本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置，包括支架、集成液壓執(zhí)行器、夾頭和套索，集成液壓執(zhí)行器包括二級電液伺服閥和集成缸體，集成缸體的下部設(shè)有相互平行布置的活塞腔，集成缸體的頂端開有與活塞腔相通的通孔，集成缸體頂端的通孔中設(shè)有密封前端蓋；活塞腔的底部設(shè)有密封后端蓋；每個活塞腔內(nèi)設(shè)有一個液壓執(zhí)行單元，每個液壓執(zhí)行單元對應一個二級電液伺服閥、一個夾頭和一個套索，每個液壓執(zhí)行單元包括活塞桿、密封件、防塵圈、活塞桿組合密封件；夾頭與活塞桿底端連接，套索固定連接在夾頭上。該液壓套索驅(qū)動裝置既解決了液壓驅(qū)動外骨骼系統(tǒng)復雜油路的布置問題，又克服了外骨骼各關(guān)節(jié)慣性力比較大的問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及液壓套索驅(qū)動裝置，具體來說，涉及一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置。
技術(shù)介紹
外骨骼是ー種并聯(lián)于使用者身體外側(cè)的ー種用于助力、助行或者輔助康復治療的機械系統(tǒng)。外骨骼可作為ー種遠距離負重行走者的助力器械，可以廣泛應用在軍事上。作為單兵裝備系統(tǒng)，可以降低士兵自身的能量消耗，提高作戰(zhàn)機動性，增強士兵的耐カ。同樣，外骨骼可以應用于災后救援，緊急營救人員也可以借助下肢助力外骨骼背負重物穿越遍布瓦礫、碎片和崎嶇不平的路面等輪式車輛無法達到的地方。在民用方面，家具搬運エ、建筑工人、倉庫保管員等也可借助外骨骼機器人輕松、安全地搬運重物。另外，外骨骼還可以應用在醫(yī)療康復等方面。外骨骼經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國內(nèi)外針對不同的功能需求相繼研制出不同的下肢助力外骨骼機器人。一些困擾外骨骼技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題還沒有取得突破性進展，非常重要的一方面是外骨骼的驅(qū)動能源技術(shù)，驅(qū)動器既要體積小、重量輕，又必須具有較大的驅(qū)動扭矩，同時還要有良好的散熱性能。研究實現(xiàn)緊湊、大功率輸出的驅(qū)動技術(shù)是外骨骼技術(shù)的難點問題。現(xiàn)有的外骨骼按照驅(qū)動方式大體可分為欠驅(qū)動、電機驅(qū)動以及液壓驅(qū)動。電機驅(qū)動方式確實在控制上容易實現(xiàn)，控制精度高，但是最大的缺點是輸出扭矩小，驅(qū)動カ有限。液壓驅(qū)動的輸出功率比較大，具有緩沖的作用，而且可以存儲一定的能量。但是必須很好的解決以下問題:減小液壓驅(qū)動系統(tǒng)體積、提高液壓驅(qū)動系統(tǒng)執(zhí)行效率、采用良好的控制算法提高控制精度。人體的肌腱是肌腹兩端的索狀或膜狀致密結(jié)締組織，便于肌肉附著和固定。是由于肌腱的牽引作用才能使肌肉的收縮帶動不同骨的運動。
技術(shù)實現(xiàn)思路
技術(shù)問題:本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置，該液壓套索驅(qū)動裝置既解決了液壓驅(qū)動外骨骼系統(tǒng)復雜油路的布置問題，又克服了外骨骼各關(guān)節(jié)慣性力比較大的問題。