圓柱體的左端圓柱面開有兩個(gè)閥體密封槽，缸體低壓油環(huán)形槽36在閥體14左端的兩個(gè)密封槽之間，密封槽之間設(shè)有閥體上第一低壓油通道20和閥體下第一低壓油通道26；

圓柱體外壁下方設(shè)有葉片25，葉片25長度為缸體圓柱形空腔32的長度與閥體14的圓柱體凸臺的長度之差，葉片25的上下弧面差為缸體圓柱形空腔32 的內(nèi)徑與閥體14的圓柱體外徑差的一半；葉片25的下弧面中心處沿軸線方向設(shè)有條狀密封槽，條狀密封槽與葉片25的長度相等，條狀密封槽嵌有葉片密封條；

閥體圓柱體凸臺的外徑與缸體圓柱形空腔32內(nèi)徑的名義尺寸相同，圓柱體凸臺的圓柱面開有三個(gè)閥體密封槽，左側(cè)和中間的閥體密封槽間開有閥體低壓油環(huán)形槽43和閥體第二低壓油通道22，中間和右側(cè)的閥體密封槽間開有閥體高壓油環(huán)形槽42和閥體折線型高壓油通道24；

靠近圓柱體凸臺的空心圓柱體上設(shè)有第二矩形閥口45，在靠近左側(cè)閥體密封槽的空心圓柱體上設(shè)有第一矩形閥口44，第一矩形閥口44和第二矩形閥口45尺寸相同；

閥體折線型高壓油通道24口的素線位于第二矩形閥口45中心的素線和第一矩形閥口44中心的素線的正中間，第二矩形閥口45中心的素線和第一矩形閥口44中心的素線的夾角為θ，其大小為

式(1)中：b₁為葉片內(nèi)壁的弧長；b₂為矩形閥口在空心圓柱體上的弧長；r為空心圓柱體的外徑；

閥體14第一軸肩38長度為閥體圓柱體凸臺到缸體右端面的距離，閥體14第二軸肩39長度為閥體14第一軸肩38右端面到右端蓋7右端面的距離，閥體輸出軸40左側(cè)端開設(shè)有鍵槽，閥體輸出軸40右端周向加工有螺紋。

所述閥芯17左端設(shè)有與舵機(jī)盤18聯(lián)接的鍵槽；閥芯17自左到右設(shè)有第一環(huán)狀凸臺55、第二環(huán)狀凸臺56、第三環(huán)狀凸臺57、第四環(huán)狀凸臺58和第五環(huán)狀凸臺59，第一環(huán)狀凸臺55、第二環(huán)狀凸臺56、第三環(huán)狀凸臺57和第四環(huán)狀 凸臺58的右側(cè)邊分別開有兩個(gè)尺寸相同的矩形槽，兩個(gè)矩形槽呈180°分布，每兩個(gè)矩形槽位于各自的同一個(gè)圓周線上；第一環(huán)狀凸臺55的兩個(gè)矩形槽中心線和第三環(huán)狀凸臺57的兩個(gè)矩形槽中心線分別軸心對稱的位于兩條素線上，第二環(huán)狀凸臺56的兩個(gè)矩形槽中心線和第四環(huán)狀凸臺58的兩個(gè)矩形槽中心線分別位于軸心對稱的另兩條素線上，每條素線相差90°；

所述閥芯17左側(cè)靠近第一環(huán)狀凸臺55處開有徑向油通槽54，閥芯17右側(cè)中心開設(shè)有軸向油通槽60，軸向油通槽60左端與徑向油通槽54相通，兩個(gè)油通槽呈90°分布，軸向油通槽60右端貫穿閥芯17。

所述閥套15由六個(gè)環(huán)狀凸臺和五個(gè)凹槽組成，環(huán)狀凸臺和凹槽交替布置；閥套左端環(huán)狀凸臺開有兩個(gè)半圓形圓柱銷孔，兩個(gè)銷孔呈180°布置；第一個(gè)凹槽和第五個(gè)凹槽上分別開有兩個(gè)矩形口，兩個(gè)矩形口呈180°布置，第一個(gè)凹槽上的兩個(gè)矩形口為閥套左T口46，第五個(gè)凹槽上的兩個(gè)矩形口為閥套右T口43；閥套15中間的三個(gè)凹槽的左邊和右邊分別開有一組矩形口，每組矩形口由兩個(gè)相互呈180°布置的矩形口組成；五個(gè)凹槽上的矩形口尺寸相同，五個(gè)凹槽上的矩形口中心線均位于各自對應(yīng)的同一素線上，五個(gè)凹槽上的矩形口的尺寸與閥芯17上四個(gè)凸臺的矩形槽尺寸相同；

