一种蓄能器辅助动力跳跃腿制造技术

一种蓄能器辅助动力跳跃腿，它涉及液压驱动的机器人技术领域。本发明专利技术解决了现有的液压驱动的关节腿存在实现大高度跳跃难、液压动力系统功率不足、跳跃能量利用效率低的问题。本发明专利技术的髋关节轴两端与大腿内侧板和大腿外侧板可转动连接，髋关节二力杆一端与髋关节轴侧壁可转动连接，小腿上部通过膝关节轴与大腿内侧板和大腿外侧板可转动连接，膝关节二力杆一端通过小腿二力杆轴与小腿上部可转动连接，小腿液压缸的活塞杆末端与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与膝关节二力杆另一端连接，大腿液压缸活塞杆末端与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与髋关节二力杆另一端连接。本发明专利技术用于满足液压驱动的关节腿实现大高度跳跃。

An accumulator assisted power jumping leg

【技术实现步骤摘要】
一种蓄能器辅助动力跳跃腿
本专利技术涉及液压驱动的机器人
，具体涉及一种蓄能器辅助动力跳跃腿。
技术介绍
现今，液压驱动的机器人具有更大的驱动力，尤其是在双足或多足机器人应用中，液压驱动凭借其更高的功率密度、爆发力和抗冲击性能得到广泛的应用，液压驱动的机器人负载能力也更强；多数液压驱动的机器人可以实现基本的行走运动和高度较低的跳跃，由于控制液压缸的伺服阀要求高频响和高精度，伺服阀的空载流量和带载流量较小，而实现高爆发式跳跃需要液压缸瞬间输出很高的力和速度，靠伺服阀的峰值流量很难实现，所以一种瞬间高爆发式的大流量高压力输出的跳跃腿是实现机器人大高度跳跃的必要条件。目前腿足机器人主要有两种驱动方式，一种是电驱动，机器人关节应用伺服电机驱动，具有结构简单，集成和控制容易，获得电力方便等优点，但电机的功率密度较低，爆发力小，要实现较大高度的跳跃很难；另一种是液压驱动，具有功率密度高，爆发力强，负载大和抗冲击性能好等优点，但要实现较大高度的跳跃，需要液压驱动单元瞬时输出大的驱动力和速度，传统的液压驱动方式需要大流量的伺服阀来控制液压缸和功率很大的液压油源来提供充足的液压动力，这将导致整个系统的功耗、体积较大，对体积重量要求较高的腿足机器人实用性不强。传统的液压驱动的关节腿实现跳跃存在如下问题：其一，液压驱动机器人受到尺寸和重量的限制，控制液压缸的伺服阀一般是流量很小的微型伺服阀，很难同时达到腿跳跃所需的流量和瞬时的高压；其二，即便采用大流量的伺服阀控制液压缸，达到所需的高压和大流量，也需要很高的功率的液压油源，这将导致机载液压油源集成困难，整个系统的能耗增大。综上所述，现有的液压驱动的关节腿存在实现大高度跳跃难、液压动力系统功率不足、跳跃能量利用效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的液压驱动的关节腿存在实现大高度跳跃难、液压动力系统功率不足、跳跃能量利用效率低的问题，进而提供一种蓄能器辅助动力跳跃腿。本专利技术的技术方案是：一种蓄能器辅助动力跳跃腿，它包括小腿橡胶足1、小腿二力杆轴2、膝关节轴3、小腿膝关节活塞杆组件4、油压传感器5、大腿髋关节活塞杆组件7、蓄能器式液压缸联件8、大腿内侧板9、大腿导油管10、小腿液压缸后盖11、髋关节轴12、髋关节二力杆14、大腿外侧板15、充气活门17、大腿液压缸后盖22、膝关节二力杆23、小腿24、膝关节导向单元和髋关节导向单元，髋关节轴12水平设置，大腿内侧板9和大腿外侧板15分别位于髋关节轴12两侧，髋关节轴12的两端与大腿内侧板9和大腿外侧板15可转动连接，髋关节二力杆14的一端与髋关节轴12的侧壁可转动连接，小腿24位于大腿内侧板9和大腿外侧板15之间，小腿24的上部通过膝关节轴3与大腿内侧板9和大腿外侧板15可转动连接，膝关节二力杆23的一端通过小腿二力杆轴2与小腿24的上部可转动连接，蓄能器式液压缸联件8位于大腿内侧板9和大腿外侧板15之间，蓄能器式液压缸联件8的上部两侧分别设有大腿导油管10和充气活门17，所述大腿导油管10包括大腿主进油导油管和大腿主回油导油管，大腿主进油导油管和大腿主回油导油管的一端分别与蓄能器式液压缸联件8的内部连通，大腿主进油导油管和大腿主回油导油管的另一端分别穿过大腿内侧板9，所述充气活门17的一端与蓄能器式液压缸联件8的内部连通，所述充气活门17的另一端穿过大腿外侧板15，蓄能器式液压缸联件8的下部设有油压传感器5；蓄能器式液压缸联件8包括大腿液压缸25-3和小腿液压缸25-5，小腿液压缸25-5竖直向下设置，小腿液压缸25-5的末端设有小腿液压缸后盖11，小腿液压缸25-5与膝关节二力杆23之间设有膝关节导向单元，所述膝关节导向单元的导轨安装在小腿液压缸25-5的侧壁上，小腿液压缸25-5的活塞杆末端通过小腿膝关节活塞杆组件4与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与膝关节二力杆23的另一端连接；大腿液压缸25-3竖直向上设置，大腿液压缸25-3的末端设有大腿液压缸后盖22，大腿液压缸25-3与髋关节二力杆14之间设有髋关节导向单元，所述髋关节导向单元的导轨安装在大腿液压缸25-3的侧壁上，大腿液压缸25-3的活塞杆末端通过大腿髋关节活塞杆组件7与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与髋关节二力杆14的另一端连接。