本發(fā)明涉及液壓缸，尤其涉及一種擺動式液壓缸內(nèi)外泄露組合密封設(shè)計。

背景技術(shù)：

今天，主流機器人主要有兩種驅(qū)動方式，一種是電機驅(qū)動，一種是液壓驅(qū)動，電機驅(qū)動機器人控制精度高，但是輸出力矩小，適用范圍有限。液壓驅(qū)動機器人輸出力矩大，可以搬動較重物體，適用范圍廣泛。

液壓機器人關(guān)節(jié)需要采用擺動式旋轉(zhuǎn)液壓缸提供較大的轉(zhuǎn)矩，缸的密封問題是技術(shù)關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)(專利號：CN105952707A)為防止內(nèi)泄漏的密封，在軸與缸體在軸肩處的密封采用聚四氟乙烯密封圈，用碟簧擠壓聚四氟乙烯增大密封強度。但是該技術(shù)防止內(nèi)泄露密封和外泄露密封的兩部分占據(jù)軸向尺寸較大，內(nèi)泄漏密封采用碟簧擠壓格聚四氟乙烯圈密封，密封強度由碟簧受壓變形量決定，而且強度不會隨腔體內(nèi)油壓大小變化而變化。長期高強度擠壓聚四氟乙烯，導(dǎo)致聚四氟乙烯使用壽命減短。

而機器人使用液壓缸，只是在某些間斷的情況下使用大扭矩輸出，一般情況下腔體內(nèi)油壓不是很大，不需要這么大強度的密封，而是需要可以根據(jù)腔體內(nèi)油壓變化而變化的密封。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種改進的擺動式液壓缸內(nèi)外泄露組合密封設(shè)計。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

擺動式液壓缸內(nèi)外泄露組合密封設(shè)計，包括液壓擺動缸，所述液壓擺動缸包括工作軸(1)、軸承端蓋(2)、缸筒(3)、靜葉片、動葉片、鍥形內(nèi)密封件(6)和鍥形外密封件(7)，所述靜葉片固定在缸筒(3)內(nèi)，所述軸承端蓋(2)設(shè)置于缸筒(3)的兩側(cè)筒口；所述動葉片位于工作軸(1)上，所述動葉片與工作軸(1)為一個整體，所述工作軸(1)套在軸承端蓋(2)和缸筒(3)中，所述軸承端蓋(2)與工作軸(1)之間安裝有滾動軸承(8)；

鍥形內(nèi)密封件(6)和鍥形外密封件(7)設(shè)置在軸承端蓋(2)與工作軸軸肩(16)交接處，所述鍥形內(nèi)密封件(6)密封安裝在軸承端蓋(2)和工作軸軸肩(16)之間，所述鍥形外密封件(7)在遠離工作軸軸肩(16)的工作軸(1)軸向方向上與鍥形內(nèi)密封件(6)接觸，且所述鍥形外密封件(7)密封在工作軸(1)上，所述鍥形外密封件(7)與軸承端蓋(2)間設(shè)置有O形圈一(10)，所述鍥形外密封件(7)與鍥形內(nèi)密封件(6)接觸的面上開設(shè)有凹痕(12)。

進一步的，所述動葉片遠離工作軸(1)的頂面上開設(shè)有沿工作軸(1)軸向延伸的凹槽一，且所述動葉片的兩個側(cè)面均開設(shè)有沿工作軸(1)徑向延伸的凹槽二，所述凹槽一連通凹槽二；所述靜葉片靠近工作軸(1)的頂面上開設(shè)有沿工作軸(1)軸向延伸的凹槽三，所述靜葉片的兩個側(cè)面均開設(shè)有沿工作軸(1)徑向延伸的凹槽四，所述凹槽三連通凹槽四；

凹槽一和凹槽二中嵌有動葉片丁晴膠密封圈(5)和動葉片聚四氟乙烯密封圈(4)，且在工作軸(1)徑向方向上所述動葉片丁晴膠密封圈(5)位于動葉片聚四氟乙烯密封圈(4)的內(nèi)側(cè)，動葉片聚四氟乙烯密封圈(4)與缸筒(3)接觸；