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是:一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置包括支架、集成液壓執(zhí)行器、夾頭和套索，集成液壓執(zhí)行器固定連接在支架上，集成液壓執(zhí)行器包括ニ級電液伺服閥和集成缸體，集成缸體上部設(shè)有帶有進油ロ的進油道和帶有出油ロ的出油道，每個ニ級電液伺服閥的進油ロ與集成缸體的進油道相連通，每個ニ級電液伺服閥的出油ロ與集成缸體的出油道相連通；集成缸體的下部設(shè)有相互平行布置的活塞腔，集成缸體的頂端開有與活塞腔相通的通孔，集成缸體頂端的通孔中設(shè)有密封前端蓋；活塞腔的底部設(shè)有密封后端蓋，密封后端蓋的外壁上套裝有擋環(huán)和O型圈組合密封件，擋環(huán)和O型圈組合密封件嵌至在密封后端蓋和集成缸體的內(nèi)壁之間；每個活塞腔內(nèi)設(shè)有ー個液壓執(zhí)行單元，每個液壓執(zhí)行單元對應ー個ニ級電液伺服閥、一個夾頭和ー個套索，每個液壓執(zhí)行単元包括活塞桿、密封件、防塵圈、活塞桿組合密封件，活塞桿位于活塞腔中，活塞桿組合密封件套裝在活塞桿的上部，活塞桿組合密封件嵌至在活塞桿和活塞腔內(nèi)壁之間，防塵圈套裝在活塞桿的下部，防塵圈嵌至在密封后端蓋和活塞桿之間；活塞桿的底端穿出密封后端蓋；ニ級電液伺服閥位于液壓執(zhí)行單元的上方，且每個ニ級電液伺服閥的第一控制端口和第二控制端ロ分別與該ニ級電液伺服閥對應的活塞腔的腔體連通；夾頭與活塞桿底端連接，套索固定連接在夾頭上。進ー步，所述的夾頭包括錐形接頭、旋緊螺母和緊釘接頭，錐形接頭的上部設(shè)有上空腔，錐形接頭上部壁面設(shè)有通孔，錐形接頭的中部設(shè)有凹槽，該凹槽與上空腔連通，錐形接頭中部的外壁面設(shè)有外螺紋，錐形接頭的下部設(shè)有呈倒錐臺的錐形體，該錐形體由錐片組成，錐片之間有空隙；錐形接頭的上部與活塞桿的底端通過螺拴固定連接；旋緊螺母的上部設(shè)有定位孔，該定位孔的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，定位孔的內(nèi)螺紋與錐形接頭中部的外螺紋相配合，旋緊螺母的下部設(shè)有呈倒錐臺的限位孔，該限位孔可套裝在錐形接頭下部的錐形體的外側(cè)；緊釘接頭呈帶有通孔的柱體，該緊釘接頭位于錐形接頭中部的凹槽中。進ー步,所述的套索包括套管和繩索,套管套裝在繩索上,且繩索的一端穿過錐形接頭下部的錐形體，固定在緊釘接頭上，套管固定連接在支架上。進ー步，所述 的集成缸體中設(shè)有六個活塞腔。進ー步，所述的每個液壓執(zhí)行單元還包括第一抗磨環(huán)和第二抗磨環(huán)，該第一抗磨環(huán)套裝在活塞桿的上部，且位于活塞桿組合密封件的下方，第二抗磨環(huán)套裝在活塞桿的下部，第二抗磨環(huán)位于密封前端蓋和活塞桿之間。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果:1)減小了各個關(guān)節(jié)的慣性力，便于實現(xiàn)對運動關(guān)節(jié)的精確控制。傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動方式是直接把液壓執(zhí)行裝置安裝于關(guān)節(jié)處。本專利技術(shù)把液壓執(zhí)行裝置集成為ー個整體，置于外骨骼的背部，通過液壓缸產(chǎn)生的拉力，拉動繩索，從而驅(qū)動外骨骼的各個關(guān)節(jié)。本專利技術(shù)把液壓缸從關(guān)節(jié)處移到了外骨骼后背，從而減輕了關(guān)節(jié)處的重量，也即減小了各個關(guān)節(jié)慣性力，便于實現(xiàn)對運動關(guān)節(jié)的精確控制。(2)簡化了液壓油路管道。傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動方式把液壓缸置于關(guān)節(jié)處，必然使油管布置于整個外骨骼。