閥套15中間三個(gè)凹槽上左邊的每組矩形口的左側(cè)面與相鄰環(huán)狀凸臺的右側(cè)面為同一平面，中間三個(gè)凹槽上的右邊的每組矩形口的右側(cè)面與相鄰環(huán)狀凸臺的左側(cè)面為同一平面；閥套15中間的六組矩形口從左到右依次為閥套左A口47、閥套右A口48、閥套左P口49、閥套右P口50、閥套左B口51和閥套右B口52。

所述固定擋塊21分為固定擋塊上部弧形擋片和固定擋塊下部弧形錐臺狀擋 塊兩個(gè)部分，固定擋塊上部的軸向長度為缸體圓柱形空腔32的長度與閥體14圓柱形凸臺的長度之差，固定擋塊下部弧形錐臺的上下弧面差為缸體6外徑與閥體14圓柱體外徑差的一半；固定擋塊21的下弧面中心處沿軸線方向設(shè)有條狀密封槽，條狀密封槽與固定擋塊21的長度相等，條狀密封槽嵌有擋塊密封條。

所述右端蓋7蓋體中心圓孔兩側(cè)徑向?qū)ΨQ開設(shè)有環(huán)狀密封條槽64，環(huán)狀密封條槽64內(nèi)嵌有環(huán)狀密封條；右端蓋7右端加工成半封閉式箱體63，箱體63為中空不完全圓柱體，所述箱體63周向?qū)ΨQ設(shè)有兩個(gè)平面，兩平面外伸長度大于圓柱體部分長度，兩個(gè)平面上對稱設(shè)有螺紋孔與軸承孔，右端蓋7圓盤結(jié)構(gòu)中心開有通孔。

所述齒輪蓋11的外徑名義尺寸與右端蓋箱體63部分外徑名義尺寸相同，齒輪蓋11中間有凹槽，凹槽內(nèi)部名義尺寸與右端蓋箱體63伸出部分名義尺寸相同，齒輪蓋凹槽開有通孔。

所述連桿9左端為中空圓柱體，圓柱體內(nèi)徑名義尺寸與從動(dòng)軸12名義尺寸相同，圓柱體內(nèi)部側(cè)邊開設(shè)有鍵槽，使得連桿9與從動(dòng)軸12周向通過平鍵連接，中空圓柱體上下端開均有階梯形通孔，使得連桿9與從動(dòng)軸12軸向通過螺栓連接，連桿9中段為弧形過渡，右端為兩對稱平面，兩平面上對稱開設(shè)有通孔。

所述從動(dòng)臂10為中空不完全圓柱體，從動(dòng)臂10與連桿9連接側(cè)端為開口結(jié)構(gòu)，周向兩水平側(cè)壁上對稱開設(shè)有四個(gè)螺紋孔，從動(dòng)臂10外伸的另一末端為封閉結(jié)構(gòu)，封閉端端面上開設(shè)有若干螺紋孔，與右側(cè)連接盤1上的螺紋孔相配合，使得從動(dòng)臂10與右側(cè)連接盤1通過螺釘連接。

采用上述技術(shù)方案，裝置總高壓油進(jìn)口P通過左端蓋高壓油通道27進(jìn)入缸體高壓油通道34，然后進(jìn)入閥體高壓油環(huán)形槽42，再進(jìn)入閥體折線型高壓油通 道24，最后進(jìn)入閥套左P口49和閥套右P口50。

當(dāng)閥芯17相對于閥套15逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油由閥套左P口49進(jìn)入閥芯17的第二環(huán)狀凸臺上56的矩形槽，接著進(jìn)入閥套右A口48，最后通過閥體14的第一矩形閥口44進(jìn)入第一工作腔61，推動(dòng)葉片25逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使閥體14跟隨閥芯17運(yùn)動(dòng)，第二工作腔62的低壓油則通過閥體14的第二矩形閥口45進(jìn)入閥套右B口52，再進(jìn)入閥芯17的第四環(huán)狀凸臺上58的矩形槽，最后進(jìn)入閥套右T口53。

