The invention discloses an exoskeleton device driven by electro-hydraulic mixing, which combines motor drive with hydraulic drive, replaces the original drive system with hydraulic-electric mixing drive, and uses electro-hydraulic mechanical cylinder and hydraulic mechanical cylinder as secondary regulating elements to drive linear load. The invention has the advantages of simple structure, simple operation, energy saving, high efficiency, high power density, etc., and has the function of energy recovery.
【技术实现步骤摘要】
一种电液混合驱动的外骨骼装置
本专利技术属于动力驱动
,具体涉及一种电液混合驱动的外骨骼装置。
技术介绍
由于人类社会的发展,人们为了提升自身的能力、改善自身的缺陷(例如老人行动不便,腿疾患者等),开始研制可穿戴机器人。下肢外骨骼是可穿戴机器人中一种,主要提高人体下肢机能,为人体下肢行走提供助力,提高人体承载能力。随着医疗、军事、科技的发展,下肢外骨骼技术应用广泛,己经成为研究的热点技术。而如何给外骨骼提供一个稳定,安全的动力成为了目前一个重要的难题。而目前主要的关于外骨骼驱动装置有:伯克利分校研制的下肢助力外骨骼BLLX,以及LockheedMartin公司研制的HULC外骨骼装置,它们都是采用液压驱动的。日本筑波大学研制的HAL以及合肥智能所研制的下肢外骨骼均是采用电机驱动。如专利授权公告号为“CN105030487B”,名称为“一种气动人工肌肉驱动的仿生柔性穿戴式下肢外骨骼服”,该专利提出:在每个助力关节处以气动人工肌肉作为驱动元件,通过向气动人工肌肉充气,增大内部气压使其缩短,模拟肌肉收缩在人体下肢的相应部位产生助力,但存在对使用者关节部位施加驱动力不足,穿戴后行走不灵活等问题。又如“CN104083236A”,名称为“一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置”。该专利是以电机为动力通过机械结构产生助力,存在安全性和驱动力不足等问题。目前,外骨骼的驱动装置主要有液压驱动、电机驱动和气压驱动三种主要驱动方式。液压驱动主要缺点是工作介质液体容易泄露,污染环境,液压元件价格昂贵,液体可压缩,效率低等;电机驱动的缺点有易受外界负载影响,电机、减速器体积和重量大, ...
【技术保护点】
1.一种电液混合驱动的外骨骼装置,包括载荷板(27)、腰带(28)、左腿(40)、右腿(39)、左腿髋关节驱动器(34)、左腿膝关节驱动器(36)、右腿髋关节驱动器(29)、右腿膝关节驱动器(31)和第I液压驱动回路(41),左腿和右腿结构相同,均包括大腿(30)、小腿(32)、脚(33)、髋曲关节(35)、膝关节(37)和踝关节(38),载荷板、腰带与大腿之间通过髋曲关节相连,大腿与小腿之间通过膝关节相连;所述的左腿髋关节驱动器、左腿膝关节驱动器、右腿髋关节驱动器、右腿膝关节驱动器是液压机械缸(11),其中,液压机械缸包括第Ⅱ变量液压泵/马达(16)、第Ⅱ传动箱(17)和第Ⅱ机械缸(18);第Ⅱ变量液压泵/马达和第Ⅱ传动箱的输入端同轴连接,第Ⅱ传动箱的输出端和第Ⅱ机械缸的输入端同轴连接;第Ⅱ变量液压泵/马达通过第Ⅱ传动箱连接至第Ⅱ机械缸;所述的第I液压驱动回路包括:动力源(1),主液压泵(2),第I过滤器(3),油箱(4),第I溢流阀(5),第I单向阀(6),第II溢流阀(7),第I蓄能器(8),压力传感器(9),高压管路(19),低压管路(20),第II单向阀(21),第III单向 ...
【技术特征摘要】
1.一种电液混合驱动的外骨骼装置,包括载荷板(27)、腰带(28)、左腿(40)、右腿(39)、左腿髋关节驱动器(34)、左腿膝关节驱动器(36)、右腿髋关节驱动器(29)、右腿膝关节驱动器(31)和第I液压驱动回路(41),左腿和右腿结构相同,均包括大腿(30)、小腿(32)、脚(33)、髋曲关节(35)、膝关节(37)和踝关节(38),载荷板、腰带与大腿之间通过髋曲关节相连,大腿与小腿之间通过膝关节相连;所述的左腿髋关节驱动器、左腿膝关节驱动器、右腿髋关节驱动器、右腿膝关节驱动器是液压机械缸(11),其中,液压机械缸包括第Ⅱ变量液压泵/马达(16)、第Ⅱ传动箱(17)和第Ⅱ机械缸(18);第Ⅱ变量液压泵/马达和第Ⅱ传动箱的输入端同轴连接,第Ⅱ传动箱的输出端和第Ⅱ机械缸的输入端同轴连接;第Ⅱ变量液压泵/马达通过第Ⅱ传动箱连接至第Ⅱ机械缸;所述的第I液压驱动回路包括:动力源(1),主液压泵(2),第I过滤器(3),油箱(4),第I溢流阀(5),第I单向阀(6),第II溢流阀(7),第I蓄能器(8),压力传感器(9),高压管路(19),低压管路(20),第II单向阀(21),第III单向阀(22),第II过滤器(23),第II蓄能器(24),第III溢流阀(25),压力切换阀(26);所述动力源与主液压泵机械联接,主液压泵的吸油口通过第I过滤器与油箱连通,主液压泵的出油口P同时与第I单向阀的进油口和第I溢流阀的进油口连通,第I溢流阀的出油口与油箱连通;第I单向阀的出油口同时与压力切换阀的第I工作油口C、压力传感器和高压管路连通。压力切换阀的第II工作油口D与第I蓄能器的出油口、第II溢流阀的进油口连通,压力切换阀的第III工作油口E与第II蓄能器的出油口、第III溢流阀的进油口连通,第II溢流阀、第III溢流阀的出油口分别与油箱连通;左腿髋关节驱动器、左腿膝关节驱动器、右腿髋关节驱动器、右腿膝关节驱动器的第I工作口B与高压管路连通,左腿髋关节驱动器、左腿膝关节驱动器、右腿髋关节驱动器、右腿膝关节驱动器的第II工作口T2与低压管路连通,低压管路与第II单向阀的进油口和第III单向阀的出油口连通,第II单向阀的出油口与油箱连通,第III单向阀通过第II过滤器与油箱连通。2.一种电液混合驱动的外骨骼装置,包括载荷板、腰带、左腿、右腿、左腿髋关节驱动器、左腿膝关节驱动器、右腿髋关节驱动器、右腿膝关节驱动器和第II液压驱动回路,左腿和右腿结构相同,均包括大腿、小腿、脚、髋曲关节、膝关节和踝关节,载荷板、腰带与大腿之间通过髋曲关节相连,大腿与小腿之间通过膝关节相连;所述的左腿髋关节驱动器、...
【专利技术属性】
技术研发人员:权龙,葛磊,刘彪,张旭飞,王波,李泽鹏,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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