本專利技術(shù)的液壓套索驅(qū)動裝置把液壓缸置于了后背處，由于集成度高，縮短了液壓油路管道，也減小了油壓損耗。(3)傳遞路徑靈活、尺寸小。由于套索本身細長、柔軟的特性，使得傳遞路徑非常靈活。進而使得本專利技術(shù)具有傳遞路徑靈活、尺寸小、機構(gòu)簡潔輕巧等優(yōu)點。附圖說明圖1是本專利技術(shù)和外骨骼的裝配示意圖。圖2是本專利技術(shù)中集成液壓執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的A-A向剖視圖。圖4是本專利技術(shù)中夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本專利技術(shù)中夾頭和繩索的連接示意圖。圖中有:支架1、集成液壓執(zhí)行器2、夾頭3、套索4、活塞桿201、密封前端蓋202、集成缸體203、密封后端蓋204、擋環(huán)和0型圈組合密封件205、密封件206、防塵圈207、第一抗磨環(huán)208、活塞桿組合密封件209、活塞腔210、ニ級電液伺服閥211、第二抗磨環(huán)212、錐形接頭301、旋緊螺母302、緊釘接頭303、繩索401。具體實施方式 下面結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進行詳細的說明。如圖1至圖5所示，本專利技術(shù)的一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置，包括支架1、集成液壓執(zhí)行器2、夾頭3和套索4。集成液壓執(zhí)行器2固定連接在支架I上。集成液壓執(zhí)行器2包括ニ級電液伺服閥211和集成缸體203。集成缸體203上部設(shè)有帶有進油ロ的進油道和帶有出油ロ的出油道。每個ニ級電液伺服閥211的進油ロ與集成缸體203的進油道相連通，每個ニ級電液伺服閥211的出油ロ與集成缸體203的出油道相連通。集成缸體203的下部設(shè)有相互平行布置的活塞腔210。集成缸體203的頂端開有與活塞腔210相通的通孔。集成缸體203頂端的通孔中設(shè)有密封前端蓋202?；钊?10的底部設(shè)有密封后端蓋204。密封后端蓋204的外壁上套裝有擋環(huán)和0型圈組合密封件205。擋環(huán)和0型圈組合密封件205嵌至在密封后端蓋204和集成缸體203的內(nèi)壁之間。每個活塞腔210內(nèi)設(shè)有一個液壓執(zhí)行單元。每個液壓執(zhí)行単元對應ー個ニ級電液伺服閥211、一個夾頭3和ー個套索4。每個液壓執(zhí)行單元包括活塞桿201、密封件206、防塵圈207、活塞桿組合密封件209?；钊麠U201位于活塞腔210中，活塞桿組合密封件209套裝在活塞桿201的上部。活塞桿組合密封件209嵌至在活塞桿201和活塞腔210內(nèi)壁之間。防塵圈207套裝在活塞桿201的下部，防塵圈207嵌至在本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置，其特征在于，該驅(qū)動裝置包括支架（1）、集成液壓執(zhí)行器（2）、夾頭（3）和套索（4），集成液壓執(zhí)行器（2）固定連接在支架（1）上，集成液壓執(zhí)行器（2）包括二級電液伺服閥（211）和集成缸體（203），集成缸體（203）上部設(shè)有帶有進油口的進油道和帶有出油口的出油道，每個二級電液伺服閥（211）的進油口與集成缸體（203）的進油道相連通，每個二級電液伺服閥（211）的出油口與集成缸體（203）的出油道相連通；集成缸體（203）的下部設(shè)有相互平行布置的活塞腔（210），集成缸體（203）的頂端開有與活塞腔（210）相通的通孔，集成缸體（203）頂端的通孔中設(shè)有密封前端蓋（202）；活塞腔（210）的底