當(dāng)閥芯17相對于閥套15順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油由閥套右P口50進(jìn)入閥芯17的第三環(huán)狀凸臺57上的矩形槽，接著進(jìn)入閥套左B口51，最后通過閥體14的第二矩形閥口45進(jìn)入第二工作腔62，推動(dòng)葉片25順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使閥體14跟隨閥芯17運(yùn)動(dòng)，第一工作腔61的低壓油則通過閥體14的第一矩形閥口44進(jìn)入閥套左A口47，再進(jìn)入閥芯17的第一環(huán)狀凸臺上55的矩形槽，最后進(jìn)入閥套左T口46。

閥套左T口46的低壓油通過閥體上第一低壓油通道20和閥體下第一低壓油通道26進(jìn)入缸體低壓油環(huán)形槽36，再進(jìn)入缸體第一低壓油通道30，再經(jīng)過左端蓋低壓油通道28進(jìn)入低壓油出口T逐步回流；閥套右T口53的低壓油則通過閥體第二低壓通道22進(jìn)入閥體低壓油環(huán)形槽43，再經(jīng)過缸體第二低壓油通道31進(jìn)入左端蓋低壓油道28，最后通過低壓油出口T逐步回流。

當(dāng)閥套左A口47與第一工作腔61相通時(shí)，閥套左B口51則與第二工作腔62相通，閥套右A口48和閥套右B口52則與第一工作腔61和第二工作腔62均不相通；當(dāng)閥套右A口48與第一工作腔61相通時(shí)，閥套右B口52與第二工作腔相通62，閥套左A口47和閥套左B口51則與第一工作腔61和第二工作 腔62均不相通。除上述情況外，閥套閥口與第一工作腔61和第二工作腔62均不相通。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本專利中固定擋塊和葉片的數(shù)量與現(xiàn)有技術(shù)相比均有減少，現(xiàn)有技術(shù)中的葉片是焊接在閥體上的，固定擋塊是焊接在缸體上的，但將固定擋塊焊接上缸體上容易使缸體變形，所以本專利轉(zhuǎn)閥中將固定擋塊的安裝方式改為機(jī)械配合，葉片的安裝保留焊接方式，并且通過將固定擋塊做成上下兩個(gè)部分，擋塊下部分裝入缸體與閥體動(dòng)配合，擋塊上部分設(shè)有通孔，擋塊上部分通過螺釘固定在缸體外壁，故固定擋塊易固定，易裝配；

2、本專利中葉片和固定擋塊各減少一個(gè)增大了葉片的行程，使行程從原來的正負(fù)85°增大到現(xiàn)在的正負(fù)160°，行程增大近兩倍；需要說明的是，由于葉片的減少，使轉(zhuǎn)閥力的輸出減小為原來的1/2，但是行程增大為原來的兩倍，所以在增大力矩效果上并無變化，但是新的轉(zhuǎn)閥的單葉片結(jié)構(gòu)更符合實(shí)際生產(chǎn)情況與要求；

3、本發(fā)明在閥體左右兩端同中心地裝有兩個(gè)深溝球軸承，左端深溝球軸承同中心地固定在缸體左軸承槽里，右端深溝球軸承同中心地固定在缸體右軸承槽里，相比于現(xiàn)有技術(shù)中沒有深溝球軸承的結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)閥在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)使閥體迅速受力不平衡，增大接觸面摩擦力，使轉(zhuǎn)閥鎖死；本專利中閥體兩端的深溝球軸承支撐使閥體受力不容易移位，減小了閥體摩擦力，提高了關(guān)節(jié)的靈活性、響應(yīng)速度以及控制精度；

4、本發(fā)明中缸體結(jié)構(gòu)中油路角度發(fā)生變化，由現(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)出油口所呈的180°變?yōu)?50°，因本專利中固定擋塊與葉片呈180°布置，高壓油通道是 穿過葉片的，若將高壓油通道和低壓油通道180°布置會與固定擋塊的位置發(fā)生干涉，所以將低壓油通道布置在固定擋塊旁邊；

5、相比于現(xiàn)有技術(shù)中將電機(jī)安裝在缸體上的結(jié)構(gòu)很不好裝配，本專利中整個(gè)裝置左端將舵機(jī)放在左端蓋外側(cè)，用一個(gè)額外的腔體將舵機(jī)放置其中，通過舵機(jī)盤將舵機(jī)輸出軸與閥芯連接，使得本專利中端蓋和缸體結(jié)構(gòu)簡單，更易于裝配；

