[发明专利]一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼

权利要求书

1.一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，主要由机械结构和液压系统组成，其特征在于：

所述机械结构包括鞋底(1)、踝关节(2)、小腿(3)、膝关节(4)、大腿(6)、髋关节(7)、腰带(9)、载物支架(10)和控制系统；

所述鞋底(1)和小腿(3)通过踝关节(2)连接，小腿(3)和大腿(6)通过膝关节(4)连接，大腿(6)和腰带(9)通过髋关节(7)连接，载物支架(10)固定在腰带(9)上，液压系统和控制系统固定于载物支架(10)上；

所述液压系统包括液压基站模块(101)、由四条液压驱动支路并联组成的关节驱动模块(301)、根据人体步态信息选择工作模式的能量回收模块(201)；

所述液压驱动支路分别对应为左髋关节液压驱动支路、右髋关节液压驱动支路，左膝关节液压驱动支路、右膝关节液压驱动支路，四个液压驱动支路结构相同；所述左髋关节液压驱动支路包括一号电磁伺服比例阀(3011)、一号左压力传感器(3021)、一号右压力传感器(3022)、左髋关节液压缸(3031)及一号液压缸位移传感器(3041)；所述左膝关节液压驱动支路包括二号电磁伺服比例阀(3012)、二号左压力传感器(3023)、二号右压力传感器(3024)、左膝关节液压缸(3032)及二号液压缸位移传感器(3042)；所述右膝关节液压驱动支路包括三号电磁伺服比例阀(3013)、三号左压力传感器(3025)、三号右压力传感器(3026)、右膝关节液压缸(3033)及三号液压缸位移传感器(3043)；所述右髋关节液压驱动支路包括四号电磁伺服比例阀(3014)、四号左压力传感器(3027)、四号右压力传感器(3028)、右髋关节液压缸(3034)及四号液压缸位移传感器(3044)。

2.根据权利要求1所述的一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，其特征在于：所述踝关节(2)为被动驱动模块，由脚底法兰(11)和脚底连接器(12)组成。

3.根据权利要求1所述的一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，其特征在于：所述小腿(3)由一号小腿结构(13)和二号小腿(14)结构组成，小腿(3)长度可调。

4.根据权利要求1所述的一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，其特征在于：所述膝关节(4)包括一号连杆(16)和二号连杆(17)，所述的一号连杆(16)和二号连杆(17)与小腿(3)、对应的左膝关节液压缸(3032)或右膝关节液压缸(3033)、大腿(6)构成五连杆机构，使膝关节(4)的运动中心可移动。

5.根据权利要求1所述的一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，其特征在于：所述髋关节(7)由三个连杆组成，髋关节(7)与对应的左髋关节液压缸(3031)或右髋关节液压缸(3034)构成四连杆机构，使髋关节(7)运动中心可移动，所述各髋关节(7)处的液压缸均嵌入大腿(6)，构成大腿(6)一部分。

6.根据权利要求1所述的一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，其特征在于：所述液压基站模块(101)包括油箱、伺服电机(103)、补油泵(105)、动力元件变量泵(106)、调压回路、出油过滤器(1072)、回油过滤器(1071)、温度计(108)以及液位计(109)，所述伺服电机(103)驱动动力元件变量泵(106)将油箱中油液经出油过滤器(1072)输出到油路，所述调压回路将压力油液输出给关节驱动模块(301)。

7.根据权利要求1所述的一种连杆关节一体化液压驱动外骨骼，其特征在于：所述能量回收模块(201)包括一号蓄能器(2051)、与一号蓄能器(2051)连接的一号压力表(2041)、与一号蓄能器(2051)连接的一号液控换向阀(2031)、与一号蓄能器(2051)连接的一号电磁换向阀(2011)、二号蓄能器(2052)、与二号蓄能器(2052)连接的二号压力表(2042)、与二号蓄能器(2052)连接的二号液控换向阀(2032)、与二号蓄能器(2051)连接的二号电磁换向阀(2012)，所述一号电磁换向阀(2011)和二号电磁换向阀(2012)接入关节驱动模块(301)中的各关节液压缸回路中。