部設(shè)有密封后端蓋（204），密封后端蓋（204）的外壁上套裝有擋環(huán)和O型圈組合密封件（205），擋環(huán)和O型圈組合密封件（205）嵌至在密封后端蓋（204）和集成缸體（203）的內(nèi)壁之間；每個活塞腔（210）內(nèi)設(shè)有一個液壓執(zhí)行單元，每個液壓執(zhí)行單元對應一個二級電液伺服閥（211）、一個夾頭（3）和一個套索（4），每個液壓執(zhí)行單元包括活塞桿（201）、密封件（206）、防塵圈（207）、活塞桿組合密封件（209），活塞桿（201）位于活塞腔（210）中，活塞桿組合密封件（209）套裝在活塞桿（201）的上部，活塞桿組合密封件（209）嵌至在活塞桿（201）和活塞腔（210）內(nèi)壁之間，防塵圈（207）套裝在活塞桿（201）的下部，防塵圈（207）嵌至在密封后端蓋（204）和活塞桿（201）之間；活塞桿（201）的底端穿出密封后端蓋（204）；二級電液伺服閥（211）位于液壓執(zhí)行單元的上方，且每個二級電液伺服閥（211）的第一控制端口和第二控制端口分別與該二級電液伺服閥（211）對應的活塞腔（210）的腔體連通；夾頭（3）與活塞桿（201）底端連接，套索（4）固定連接在夾頭（3）上。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于助力外骨骼的液壓套索驅(qū)動裝置，其特征在于，該驅(qū)動裝置包括支架(I)、集成液壓執(zhí)行器(2)、夾頭(3)和套索(4)， 集成液壓執(zhí)行器(2 )固定連接在支架(I)上，集成液壓執(zhí)行器(2 )包括二級電液伺服閥(211)和集成缸體(203 )，集成缸體(203 )上部設(shè)有帶有進油口的進油道和帶有出油口的出油道，每個二級電液伺服閥(211)的進油口與集成缸體(203)的進油道相連通，每個二級電液伺服閥(211)的出油口與集成缸體(203)的出油道相連通； 集成缸體(203)的下部設(shè)有相互平行布置的活塞腔(210)，集成缸體(203)的頂端開有與活塞腔(210)相通的通孔，集成缸體(203)頂端的通孔中設(shè)有密封前端蓋(202);活塞腔(210)的底部設(shè)有密封后端蓋(204)，密封后端蓋(204)的外壁上套裝有擋環(huán)和O型圈組合密封件(205 )，擋環(huán)和O型圈組合密封件(205 )嵌至在密封后端蓋(204)和集成缸體(203 )的內(nèi)壁之間； 每個活塞腔(210)內(nèi)設(shè)有一個液壓執(zhí)行單元，每個液壓執(zhí)行單元對應一個二級電液伺服閥(211)、一個夾頭(3)和一個套索(4)，每個液壓執(zhí)行單元包括活塞桿(201)、密封件(206)、防塵圈(207)、活塞桿組合密封件(209)，活塞桿(201)位于活塞腔(210)中，活塞桿組合密封件(209)套裝在活塞桿(201)的上部，活塞桿組合密封件(209)嵌至在活塞桿(201)和活塞腔(210 )內(nèi)壁之間，防塵圈(207 )套裝在活塞桿(201)的下部，防塵圈(207 )嵌至在密封后端蓋(204)和活塞桿(201)之間；活塞桿(201)的底端穿出密封后端蓋(204)；二級電液伺服閥(211)位于液壓執(zhí)行單元的上方，且每個二級電液伺服閥(211)的第一控制端口和第二控制端口分別與該二級電液伺服閥(211)對應的活塞腔(210)的腔體連通；...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王興松，路新亮，賈山，杜峰坡，
申請(專利權(quán))人：東南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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