6、整個(gè)裝置右側(cè)閥芯輸出軸連接了從動(dòng)軸、連桿和從動(dòng)臂，使得本裝置結(jié)構(gòu)可作為活動(dòng)關(guān)節(jié)應(yīng)用于機(jī)器人，通過閥芯輸出軸與從動(dòng)軸之間的錐齒輪連接，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)臂繞著從動(dòng)軸的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)閥部分更符合實(shí)際應(yīng)用需求，在轉(zhuǎn)閥右端加上從動(dòng)部分使之成為一個(gè)活動(dòng)液壓關(guān)節(jié)；

7、本專利中的工作腔由四個(gè)變兩個(gè)，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上更簡化了，同時(shí)得到的裝置性能更加穩(wěn)定，原有的閥體結(jié)構(gòu)易偏移，使用壽命受影響，本專利使用壽命增長；

8、本專利中添加徑向油通槽54和軸向油通槽60可以平衡閥芯兩端的油液泄露產(chǎn)生的擠壓，閥芯左右兩端任意一端發(fā)生油液泄漏油液都可以通過此兩油通槽到達(dá)另一端，避免閥芯某一端產(chǎn)生擠壓影響轉(zhuǎn)閥工作；

綜上，本發(fā)明具有固定擋塊易固定、易裝配、關(guān)節(jié)輸出力矩大、閥體受力平衡、不易移位、動(dòng)力特性好、關(guān)節(jié)靈活性高、響應(yīng)速度快和控制精度高的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A剖面示意圖；

圖3是左端蓋的左視圖；

圖4是圖3的B-B剖面示意圖；

圖5是缸體的左視圖；

圖6是圖5的C-C剖面示意圖；

圖7是閥體的左視圖；

圖8是圖7的D-D剖面示意圖；

圖9是閥體的仰視圖；

圖10是閥套的俯視圖；

圖11是圖10的E-E剖面示意圖；

圖12是閥芯的俯視圖；

圖13是圖12的F-F剖面示意圖；

圖14是圖1的G-G剖面示意圖；

圖15是圖1的H-H剖面示意圖；

圖16是右端蓋的右視圖；

圖17是圖16的I-I剖面示意圖；

圖18是齒輪蓋的右視圖；

圖19是圖18的J-J剖面示意圖；

圖20是連桿的俯視圖；

圖21是圖20的K-K剖面示意圖；

圖22是從動(dòng)臂的主視圖；

圖23是從動(dòng)臂的右視圖：

圖24是圖22的L-L剖面示意圖；

圖25是連接盤右視圖；

圖26是圖25的M-M剖面示意圖；

其中：連接盤1，舵機(jī)蓋2，舵機(jī)座3，左端蓋4，深溝球軸承5，缸體6，左端蓋7，從動(dòng)錐齒輪8，連桿9，從動(dòng)臂10，齒輪蓋11，從動(dòng)軸12，主動(dòng)錐齒輪13，閥體14，閥套15，推力球軸承16，閥芯17，舵機(jī)盤18，舵機(jī)19，閥體上第一低壓油通道20，固定擋塊21，閥體第二低壓油通道22，缸體高壓油通道23，閥體折線型高壓油通道24，葉片25，閥體下第一低壓油通道26，左端蓋高壓油通道27，左端蓋低壓油通道28，缸體左軸承槽29，缸體第一低壓油通道30，缸體第二低壓油通道31，缸體圓柱形空腔32，缸體右軸承槽33，缸體高壓油通道34，缸體圓形孔35，缸體低壓油環(huán)形槽36，閥體圓柱形空腔37，第一軸肩38，第二軸肩39，閥體輸出軸40，閥體軸承槽41，閥體高壓油環(huán)形槽42，閥體低壓油環(huán)形槽43，第一矩形閥口44，第二矩形閥口45，閥套左T口46，閥套左A口47，閥套右A口48，閥套左P口49，閥套右P口50，閥套左B口51，閥套右B口52，閥套右T口53，徑向油通槽54，第一環(huán)狀凸臺55，第二環(huán)狀凸臺56，第三環(huán)狀凸臺57，第四環(huán)狀凸臺58，第五環(huán)狀凸臺59，軸向油通槽60，第一工作腔61，第二工作腔62，左端蓋箱體63，環(huán)狀密封條槽64，深溝球軸承B65。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，如圖1-26所示，一種轉(zhuǎn)角自伺服被動(dòng)柔順液壓機(jī)器人關(guān)節(jié)，包括舵機(jī)19、舵機(jī)蓋2、舵機(jī)盤18、舵機(jī)座3，缸體6、閥套15、閥芯17、閥體14、固定擋塊21、葉片25、主動(dòng)錐齒輪13、從動(dòng)軸12、從動(dòng)錐齒輪8、齒輪蓋11、連桿9、從動(dòng) 臂10和連接盤1；