进一步地，所述跳跃腿还包括液压系统和管路系统，液压系统包括第一伺服阀25-2、第二伺服阀25-4、电磁开关阀25-6、高压蓄能器25-7和单向阀25-8；管路系统包括第一油路26-1、第二油路26-2、第三油路26-3、第四油路26-4、第五油路26-5、第六油路26-6、第七油路26-7、第八油路26-8、第九油路26-9、第十油路26-10、第十一油路26-11、第十二油路26-12、第十三油路26-13、第十四油路26-14和第十五气路26-15；第一油路26-1的一端为液压管路进油口25-1，第一油路26-1的一端与大腿导油管10的大腿主进油导油管的另一端连通，第一伺服阀25-2的P口通过第二油路26-2与第一油路26-1的另一端连通；第四油路26-4的一端为液压管路回油口25-9，第四油路26-4的一端与大腿导油管10的大腿主回油导油管的另一端连通，第一伺服阀25-2的T口通过第三油路26-3与第四油路26-4的另一端连通；第一伺服阀25-2的A口通过第五油路26-5与大腿液压缸25-3的有杆腔连通；第一伺服阀25-2的B口通过第六油路26-6与大腿液压缸25-3的无杆腔连通；第二伺服阀25-4的P口通过第七油路26-7与第一油路26-1的另一端连通；第二伺服阀25-4的T口通过第八油路26-8与第四油路26-4的另一端连通；第二伺服阀25-4的A口通过第九油路26-9与小腿液压缸25-5的有杆腔连通；第二伺服阀25-4的B口通过第十油路26-10与小腿液压缸25-5的无杆腔连通；单向阀25-8通过第十一油路26-11与第一油路26-1的另一端连通；单向阀25-8通过第十二油路26-12与高压蓄能器25-7的油腔连通；电磁开关阀25-6通过第十三油路26-13与高压蓄能器25-7的油腔连通；电磁开关阀25-6通过第十四油路26-14与小腿液压缸25-5的无杆腔连通；高压蓄能器25-7的气腔通过第十五气路26-15与充气活门17连通。进一步地，高压蓄能器25-7为充气活塞式蓄能器，所述高压蓄能器25-7与大腿液压缸25-3和小腿液压缸25-5一体化设计。进一步地，大腿液压缸25-3、小腿液压缸25-5和高压蓄能器25-7通过3D打印技术一体化成形。进一步地，电磁开关阀25-6为常闭式插装开关阀。进一步地，单向阀25-8为机械式单向阀。进一步地，所述跳跃腿还包括位移传感器70L组件20，位移传感器70L组件20设置在膝关节导向单元上。进一步地，所述跳跃腿还包括位移传感器80L组件21,位移传感器80L组件21设置在髋关节导向单元上。进一步地，所述跳跃腿还包括两个深沟球轴承13，髋关节轴12两端套有两个深沟球轴承13，大腿内侧板9和大腿外侧板15分别通过一个深沟球轴承13与髋关节轴12可转动连接。进一步地，所述跳跃腿还包括小腿橡胶足1，小腿24的下部设有小腿橡胶足1。本专利技术与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄能器辅助动力跳跃腿，其特征在于：它包括小腿二力杆轴(2)、膝关节轴(3)、小腿膝关节活塞杆组件(4)、油压传感器(5)、大腿髋关节活塞杆组件(7)、蓄能器式液压缸联件(8)、大腿内侧板(9)、大腿导油管(10)、小腿液压缸后盖(11)、髋关节轴(12)、髋关节二力杆(14)、大腿外侧板(15)、充气活门(17)、大腿液压缸后盖(22)、膝关节二力杆(23)、小腿(24)、膝关节导向单元和髋关节导向单元，髋关节轴(12)水平设置，大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)分别位于髋关节轴(12)两侧，髋关节轴(12)的两端与大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)可转动连接，髋关节二力杆(14)的一端与髋关节轴(12)的侧壁可转动连接，小腿(24)位于大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)之间，小腿(24)的上部通过膝关节轴(3)与大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)可转动连接，膝关节二力杆(23)的一端通过小腿二力杆轴(2)与小腿(24)的上部可转动连接，蓄能器式液压缸联件(8)位于大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)之间，蓄能器式液压缸联件(8)的上部两侧分别设有大腿导油管(10)和充气活门(17)，所述大腿导油管(10)包括大腿主进油导油管和大腿主回油导油管，大腿主进油导油管和大腿主回油导油管的一端分别与蓄能器式液压缸联件(8)的内部连通，大腿主进油导油管和大腿主回油导油管的另一端分别穿过大腿内侧板(9)，所述充气活门(17)的一端与蓄能器式液压缸联件(8)的内部连通，所述充气活门(17)的另一端穿过大腿