[發(fā)明專利]一種液壓驅(qū)動(dòng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710546073.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107234636A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛廣徽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 葛廣徽
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11617
• 代理人: 郭曉迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，特別指一種靈活多變的、可應(yīng)用在多種仿生驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的液壓驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的剛性液壓裝置，一般通過(guò)油缸加壓進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)。此類驅(qū)動(dòng)裝置多有厚重的金屬外殼，使得重量大，不適合使用在小型機(jī)器人上。

另有一種氣壓工業(yè)機(jī)器人抓手，其使用氣壓結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)。

如，授權(quán)公告號(hào)為CN 104227721 B的專利文件公開(kāi)了一種仿生軟體機(jī)器人的可變剛度模塊，其可變剛度模塊包括彈性基體、通氣管、中心驅(qū)動(dòng)腔和側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述彈性基體的截面呈圓形，所述彈性基體的中部設(shè)有中心驅(qū)動(dòng)腔，在所述中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述中心驅(qū)動(dòng)腔和側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的兩端均封閉，所述中心驅(qū)動(dòng)腔、側(cè)驅(qū)動(dòng)腔均與通氣管連通；在所述中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝中心約束件，在所述側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝側(cè)約束件。本發(fā)明在抓持運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有效實(shí)現(xiàn)剛度獨(dú)立可變和動(dòng)態(tài)可控。

然而，由于采用氣壓方式驅(qū)動(dòng)，其氣壓控制裝置較大，不能應(yīng)用在小型化的仿生魚尾、觸手、人型機(jī)器人指關(guān)節(jié)等部位。并且，其使用的氣壓裝置只有“充氣、放氣”兩個(gè)檔位，不能實(shí)現(xiàn)多檔位、多角度、多種力道，如真實(shí)魚尾、觸手一般靈活自有擺動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種液壓驅(qū)動(dòng)裝置，其通過(guò)液壓系統(tǒng)改變囊腔內(nèi)液體量，并靠外界壓強(qiáng)改變囊腔形狀從而完成搖擺等動(dòng)作，可有效解決現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)法應(yīng)用在仿生魚類、軟體海洋動(dòng)物或機(jī)器人的靈活仿生驅(qū)動(dòng)，以及類人型機(jī)器人手指抓握力道的控制問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種液壓驅(qū)動(dòng)裝置，包括一個(gè)或多個(gè)囊狀彎曲結(jié)構(gòu)及液壓驅(qū)動(dòng)泵，所述囊狀彎曲結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)液囊及與液囊連通的液道，其中所述液囊縱截面與液道連通的囊口端長(zhǎng)度大于其封閉端長(zhǎng)度，所述液道一端連接液壓驅(qū)動(dòng)泵，用于充入或抽出液體，另一端密閉。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述液囊縱截面呈鱗片柱狀、梯形狀或半橢圓狀中的一種或其他滿足液囊縱截面囊口端長(zhǎng)度大于封閉端長(zhǎng)度的形狀。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述囊狀彎曲結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)，其液道底部合二為一形成中間隔。

進(jìn)一步的，所述中間隔一側(cè)的囊狀彎曲結(jié)構(gòu)內(nèi)通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)泵充入或抽出液體，其另一側(cè)的囊狀彎曲結(jié)構(gòu)內(nèi)不充入液體。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述液道為一體貫通式或分體聯(lián)通式結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述液道或中間隔上開(kāi)設(shè)有孔，所述孔的面積為該側(cè)囊狀彎曲結(jié)構(gòu)液囊的囊口面積的0％～95％。

進(jìn)一步的，所述孔在液道或中間隔上規(guī)則或非規(guī)則的開(kāi)設(shè)有多個(gè)。

進(jìn)一步的，所述孔內(nèi)安裝有硬質(zhì)骨骼結(jié)構(gòu)，所述硬質(zhì)骨骼結(jié)構(gòu)包括活動(dòng)關(guān)節(jié)及制動(dòng)裝置，所述制動(dòng)裝置用于控制活動(dòng)關(guān)節(jié)在旋轉(zhuǎn)至所需角度時(shí)停止動(dòng)作，制動(dòng)裝置為類剎車片結(jié)構(gòu)，或者活動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)可設(shè)置角度檢測(cè)裝置，與制動(dòng)裝置配合使用，當(dāng)檢測(cè)到活動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)至所需角度時(shí)，其傳輸信號(hào)至制動(dòng)裝置使活動(dòng)關(guān)節(jié)停止動(dòng)作。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述液壓驅(qū)動(dòng)泵為沖程可調(diào)曲軸式泵或電磁感應(yīng)式泵或連桿式傳動(dòng)泵，

當(dāng)采用沖程可調(diào)曲軸式泵時(shí)，其通過(guò)電機(jī)或手動(dòng)控制飛輪或曲軸驅(qū)動(dòng)活塞桿上下往復(fù)動(dòng)作進(jìn)而控制液壓室內(nèi)液體量，進(jìn)而控制液囊內(nèi)液體的量，使囊狀彎曲結(jié)構(gòu)彎曲；

當(dāng)采用電磁感應(yīng)式泵時(shí)，其在液壓室(U形，但不限于此形狀)一側(cè)管內(nèi)設(shè)置活塞桿，在活塞桿外加電感線圈，當(dāng)給電感線圈加壓時(shí)，活塞桿在電磁感應(yīng)作用下上下往復(fù)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制液壓室內(nèi)液體量，進(jìn)而控制液囊內(nèi)液體的量，使囊狀彎曲結(jié)構(gòu)彎曲；

當(dāng)采用連桿式傳動(dòng)泵時(shí)，原理一致，操作可采用簡(jiǎn)易手動(dòng)式。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述囊狀彎曲結(jié)構(gòu)采用硅膠柔性材料制成。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果有：

其一，相對(duì)于金屬液壓驅(qū)動(dòng)裝置，本裝置降低了整體結(jié)構(gòu)重量，便于應(yīng)用在小型機(jī)器人上；

其二，相對(duì)于氣壓機(jī)械抓手，本裝置體積更小，在便于應(yīng)用在小型機(jī)器人上的同時(shí)，應(yīng)用本裝置的產(chǎn)品不僅運(yùn)動(dòng)形態(tài)多檔位可調(diào)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣，還可以根據(jù)需要靈活準(zhǔn)確的仿生多種生物的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，在電控形變材料還不成熟的今天，是模擬仿生運(yùn)動(dòng)的最佳解決方案。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，

附圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的囊狀彎曲結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的囊狀彎曲結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的囊狀彎曲結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；