如圖1和圖2所示，閥體14同中心地安裝在缸體圓柱形空腔32內(nèi)，閥體14左右兩端同中心地裝有兩個(gè)深溝球軸承5，左端深溝球軸承固定在缸體左軸承槽29里，右端深溝球軸承固定在缸體右軸承槽33里，左端蓋4安裝在缸體6的左端，右端蓋7安裝在缸體6的右端，閥體14的輸出軸伸出右端蓋7，主動(dòng)錐齒輪13同中心地安裝在閥體14右端的輸出軸軸肩上，處于右端蓋7外伸腔內(nèi)，從動(dòng)軸12安裝在右端蓋7上，齒輪蓋11安裝在右端蓋7上，從動(dòng)錐齒輪8同中心地安裝在從動(dòng)軸12上，兩根連桿9通過螺釘分別對稱安裝在從動(dòng)軸12上下兩端，兩根連桿9的另一端中間安裝從動(dòng)臂10，兩個(gè)連接盤1一個(gè)同中心地安裝在左側(cè)舵機(jī)蓋2上，一個(gè)同中心地安裝在從動(dòng)臂10末端；

如圖2所示，缸體6內(nèi)壁的正上部裝有固定擋塊21，固定擋塊21與閥體14為動(dòng)配合；閥體圓柱形空腔37的外壁設(shè)有葉片25，葉片25與缸體6為動(dòng)配合；

如圖2所示，閥套15同中心地安裝在閥體圓柱形空腔37內(nèi)，閥套15的左端面與閥體14的左端面通過圓柱銷固定在一起，閥芯17右端穿過閥套15同中心地安裝在閥體圓柱形空腔37內(nèi)，閥芯17左端和右端分別裝有兩個(gè)推力球軸承16；

如圖1所示，舵機(jī)19通過兩個(gè)舵機(jī)座3固定左端蓋4上，舵機(jī)19的輸出軸通過兩個(gè)用螺栓聯(lián)接的舵機(jī)盤18與閥芯17左端內(nèi)孔同中心鍵聯(lián)接；

如圖2、圖4和圖6所示，左端蓋4的上方和下方對應(yīng)的設(shè)有左端蓋低壓油通道28和左端蓋高壓油通道27，左端蓋低壓油通道28的出口為低壓油出口T，左端蓋高壓油通道27的入口為高壓油入口P，左端蓋低壓油通道28圓心和左端 蓋高壓油通道27的圓心與左端蓋4圓心連線的夾角為150°；

如圖2-15所示，缸體6的上部沿徑向方向設(shè)有缸體第一低壓油通道30，沿軸向方向設(shè)有缸體第二低壓油通道31，缸體第一低壓油通道30和缸體第二低壓油通道31相通，缸體第二低壓油通道31與左端蓋低壓油通道28相通；缸體6的下部沿軸向方向設(shè)有缸體高壓油通道34，缸體高壓油通道34與左端蓋高壓油通道27相通；

如圖2-15所示，缸體第一低壓油通道30的入口與缸體低壓油環(huán)形槽36相通，缸體低壓油環(huán)形槽36與閥體上第一低壓油通道20和閥體下第一低壓油通道26相通，第一徑向低壓油通道上下兩個(gè)部分與閥套左T口46相通，閥套左T口46與閥芯第一環(huán)狀凸臺上55的矩形槽相通，閥芯第一環(huán)狀凸臺55上的矩形槽與閥套左A口47相通，閥套左A口47通過閥體的第一矩形閥口44與對應(yīng)的第一工作腔相通61；

如圖2-15所示，缸體第二低壓油通道31的入口與閥體低壓油環(huán)形槽43相通，閥體低壓油環(huán)形槽43與閥體第二低壓油通道22相通，閥體第二低壓油通道22與閥套右T口53相通，閥套右T口53與閥芯17的第四環(huán)狀凸臺58上的矩形槽相通，閥芯17的第四環(huán)狀凸臺58上的矩形槽與閥套右B口52相通，閥套右B口52通過閥體14的第二矩形閥口45與對應(yīng)的第二工作腔62相通；