凹槽三和凹槽四中嵌有靜葉片丁晴膠密封圈和靜葉片聚四氟乙烯密封圈，且在工作軸(1)徑向方向上所述靜葉片丁晴膠密封圈位于靜葉片聚四氟乙烯密封圈的內(nèi)側(cè)，所述靜葉片聚四氟乙烯密封圈與工作軸(1)接觸。

進一步的，鍥形內(nèi)密封件(6)采用聚四氟乙烯，鍥形外密封件(7)采用含銅粉的聚四氟乙烯。

進一步的，所述滾動軸承(8)遠離缸筒(3)的一端安裝有擋圈(9)。

進一步的，所述缸筒(3)與軸承端蓋(2)之間的夾縫中設(shè)置有O形圈二(11)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用O型圈和聚四氟乙烯進行組合設(shè)計，采用類似格萊圈的密封原理進行外泄露密封，密封強度根據(jù)腔體內(nèi)部油壓變化而變化，既保證了密封又延長聚四氟乙烯的使用壽命。組合式設(shè)計改進現(xiàn)有技術(shù)(專利號：CN105952707A)的內(nèi)泄露密封和外泄露密封，使液壓缸軸向尺寸縮小，液壓缸整體質(zhì)量減輕，從而更有利于機器人關(guān)節(jié)的設(shè)計，使得機器人整體質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明液壓擺動缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中S處的結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖3是鍥形外密封件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明液壓擺動缸整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是動葉片和工作軸整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1-工作軸、2-軸承端蓋、3-缸筒、4-動葉片聚四氟乙烯密封圈、5-動葉片丁晴膠密封圈、6-鍥形內(nèi)密封件、7-鍥形外密封件、8-滾動軸承、9-擋圈、10-O形圈一、11-O形圈二、12-凹痕、13-第一腔室、14-第二腔室、15-螺栓、16-工作軸軸肩。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。

如圖1至圖6所示，擺動式液壓缸內(nèi)外泄露組合密封設(shè)計，包括液壓擺動缸，液壓擺動缸包括工作軸1、軸承端蓋2、缸筒3、靜葉片、動葉片、鍥形內(nèi)密封件6和鍥形外密封件7。所述動葉片和靜葉片均有兩個，這樣在進油腔和出油腔壓強差不變，動葉片和靜葉片側(cè)面受力面積不變的情況下輸出轉(zhuǎn)矩增大為原來的2倍，擺動角度縮小到原來的1/2。動葉片位于工作軸1上，動葉片與工作軸1為一個整體。靜葉片上開設(shè)有螺栓孔，靜葉片通過螺栓固定在缸筒3內(nèi)。工作軸1套在缸筒3中，軸承端蓋2穿過工作軸1且通過螺栓安裝在缸筒3的兩側(cè)筒口，靜葉片和動葉片交叉設(shè)置。軸承端蓋2通過滾動軸承8與工作軸1連接，滾動軸承8遠離缸筒3的一端安裝有擋圈9，擋圈9的設(shè)置用于固定滾動軸承8相對于工作軸1的軸向位置。

動葉片遠離工作軸1的頂面上開設(shè)有沿工作軸1軸向延伸的凹槽一，且動葉片的兩個側(cè)面均開設(shè)有沿工作軸1徑向延伸的凹槽二，凹槽一連通凹槽二。靜葉片靠近工作軸1的頂面上開設(shè)有沿工作軸1軸向延伸的凹槽三，靜葉片的兩個側(cè)面均開設(shè)有沿工作軸1徑向延伸的凹槽四，凹槽三連通凹槽四。

動葉片丁晴膠密封圈5和動葉片聚四氟乙烯密封圈4嵌在動葉片的凹槽一和凹槽二中，且在工作軸1徑向方向上動葉片丁晴膠密封圈5位于動葉片聚四氟乙烯密封圈4的內(nèi)側(cè)，動葉片聚四氟乙烯密封圈4與缸筒3接觸。此處設(shè)計防止動葉片與缸筒3直接接觸，造成較大的摩擦阻力，聚四氟乙烯具有自潤滑作用，與缸筒3接觸摩擦較小，在動葉片與缸筒3產(chǎn)生相對運動的時候不會有較大阻力，又起到了使進油腔和出油腔隔離的作用。

