一种多自由度液压人工肌肉工作台制造技术

本发明专利技术公开一种多自由度液压人工肌肉工作台，包括工作台、底座、液压人工肌肉单元、T型滑块以及球铰链连接模块，工作台通过球铰链以及圆柱副与底座连接，多个液压人工肌肉单元的上端通过球铰链与T型滑块连接，下端通过球铰链与底座连接，T型滑块与工作台的底面滑动连接。该工作台内部嵌有弹簧的液压人工肌肉比同等大小的液压缸质量轻，顺应性强，输出力大，能够主动回弹。在保持自身结构简单、无需外加外壳密封的情况下能承受高水压、高温多沙尘等复杂环境输出较大力矩微调移动设备。

A multi DOF hydraulic artificial muscle table

The invention discloses a multi degree of freedom hydraulic artificial muscle worktable, which comprises a worktable, a base, a hydraulic artificial muscle unit, a T-shaped slide block and a ball hinge connecting module. The worktable is connected with a base through a ball hinge and a cylinder pair, the upper end of a plurality of hydraulic artificial muscle units is connected with a T-shaped slide block through a ball hinge, the lower end is connected with a base through a ball hinge, and the T-shaped slide block is connected with a work Sliding connection at the bottom of the table. Compared with the same size hydraulic cylinder, the hydraulic artificial muscle embedded with spring in the table has the advantages of light weight, strong compliance, large output force and active rebound. It can bear high water pressure, high temperature, dust and other complex environment, and output large torque to fine tune the mobile equipment without external shell sealing.