如圖2-15所示，缸體高壓油通道34的出口與閥體高壓油環(huán)形槽42相通，閥體高壓油環(huán)形槽42與閥體Z形高壓油通道24相通，閥體Z形高壓油通道24與閥套左P口49和閥套右P口50分別相通，閥套左P口49與閥芯第二環(huán)狀凸臺56上的矩形槽相通，閥芯第二環(huán)狀凸臺56上的矩形槽與閥套右A口48相通，閥套右A口48通過閥體第一矩形閥口44與對應(yīng)的第一工作腔61相通；

如圖10和圖12所示，閥套右P口50與閥芯第三環(huán)狀凸臺57上的矩形槽相通，閥芯第三環(huán)狀凸臺57上的矩形槽與閥套左B口51相通，閥套左B口51通過閥體的第二矩形閥口45與對應(yīng)的第二工作腔62相通；

如圖1所示，主動(dòng)錐齒輪13徑向通過圓螺母安裝在閥體14輸出軸末端固定，周向通過平鍵固定，從動(dòng)軸12兩端裝有深溝球軸承B65，深溝球軸承B65內(nèi)圈與從動(dòng)軸12過度配合，外圈與右端蓋7過度配合；主動(dòng)錐齒輪13和從動(dòng)錐齒輪8呈90°嚙合，從動(dòng)錐齒輪8與從動(dòng)軸12周向通過平鍵固定連接；深溝球軸承B65兩端裝有軸承蓋軸向固定，連桿9圓周向通過平鍵與從動(dòng)軸12固定，通過螺釘與從動(dòng)軸12軸向固定連接，從動(dòng)臂10通過螺釘安裝在兩個(gè)連桿9中間，兩個(gè)連接盤1分別用螺栓安裝在左側(cè)端舵機(jī)蓋2和右側(cè)端從動(dòng)臂10上；

如圖8所示，閥體14自左到右依次由空心圓柱體、葉片25、圓柱體凸臺、第一軸肩38、第二軸肩39和閥體輸出軸40組成；圓柱體的外徑與缸體圓形孔35內(nèi)徑的名義尺寸相同，圓柱體內(nèi)部開有閥體圓柱形空腔37和閥體軸承槽41，閥體圓柱形空腔37內(nèi)徑與閥套15外徑的名義尺寸相同，閥體圓柱形空腔37左端開有兩個(gè)尺寸相同的半圓形圓柱銷孔，兩個(gè)銷孔呈180°分布，圓柱體的左端圓柱面開有兩個(gè)閥體密封槽，缸體低壓油環(huán)形槽36在閥體14左端的兩個(gè)密封槽之間，密封槽之間設(shè)有閥體上第一低壓油通道20和閥體下第一低壓油通道26；

圓柱體外壁下方設(shè)有葉片25，葉片25長度為缸體圓柱形空腔32的長度與閥體14的圓柱體凸臺的長度之差，葉片25的上下弧面差為缸體圓柱形空腔32的內(nèi)徑與閥體14的圓柱體外徑差的一半；葉片25的下弧面中心處沿軸線方向設(shè)有條狀密封槽，條狀密封槽與葉片25的長度相等，條狀密封槽嵌有葉片密封條；

閥體圓柱體凸臺的外徑與缸體圓柱形空腔32內(nèi)徑的名義尺寸相同，圓柱體凸臺的圓柱面開有三個(gè)閥體密封槽，左側(cè)和中間的閥體密封槽間開有閥體低壓油環(huán)形槽43和閥體第二低壓油通道22，中間和右側(cè)的閥體密封槽間開有閥體高壓油環(huán)形槽42和閥體折線型高壓油通道24；

靠近圓柱體凸臺的空心圓柱體上設(shè)有第二矩形閥口45，在靠近左側(cè)閥體密封槽的空心圓柱體上設(shè)有第一矩形閥口44，第一矩形閥口44和第二矩形閥口45尺寸相同；

如圖9所示，閥體折線型高壓油通道24口的素線位于第二矩形閥口45中心的素線和第一矩形閥口44中心的素線的正中間，第二矩形閥口45中心的素線和第一矩形閥口44中心的素線的夾角為θ，其大小為