靜葉片丁晴膠密封圈和靜葉片聚四氟乙烯密封圈嵌在靜葉片的凹槽三和凹槽四中，且在工作軸1徑向方向上靜葉片丁晴膠密封圈位于靜葉片聚四氟乙烯密封圈的內(nèi)側(cè)，靜葉片聚四氟乙烯密封圈與工作軸1接觸。此處設(shè)計防止靜葉片與工作軸1直接接觸，造成較大的摩擦阻力，聚四氟乙烯具有自潤滑作用，與工作軸1接觸摩擦較小，在靜葉片與工作軸1產(chǎn)生相對運動的時候不會有較大阻力，又起到了使進油腔和出油腔隔離的作用。

鍥形內(nèi)密封件6、鍥形外密封件7和O形圈一10組成軸承端蓋2與工作軸軸肩16交接處的密封機構(gòu)，鍥形內(nèi)密封件6和鍥形外密封件7設(shè)置在軸承端蓋2與工作軸軸肩16交接處，鍥形內(nèi)密封件6密封安裝在軸承端蓋2和工作軸軸肩16之間。鍥形外密封件7在遠離工作軸軸肩16的工作軸1軸向方向上與鍥形內(nèi)密封件6接觸，且鍥形外密封件7密封在工作軸1上。鍥形外密封件7與軸承端蓋2間設(shè)置有O形圈一10，鍥形外密封件7與鍥形內(nèi)密封件6接觸的面上開設(shè)有凹痕12。在O形圈一10的彈性壓力以及鍥形內(nèi)密封件6、鍥形外密封件7的結(jié)構(gòu)作用下，可防止由軸承端蓋2和工作軸軸肩16造成的內(nèi)泄露。如果軸承端蓋2和工作軸軸肩16之間有間隙，那么實際上進油腔和出油腔通過側(cè)面環(huán)形間隙就相通了，這樣就造成了內(nèi)泄漏。液壓油可能通過M和N兩處之間的間隙泄露出來，分別流到第一腔室13和第二腔室14，流到第一腔室13的液壓油存在壓強擠壓O形圈一10，O形圈一10產(chǎn)生形變從而擠壓鍥形外密封件7，使鍥形外密封件7有一個向工作軸1軸向方向和向工作軸1徑向方向的力，鍥形外密封件7產(chǎn)生的力推動鍥形內(nèi)密封件6，鍥形內(nèi)密封件6對工作軸1和軸承端蓋2的擠壓力更大，從而減小內(nèi)泄漏。凹痕12主要是為了實現(xiàn)第一腔室13和第二腔室14相通，保證第一腔室13和第二腔室14的油壓相同，防止第二腔室14泄露油壓較大，而第一腔室13泄露油壓相對于第二腔室14較小，這樣第一腔室13對O型圈產(chǎn)生的壓力變形不夠大，導(dǎo)致鍥形外密封件7對軸產(chǎn)生的壓強較小，從而使第一腔室13的油沿著工作軸1泄露出來。

鍥形內(nèi)密封件6采用聚四氟乙烯，鍥形外密封件7采用含銅粉的聚四氟乙烯，含銅粉的聚四氟乙烯剛度大于聚四氟乙烯，鍥形外密封件7不易變形。

缸筒3與軸承端蓋2之間的夾縫中設(shè)置有O形圈二11，通過O型圈的變形擠壓缸筒內(nèi)壁，形成靜摩擦，達到外泄露的靜密封作用。

工作軸1的一端安裝有角度編碼器，角度編碼器與工作軸1采用聯(lián)軸器相連，工作軸1的轉(zhuǎn)動帶動角度編碼器的軸轉(zhuǎn)動，使得角度編碼器輸出脈沖信號發(fā)送給控制板。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。