[发明专利]一种液压自伺服式变刚度摆动关节

说明书

本发明涉及关节活动领域，具体的是一种液压自伺服式变刚度摆动关节，包括碳纤维连接板，所述碳纤维连接板上固定有左缸筒组件，左缸筒组件包括底盘和缸体，缸体的侧端安装有伺服阀，伺服阀控制着进入缸体侧端设置的进油口的液压油的流量；所述缸体的中间位置安装有转轴，转轴的中心设置有角位移传感器，缸体的底端通过两个变刚度卷簧分别连接有左连接板、右连接板，左连接板、右连接板上分别安装有角位移传感器挡板和转轴挡板，左右连接板下方固定有大腿杆。本发明在使用时，在助力作用下能使得人体的大腿进行前屈和后伸运动，此关节能减轻人员自己的用力，由此可以增加人员的负载能力，提高使用者的体能和负重上限。

技术领域

本发明涉及关节活动领域，具体的是一种液压自伺服式变刚度摆动关节。

背景技术

目前，关节装置常用的驱动方法有液压驱动、电机驱动、气动驱动和SEA驱动(串联弹性驱动)。然而，负重外骨骼机器人的驱动模式还主要是液压驱动和电机驱动这两种。

电机驱动的电机技术相对成熟，结构比较简单，便于控制，但由于其动态平衡性不好，而且不能提供较大的负载，所以更适合民用和工用。然而，如果想要提供更多的功率，则可能需要选择更大尺寸的电动机，但这可能使系统更重，而且会影响系统的灵活性。

气动驱动目前主要有利用气动人工肌肉、气缸和气弹簧三种形式的驱动，这三种方式均可以在体积较小的情况下提供较大的力且环保无污染、成本低，缺点是无法够精确控制运动量。

SEA驱动的原理是采用液压驱动或者电机驱动后，再选择一个弹性装置进行串联，这样就可以使控制的精确度更高。这样的驱动方式具有很多优点，例如：阻抗较小、整体体积小、输出的能量高且稳定、缓冲特性良好等，能量放大特性是SEA驱动特有的特性。

基于以上背景技术，本发明提出一种液压自伺服式变刚度摆动关节。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种液压自伺服式变刚度摆动关节。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种液压自伺服式变刚度摆动关节，包括碳纤维连接板，所述碳纤维连接板上固定有左缸筒组件，左缸筒组件包括底盘和缸体，缸体的侧端安装有伺服阀，伺服阀控制着进入缸体侧端设置的进油口的液压油的流量；

所述缸体的中间位置安装有转轴，转轴的中心设置有角位移传感器，缸体的底端通过两个变刚度卷簧分别连接有左连接板、右连接板，左连接板、右连接板上分别安装有角位移传感器挡板和转轴挡板，左右连接板下方固定有大腿杆。

进一步地，所述缸体内的活塞杆上分别安装有防尘圈、活塞杆密封圈、活塞导向环，活塞杆的上方设置有O形密封圈。

进一步地，所述缸体具有镂空设计，大大减轻了装置的重量，减轻了穿戴者的负载。

进一步地，所述活塞杆采用的是封闭环形结构使得左右两侧的液压油产生的压力相对称，减少了非转动方向的偏转力，使得缸体内壁与活塞杆接触处的受力大大减小，提高了缸体内的密封性。

进一步地，所述活塞杆的转动角度被限制在110度至-30度，共计140度的转动范围，符合人体大腿的前后摆动角度。

本发明的有益效果：

本发明在使用时，在助力作用下能使得人体的大腿进行前屈和后伸运动，此关节能减轻人员自己的用力，由此可以增加人员的负载能力，提高使用者的体能和负重上限。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明整体结构侧面示意图；