式(1)中：b₁為葉片內(nèi)壁的弧長；b₂為矩形閥口在空心圓柱體上的弧長；r為空心圓柱體的外徑；

如圖8所示，閥體14第一軸肩38長度為閥體圓柱體凸臺到缸體右端面的距離，閥體14第二軸肩39長度為閥體14第一軸肩38右端面到右端蓋7右端面的距離，閥體輸出軸40左側(cè)端開設(shè)有鍵槽，閥體輸出軸40右端周向加工有螺紋。

如圖12和圖13所示，所述閥芯17左端設(shè)有與舵機(jī)盤18聯(lián)接的鍵槽；閥芯17自左到右設(shè)有第一環(huán)狀凸臺55、第二環(huán)狀凸臺56、第三環(huán)狀凸臺57、第四環(huán)狀凸臺58和第五環(huán)狀凸臺59，第一環(huán)狀凸臺55、第二環(huán)狀凸臺56、第三環(huán)狀凸臺57和第四環(huán)狀凸臺58的右側(cè)邊分別開有兩個(gè)尺寸相同的矩形槽，兩個(gè)矩形槽呈180°分布，每兩個(gè)矩形槽位于各自的同一個(gè)圓周線上；第一環(huán)狀凸 臺55的兩個(gè)矩形槽中心線和第三環(huán)狀凸臺57的兩個(gè)矩形槽中心線分別軸心對稱的位于兩條素線上，第二環(huán)狀凸臺56的兩個(gè)矩形槽中心線和第四環(huán)狀凸臺58的兩個(gè)矩形槽中心線分別位于軸心對稱的另兩條素線上，每條素線相差90°；

如圖13所示，所述閥芯17左側(cè)靠近第一環(huán)狀凸臺55處開有徑向油通槽54，閥芯17右側(cè)中心開設(shè)有軸向油通槽60，軸向油通槽60左端與徑向油通槽54相通，兩個(gè)油通槽呈90°分布，軸向油通槽60右端貫穿閥芯17。

如圖10和圖11所示，所述閥套15由六個(gè)環(huán)狀凸臺和五個(gè)凹槽組成，環(huán)狀凸臺和凹槽交替布置；閥套左端環(huán)狀凸臺開有兩個(gè)半圓形圓柱銷孔，兩個(gè)銷孔呈180°布置；第一個(gè)凹槽和第五個(gè)凹槽上分別開有兩個(gè)矩形口，兩個(gè)矩形口呈180°布置，第一個(gè)凹槽上的兩個(gè)矩形口為閥套左T口46，第五個(gè)凹槽上的兩個(gè)矩形口為閥套右T口43；閥套15中間的三個(gè)凹槽的左邊和右邊分別開有一組矩形口，每組矩形口由兩個(gè)相互呈180°布置的矩形口組成；五個(gè)凹槽上的矩形口尺寸相同，五個(gè)凹槽上的矩形口中心線均位于各自對應(yīng)的同一素線上，五個(gè)凹槽上的矩形口的尺寸與閥芯17上四個(gè)凸臺的矩形槽尺寸相同；

如圖10和圖11所示，閥套15中間三個(gè)凹槽上左邊的每組矩形口的左側(cè)面與相鄰環(huán)狀凸臺的右側(cè)面為同一平面，中間三個(gè)凹槽上的右邊的每組矩形口的右側(cè)面與相鄰環(huán)狀凸臺的左側(cè)面為同一平面；閥套15中間的六組矩形口從左到右依次為閥套左A口47、閥套右A口48、閥套左P口49、閥套右P口50、閥套左B口51和閥套右B口52。

如圖2和圖14所示，固定擋塊21分為固定擋塊上部弧形擋片和固定擋塊下部弧形錐臺狀擋塊兩個(gè)部分，固定擋塊上部的軸向長度為缸體圓柱形空腔32的長度與閥體14圓柱形凸臺的長度之差，固定擋塊下部弧形錐臺的上下弧面差 為缸體6外徑與閥體14圓柱體外徑差的一半；固定擋塊21的下弧面中心處沿軸線方向設(shè)有條狀密封槽，條狀密封槽與固定擋塊21的長度相等，條狀密封槽嵌有擋塊密封條。

如圖1和圖17所示，右端蓋7蓋體中心圓孔兩側(cè)徑向?qū)ΨQ開設(shè)有環(huán)狀密封條槽64，環(huán)狀密封條槽64內(nèi)嵌有環(huán)狀密封條；右端蓋7右端加工成半封閉式箱體63，箱體63為中空不完全圓柱體，所述箱體63周向?qū)ΨQ設(shè)有兩個(gè)平面，兩平面外伸長度大于圓柱體部分長度，兩個(gè)平面上設(shè)有螺紋孔與軸承孔，右端蓋7圓盤結(jié)構(gòu)中心開有通孔。