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度液压人工肌肉工作台
本专利技术涉及复杂环境下高强度作业的机械装备
，特别是涉及一种多自由度液压人工肌肉工作台。
技术介绍
现代人类探索的脚步不断向前，向着未知领域进发，新环境对设备要求越来越苛刻。例如在水下考古用到一些重型的设备固定船体破旧的外壳、需要使用旁侧声呐等设备进行定点测量、水下机械臂的底座位置调整、水下钢板焊接、水下定点图像采集、视频监控等，其在水下移动时会受到较大的水阻力，不利于蛙人在水下未移动设备；沙漠植树改造也是近几年来的社会热点，白天高温多风沙，晚上低温寒冷，重型照明大灯需要搭载在平台上对四周进行扫描，普通电机根本不适应沙漠环境。因此需要一种密封性能好、能承受高水压、输出大力矩的工作台能搭载各种重型设备在深海、沙漠等极端环境下运动。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多自由度液压人工肌肉工作台，以解决上述现有技术存在的问题，适用于极端环境、不受高温、高压、多尘、多沙、辐射、冲击的影响，具有较大输出力矩，同时本身结构非常简洁、易装配、易拆卸。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种多自由度液压人工肌肉工作台，包括工作台、底座、液压人工肌肉单元、T型滑块以及球铰链连接模块，所述工作台通过球铰链以及圆柱副与所述底座连接，多个所述液压人工肌肉单元的上端通过球铰链与所述T型滑块连接，下端通过球铰链与所述底座连接，所述T型滑块与所述工作台的底面滑动连接。进一步地，所述圆柱副包括从上至下依次连接的圆柱副转子和圆柱副定子，所述圆柱副转子的末端套接于所述圆柱副定子的内侧壁上，且顶端通过球铰链与所述工作台连接的所述圆柱副转子可相对于所述圆柱副定子上下移动。进一步地，所述工作台的底面开设有外滑槽和内滑槽，两条滑槽为同心不同直径的滑槽，所述T型滑块滑动安装于所述外滑槽和内滑槽中。进一步地，所述底座上焊接有4个下方球铰链，其中两个所述下方球铰链均布安装在所述底座的外围，另外两个所述下方球铰链均布安装在所述底座的内侧，外围两个下方球铰链之间的连线垂直于内侧两个球铰链之间的连线；每个所述下方球铰链上均与两个所述液压人工肌肉单元的底端相铰接。进一步地，与所述底座外围布置的下方球铰链相铰接的所述液压人工肌肉单元，其顶端的所述T型滑块滑动安装于所述外滑槽内；与所述底座内侧布置的下方球铰链相铰接的所述液压人工肌肉单元，其顶端的所述T型滑块滑动安装于所述内滑槽中。进一步地，所述T型滑块的顶部左右两侧都设置有上下两个伸缩键，所述T型滑块内部开设有与左右两侧伸缩键连通的进油道。进一步地，所述液压人工肌肉单元包括橡胶管、弹簧和外围编织物，所述外围编织物包裹着所述橡胶管，所述弹簧安装在所述橡胶管的内部；所述橡胶管的一端与油路接头相接，另一端与末端接头相接，两端的接头处均采用卡箍密封，所述弹簧的两端分别与所述油路接头和末端接头相抵接；所述油路接头与所述进油道通过油管连接。进一步地，所述外围编织物的编织角度为42度，采用芳纶纤维编制。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术中的多自由度液压人工肌肉工作台，结构简单、液压控制回路，输出力/力矩较大；密封性能好、可抵抗高水压、防风沙、耐高温；使用液压人工肌肉的相互配合，使得工作台具有四个自由度。该工作台内部嵌有弹簧的液压人工肌肉比同等大小的液压缸质量轻，顺应性强，输出力大，能够主动回弹。在保持自身结构简单、无需外加外壳密封的情况下能承受高水压、高温多沙尘等复杂环境输出较大力矩微调移动设备。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术整体结构正视图；图2为本专利技术整体结构右视图；图3为本专利技术整体结构斜视图；图4为本专利技术整体结构俯视图；图5为本专利技术工作台下方内外滑槽位置图；图6为本专利技术工作台与底座安装关系剖面图；图7为图1所示的液压人工肌肉组成示意图；图8为图5所示的T型滑块与伸缩键示意图；图9(a)为全部液压人工肌肉单元在常压情况下与T型滑块内的伸缩键起始状态图；图9(b)为其中一根液压人工肌肉单元在加压情况下与T型滑块内的伸缩键响应图；其中，1工作台；2底座；3圆柱副转子；4圆柱副定子；5上球铰链；6油管；7液压人工肌肉单元；8下方球铰链；9外滑槽；10内滑槽；11球铰链；12上通油口；13末端接头；14卡箍；15外围编织物；16弹簧；17橡胶管；18通油道；19进油口；20伸缩键；21T型滑块；22进油道。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种多自由度液压人工肌肉工作台，以解决上述现有技术存在的问题，适用于极端环境、不受高温、高压、多尘、多沙、辐射、冲击的影响，具有较大输出力矩，同时本身结构非常简洁、易装配、易拆卸。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1-9所示，本专利技术提供一种应用在复杂环境下多自由度的液压人工肌肉工作台，主要包含工作台1，其下方有内外两条滑槽，分别为外滑槽9和内滑槽10。工作台1与底座2之间连接主要靠一个球铰链11和一个圆柱副，球铰链11安装在圆柱副与工作台之间。工作台1的侧向翻转和水平旋转主要依靠球铰链11完成，工作台1上下平移主要依靠圆柱副转子3和圆柱副定子4的配合完成；底座2在作业时相对环境中的“地”固定，与圆柱副定子4相焊接，也与4个下方球铰链8相焊接，如图3所示两个下方球铰链8安装在底座2外围，而有两个下方球铰链8则安装在底座2的内侧。如图7所示，本专利技术用到的液压人工肌肉单元7，其外围编织物15的编织角度在42度左右，采用芳纶纤维编制，抗拉能力十分强悍；内部包含一根肖氏硬度为60A到80A左右的氯丁橡胶管17，该橡胶管17硬度不能过高，否则液压输出的能量会有很大一部分消耗在克服其弹性变形做功上，其硬度也不能过软，否则韧性不足以抵抗强大的拉力；橡胶管17内部还包含了一根弹簧16，弹簧16在液压人工肌肉7加压收缩时受到挤压，从而储存回弹的能量，因为液压人工肌肉7在加压时由于其外围编织物15编织角度的特性能够产生巨大的收缩力，但是其回弹能力较弱。该编织角度下的液压人工肌肉7的拉伸变形量非常小，但是其收缩率能达到30％。如图7-9所示，液压人工肌肉7作为工作台的动力元件，其有不可伸长性，只有收缩性，所以在两两液压人工肌肉7相互配合时必须通过可分离的T型滑块21实现工作台1的转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度液压人工肌肉工作台，其特征在于：包括工作台、底座、液压人工肌肉单元、T型滑块以及球铰链连接模块，所述工作台通过球铰链以及圆柱副与所述底座连接，多个所述液压人工肌肉单元的上端通过球铰链与所述T型滑块连接，下端通过球铰链与所述底座连接，所述T型滑块与所述工作台的底面滑动连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多自由度液压人工肌肉工作台，其特征在于：包括工作台、底座、液压人工肌肉单元、T型滑块以及球铰链连接模块，所述工作台通过球铰链以及圆柱副与所述底座连接，多个所述液压人工肌肉单元的上端通过球铰链与所述T型滑块连接，下端通过球铰链与所述底座连接，所述T型滑块与所述工作台的底面滑动连接。


2.根据权利要求1所述的多自由度液压人工肌肉工作台，其特征在于：所述圆柱副包括从上至下依次连接的圆柱副转子和圆柱副定子，所述圆柱副转子的末端套接于所述圆柱副定子的内侧壁上，且顶端通过球铰链与所述工作台连接的所述圆柱副转子可相对于所述圆柱副定子上下移动。


3.根据权利要求1所述的多自由度液压人工肌肉工作台，其特征在于：所述工作台的底面开设有外滑槽和内滑槽，两条滑槽为同心不同直径的滑槽，所述T型滑块滑动安装于所述外滑槽和内滑槽中。


4.根据权利要求3所述的多自由度液压人工肌肉工作台，其特征在于：所述底座上焊接有4个下方球铰链，其中两个所述下方球铰链均布安装在所述底座的外围，另外两个所述下方球铰链均布安装在所述底座的内侧，外围两个下方球铰链之间的连线垂直于内侧两个球铰链之间的连线；每个所述下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永健，杨扬，邵文韫，钟宋义，蒲华燕，彭艳，罗均，谢少荣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31