[发明专利]一种外骨骼机器人液压驱动系统

说明书

本发明公开了一种外骨骼机器人液压驱动系统，包括：内模块、外模块、髋部液压缸和膝部液压缸，内模块包括电机、液压泵、油箱、联轴器和第一阀块，油箱位于第一阀块的底部，电机通过联轴器与液压泵连接，且电机固定在第一阀块内；外模块包括阀控电机、减速器、光电码盘组件、旋转式换向阀和第二阀块，阀控电机、减速器和旋转式换向阀依次连接，光电码盘组件套设在旋转式换向阀上，旋转式换向阀位于第二阀块上，液压泵固定在第一阀块上且嵌入第二阀块内，阀控电机与膝部液压缸连接，第二阀块连接髋部液压缸。本发明实现了人机步态耦合控制，达到人体和外骨骼协调一致。

技术领域

本发明涉及微型液压系统技术领域，更具体的说是涉及一种外骨骼机器人液压驱动系统，用于对外骨骼机器人中下肢髋关节、膝关节各个支路的液流进行压力、流量、流向控制，实现外骨骼机器人负重自由行走。

背景技术

外骨骼机器人是一种典型的外骨骼助力装置，可为穿戴者提供助力、支撑、保护等功能，融合了人体运动意图获取，多轴运动控制、机械仿生设计等机器人技术，是一种典型的人机一体化系统，可用于军事、运输、医疗康复等方面。

外骨骼机器人液压驱动系统是机、电、液、软件高度融合高科技产品，所涉及的领域不止是人工智能技术、机器人技术、生物医药工程、流体工程等技术，而是一个综合性产品，国外对于我们具有较高的技术壁垒。为了填补国内空白，液压驱动系统成功研发对于加快外骨骼机器人的研发步伐，早日应用到军事、医学等领域具有重大意义。

因此，如何提供一种外骨骼机器人液压驱动系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种外骨骼机器人液压驱动系统，液压元件微型化和系统高度集成，实现了人机步态耦合控制，达到人体和外骨骼协调一致。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种外骨骼机器人液压驱动系统，包括：内模块、外模块、髋部液压缸和膝部液压缸，所述内模块、所述髋部液压缸和所述膝部液压缸均与所述外模块连接；

所述内模块包括驱动电机、液压泵、油箱、联轴器和第一阀块，所述油箱位于所述第一阀块的底部，所述驱动电机通过所述联轴器与所述液压泵连接，且所述驱动电机固定在所述第一阀块内；

所述外模块包括阀控电机、减速器、光电码盘组件、旋转式换向阀和第二阀块，所述阀控电机、所述减速器和所述旋转式换向阀依次连接，所述光电码盘组件套设在所述旋转式换向阀上，所述旋转式换向阀位于所述第二阀块上，所述液压泵固定在所述第一阀块上且嵌入所述第二阀块内，所述第二阀块连接所述髋部液压缸。

进一步，所述外模块还包括第二压力传感器、液控单向阀和单向阀，所述第二压力传感器、所述液控单向阀和所述单向阀均安装在所述第二阀块的孔道内；

所述内模块还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在所述第一阀块相应的孔道内。

进一步，所述油箱包括集气室、排气阀、活塞和腔室，所述排气阀安装在所述集气室上，所述活塞位于所述集气室与所述腔室之间，所述腔室位于所述第一阀块的底部。

进一步，所述旋转式换向阀包括旋转式换向阀阀芯和旋转式换向阀阀体，所述旋转式换向阀阀芯嵌入所述旋转式换向阀阀体内，所述旋转式换向阀阀体固定在所述第二阀块上，所述减速器的输出轴嵌入所述旋转式换向阀阀芯的内孔中。

进一步，所述光电码盘组件包括光电码盘和光电码盘座，所述光电码盘位于所述光电码盘座的缝隙内，且所述光电码盘套设在所述旋转式换向阀阀芯上，所述光电码盘用于检测所述旋转式换向阀阀芯的位置，所述光电码盘座通过所述旋转式换向阀阀体固定在所述第二阀块上，所述光电码盘座用于将所述光电码盘接收的信号发送给电控系统。