如圖1、圖18和圖19所示，齒輪蓋11的外徑名義尺寸與右端蓋箱體63部分外徑名義尺寸相同，齒輪蓋11中間有凹槽，凹槽內(nèi)部名義尺寸與右端蓋箱體63伸出部分名義尺寸相同，齒輪蓋凹槽開有通孔。

如圖20和圖21所示，連桿9左端為中空圓柱體，圓柱體內(nèi)徑名義尺寸與從動(dòng)軸12名義尺寸相同，圓柱體內(nèi)部側(cè)邊開設(shè)有鍵槽，使得連桿9與從動(dòng)軸12周向通過平鍵連接，中空圓柱體上下端開均有階梯形通孔，使得連桿9與從動(dòng)軸12軸向通過螺栓連接，連桿9中段為弧形過渡，右端為兩對稱平面，兩平面上對稱開設(shè)有通孔。

如圖22、圖23和圖24所示，從動(dòng)臂10為中空不完全圓柱體，從動(dòng)臂10與連桿9連接側(cè)端為開口結(jié)構(gòu)，周向兩水平側(cè)壁上對稱開設(shè)有四個(gè)螺紋孔，從動(dòng)臂10外伸的另一末端為封閉結(jié)構(gòu)，封閉端端面上開設(shè)有若干螺紋孔，與右側(cè)連接盤1上的螺紋孔相配合，使得從動(dòng)臂10與右側(cè)連接盤1通過螺釘連接。

采用上述技術(shù)方案，裝置總高壓油進(jìn)口P通過左端蓋高壓油通道27進(jìn)入缸體高壓油通道34，然后進(jìn)入閥體高壓油環(huán)形槽42，再進(jìn)入閥體折線型高壓油通 道24，最后進(jìn)入閥套左P口49和閥套右P口50。

當(dāng)閥芯17相對于閥套15逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油由閥套左P口49進(jìn)入閥芯17的第二環(huán)狀凸臺上56的矩形槽，接著進(jìn)入閥套右A口48，最后通過閥體14的第一矩形閥口44進(jìn)入第一工作腔61，推動(dòng)葉片25逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使閥體14跟隨閥芯17運(yùn)動(dòng)，第二工作腔62的低壓油則通過閥體14的第二矩形閥口45進(jìn)入閥套右B口52，再進(jìn)入閥芯17的第四環(huán)狀凸臺上58的矩形槽，最后進(jìn)入閥套右T口53。

當(dāng)閥芯17相對于閥套15順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油由閥套右P口50進(jìn)入閥芯17的第三環(huán)狀凸臺57上的矩形槽，接著進(jìn)入閥套左B口51，最后通過閥體14的第二矩形閥口45進(jìn)入第二工作腔62，推動(dòng)葉片25順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使閥體14跟隨閥芯17運(yùn)動(dòng)，第一工作腔61的低壓油則通過閥體14的第一矩形閥口44進(jìn)入閥套左A口47，再進(jìn)入閥芯17的第一環(huán)狀凸臺上55的矩形槽，最后進(jìn)入閥套左T口46。

閥套左T口46的低壓油通過閥體上第一低壓油通道20和閥體下第一低壓油通道26進(jìn)入缸體低壓油環(huán)形槽36，再進(jìn)入缸體第一低壓油通道30，再經(jīng)過左端蓋低壓油通道28進(jìn)入低壓油出口T逐步回流；閥套右T口53的低壓油則通過閥體第二低壓通道22進(jìn)入閥體低壓油環(huán)形槽43，再經(jīng)過缸體第二低壓油通道31進(jìn)入左端蓋低壓油道28，最后通過低壓油出口T逐步回流。

當(dāng)閥套左A口47與第一工作腔61相通時(shí)，閥套左B口51則與第二工作腔62相通，閥套右A口48和閥套右B口52則與第一工作腔61和第二工作腔62均不相通；當(dāng)閥套右A口48與第一工作腔61相通時(shí)，閥套右B口52與第二工作腔相通62，閥套左A口47和閥套左B口51則與第一工作腔61和第二工作 腔62均不相通。除上述情況外，閥套閥口與第一工作腔61和第二工作腔62均不相通。

本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于上述的實(shí)施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明的意圖也包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。