外侧板(15)，蓄能器式液压缸联件(8)的下部设有油压传感器(5)；蓄能器式液压缸联件(8)包括大腿液压缸(25‑3)和小腿液压缸(25‑5)，小腿液压缸(25‑5)竖直向下设置，小腿液压缸(25‑5)的末端设有小腿液压缸后盖(11)，小腿液压缸(25‑5)与膝关节二力杆(23)之间设有膝关节导向单元，所述膝关节导向单元的导轨安装在小腿液压缸(25‑5)的侧壁上，小腿液压缸(25‑5)的活塞杆末端通过小腿膝关节活塞杆组件(4)与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与膝关节二力杆(23)的另一端连接；大腿液压缸(25‑3)竖直向上设置，大腿液压缸(25‑3)的末端设有大腿液压缸后盖(22)，大腿液压缸(25‑3)与髋关节二力杆(14)之间设有髋关节导向单元，所述髋关节导向单元的导轨安装在大腿液压缸(25‑3)的侧壁上，大腿液压缸(25‑3)的活塞杆末端通过大腿髋关节活塞杆组件(7)与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与髋关节二力杆(14)的另一端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种蓄能器辅助动力跳跃腿，其特征在于：它包括小腿二力杆轴(2)、膝关节轴(3)、小腿膝关节活塞杆组件(4)、油压传感器(5)、大腿髋关节活塞杆组件(7)、蓄能器式液压缸联件(8)、大腿内侧板(9)、大腿导油管(10)、小腿液压缸后盖(11)、髋关节轴(12)、髋关节二力杆(14)、大腿外侧板(15)、充气活门(17)、大腿液压缸后盖(22)、膝关节二力杆(23)、小腿(24)、膝关节导向单元和髋关节导向单元，髋关节轴(12)水平设置，大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)分别位于髋关节轴(12)两侧，髋关节轴(12)的两端与大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)可转动连接，髋关节二力杆(14)的一端与髋关节轴(12)的侧壁可转动连接，小腿(24)位于大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)之间，小腿(24)的上部通过膝关节轴(3)与大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)可转动连接，膝关节二力杆(23)的一端通过小腿二力杆轴(2)与小腿(24)的上部可转动连接，蓄能器式液压缸联件(8)位于大腿内侧板(9)和大腿外侧板(15)之间，蓄能器式液压缸联件(8)的上部两侧分别设有大腿导油管(10)和充气活门(17)，所述大腿导油管(10)包括大腿主进油导油管和大腿主回油导油管，大腿主进油导油管和大腿主回油导油管的一端分别与蓄能器式液压缸联件(8)的内部连通，大腿主进油导油管和大腿主回油导油管的另一端分别穿过大腿内侧板(9)，所述充气活门(17)的一端与蓄能器式液压缸联件(8)的内部连通，所述充气活门(17)的另一端穿过大腿外侧板(15)，蓄能器式液压缸联件(8)的下部设有油压传感器(5)；蓄能器式液压缸联件(8)包括大腿液压缸(25-3)和小腿液压缸(25-5)，小腿液压缸(25-5)竖直向下设置，小腿液压缸(25-5)的末端设有小腿液压缸后盖(11)，小腿液压缸(25-5)与膝关节二力杆(23)之间设有膝关节导向单元，所述膝关节导向单元的导轨安装在小腿液压缸(25-5)的侧壁上，小腿液压缸(25-5)的活塞杆末端通过小腿膝关节活塞杆组件(4)与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与膝关节二力杆(23)的另一端连接；大腿液压缸(25-3)竖直向上设置，大腿液压缸(25-3)的末端设有大腿液压缸后盖(22)，大腿液压缸(25-3)与髋关节二力杆(14)之间设有髋关节导向单元，所述髋关节导向单元的导轨安装在大腿液压缸(25-3)的侧壁上，大腿液压缸(25-3)的活塞杆末端通过大腿髋关节活塞杆组件(7)与导轨上的滑块连接件连接，导轨上的滑块连接件与髋关节二力杆(14)的另一端连接。2.根据权利要求1所述的一种蓄能器辅助动力跳跃腿，其特征在于：所述跳跃腿还包括液压系统和管路系统，液压系统包括第一伺服阀(25-2)、第二伺服阀(25-4)、电磁开关阀(25-6)、高压蓄能器(25-7)和单向阀(25-8)；管路系统包括第一油路(26-1)、第二油路(26-2)、第三油路(26-3)、第四油路(26-4)、第五油路(26-5)、第六油路(26-6)、第七油路(26-7)、第八油路(26-8)、第九油路(26-9)、第十油路(26-10)、第十一油路(26-11)、第十二油路(26-12)、第十三油路...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宜利，李旭，封海波，张松源，周海涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23