[發(fā)明專利]一種液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度外骨骼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911037221.5
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110948469B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂鑫;劉昊;賈正偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京機(jī)械設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J17/00;B25J17/02
• 代理公司: 北京云科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11483
• 代理人: 張飆

本申請(qǐng)涉及一種液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度外骨骼，屬于智能裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括：肩背連接塊、肩軸、滾動(dòng)軸承、合頁(yè)、連桿一、連桿軸一、連桿二、角度傳感器、連桿軸二、連桿三、液壓缸、液壓缸軸一、液壓缸軸二、連桿軸三、連桿四、連桿軸四；肩背連接塊與肩軸連接；連桿一通過(guò)合頁(yè)連接于肩背連接塊；連桿二通過(guò)連桿軸一連接于連桿一，并相對(duì)于連桿軸一轉(zhuǎn)動(dòng)；角度傳感器緊固在連桿二上；連桿三通過(guò)連桿軸二連接于連桿二；液壓缸一端通過(guò)液壓缸軸一連接于連桿二上；液壓缸一端通過(guò)液壓缸軸二連接于連桿三上；連桿四通過(guò)連桿軸三連接于連桿三上，通過(guò)連桿軸四連接于連桿一上。解決了現(xiàn)有技術(shù)中重量大的問(wèn)題，達(dá)到了減重的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度外骨骼，屬于智能裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

上肢助力外骨骼是一種可穿戴的人機(jī)一體化智能助力裝置，廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)和人體康復(fù)訓(xùn)練領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外助力外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)主要采用電動(dòng)、液壓和氣壓三種。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式又可分為直驅(qū)和繩驅(qū)，電動(dòng)直驅(qū)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，精度高，但結(jié)構(gòu)龐大不美觀，結(jié)構(gòu)平衡性差；電動(dòng)繩驅(qū)運(yùn)動(dòng)柔順，但助力效果差；液壓驅(qū)動(dòng)的助力外骨骼機(jī)器人負(fù)重能力強(qiáng)，剛度大，但系統(tǒng)重量大，柔順能力差；氣壓驅(qū)動(dòng)的外骨骼機(jī)器人裝置輕巧，柔順能力強(qiáng)，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛度低，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度外骨骼，可以解決現(xiàn)有方案中液壓驅(qū)動(dòng)的外骨骼重量大的問(wèn)題。本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

第一方面，提供了一種液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度外骨骼，所述外骨骼包括：關(guān)節(jié)連接塊、關(guān)節(jié)軸、滾動(dòng)軸承、合頁(yè)、連桿一、連桿軸一、連桿二、角度傳感器、連桿軸二、連桿三、液壓缸、液壓缸軸一、液壓缸軸二、連桿軸三、連桿四、連桿軸四；

關(guān)節(jié)連接塊通過(guò)滾動(dòng)軸承與關(guān)節(jié)軸連接，通過(guò)關(guān)節(jié)軸與背部進(jìn)行連接；連桿一通過(guò)合頁(yè)連接于關(guān)節(jié)連接塊；連桿二通過(guò)連桿軸一連接于連桿一，并相對(duì)于連桿軸一轉(zhuǎn)動(dòng)；所述角度傳感器緊固在連桿二上；連桿三通過(guò)連桿軸二連接于連桿二；液壓缸的缸筒一端通過(guò)液壓缸軸一連接于連桿二上；液壓缸的缸桿一端通過(guò)液壓缸軸二連接于連桿三上；連桿四通過(guò)連桿軸三連接于連桿三上，通過(guò)連桿軸四連接于連桿一上。

可選的，所述外骨骼還包括傳感器座，傳感器座緊固在連桿二上；角度傳感器連接在傳感器座上。

可選的，所述傳感器座通過(guò)螺釘緊固在連桿二上。

可選的，所述角度傳感器通過(guò)卡槽和螺釘連接在傳感器座上。

可選的，所述關(guān)節(jié)連接塊為雙耳結(jié)構(gòu)；所述連桿二為雙耳結(jié)構(gòu)，有凹槽，所述連桿一、連桿三及連桿四在所述凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

可選的，所述角度傳感器為電位計(jì)、磁編碼器或絕對(duì)光電編碼器。

可選的，連桿一、連桿軸一、連桿二、連桿軸二、連桿三、連桿軸三、連桿四、連桿軸四整體構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)。

可選的，所述外骨骼為肩關(guān)節(jié)外骨骼、肘關(guān)節(jié)外骨骼、腕關(guān)節(jié)外骨骼、髖關(guān)節(jié)外骨骼、膝關(guān)節(jié)外骨骼或者踝關(guān)節(jié)外骨骼。

本申請(qǐng)的有益效果在于：

通過(guò)在上述所述的外骨骼中使用四連桿的三自由度設(shè)計(jì)，也即將四連桿與液壓驅(qū)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，變直動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)，在相同角度運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)可以選用尺寸更小的液壓缸，間接達(dá)到減重的目的。

上述說(shuō)明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明所述的液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度肩關(guān)節(jié)外骨骼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明所述的液壓驅(qū)動(dòng)四連桿的三自由度肩關(guān)節(jié)外骨骼的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式