[发明专利]一种液压驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及驱动结构，特别指一种灵活多变的、可应用在多种仿生驱动结构中的液压驱动装置。

背景技术

传统的刚性液压装置，一般通过油缸加压进行机械传动。此类驱动装置多有厚重的金属外壳，使得重量大，不适合使用在小型机器人上。

另有一种气压工业机器人抓手，其使用气压结构驱动装置实现摆动。

如，授权公告号为CN 104227721 B的专利文件公开了一种仿生软体机器人的可变刚度模块，其可变刚度模块包括弹性基体、通气管、中心驱动腔和侧驱动腔，所述弹性基体的截面呈圆形，所述弹性基体的中部设有中心驱动腔，在所述中心驱动腔外的弹性基体的一圈上等圆弧间隔地设有至少三个侧驱动腔，所述中心驱动腔和侧驱动腔的两端均封闭，所述中心驱动腔、侧驱动腔均与通气管连通；在所述中心驱动腔的内壁和外壁安装中心约束件，在所述侧驱动腔的内壁和外壁安装侧约束件。本发明在抓持运动过程中有效实现刚度独立可变和动态可控。

然而，由于采用气压方式驱动，其气压控制装置较大，不能应用在小型化的仿生鱼尾、触手、人型机器人指关节等部位。并且，其使用的气压装置只有“充气、放气”两个档位，不能实现多档位、多角度、多种力道，如真实鱼尾、触手一般灵活自有摆动。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种液压驱动装置，其通过液压系统改变囊腔内液体量，并靠外界压强改变囊腔形状从而完成摇摆等动作，可有效解决现有驱动装置无法应用在仿生鱼类、软体海洋动物或机器人的灵活仿生驱动，以及类人型机器人手指抓握力道的控制问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种液压驱动装置，包括一个或多个囊状弯曲结构及液压驱动泵，所述囊状弯曲结构包括一个或多个液囊及与液囊连通的液道，其中所述液囊纵截面与液道连通的囊口端长度大于其封闭端长度，所述液道一端连接液压驱动泵，用于充入或抽出液体，另一端密闭。

作为上述技术方案的改进，所述液囊纵截面呈鳞片柱状、梯形状或半椭圆状中的一种或其他满足液囊纵截面囊口端长度大于封闭端长度的形状。

作为上述技术方案的改进，所述囊状弯曲结构对称设置有两个，其液道底部合二为一形成中间隔。

进一步的，所述中间隔一侧的囊状弯曲结构内通过液压驱动泵充入或抽出液体，其另一侧的囊状弯曲结构内不充入液体。

作为上述技术方案的改进，所述液道为一体贯通式或分体联通式结构。

作为上述技术方案的改进，所述液道或中间隔上开设有孔，所述孔的面积为该侧囊状弯曲结构液囊的囊口面积的0％～95％。

进一步的，所述孔在液道或中间隔上规则或非规则的开设有多个。

进一步的，所述孔内安装有硬质骨骼结构，所述硬质骨骼结构包括活动关节及制动装置，所述制动装置用于控制活动关节在旋转至所需角度时停止动作，制动装置为类刹车片结构，或者活动关节内可设置角度检测装置，与制动装置配合使用，当检测到活动关节旋转至所需角度时，其传输信号至制动装置使活动关节停止动作。

作为上述技术方案的改进，所述液压驱动泵为冲程可调曲轴式泵或电磁感应式泵或连杆式传动泵，

当采用冲程可调曲轴式泵时，其通过电机或手动控制飞轮或曲轴驱动活塞杆上下往复动作进而控制液压室内液体量，进而控制液囊内液体的量，使囊状弯曲结构弯曲；

当采用电磁感应式泵时，其在液压室(U形，但不限于此形状)一侧管内设置活塞杆，在活塞杆外加电感线圈，当给电感线圈加压时，活塞杆在电磁感应作用下上下往复动作实现控制液压室内液体量，进而控制液囊内液体的量，使囊状弯曲结构弯曲；

当采用连杆式传动泵时，原理一致，操作可采用简易手动式。

作为上述技术方案的改进，所述囊状弯曲结构采用硅胶柔性材料制成。

本发明带来的有益效果有：

其一，相对于金属液压驱动装置，本装置降低了整体结构重量，便于应用在小型机器人上；

其二，相对于气压机械抓手，本装置体积更小，在便于应用在小型机器人上的同时，应用本装置的产品不仅运动形态多档位可调，结构设计多样，还可以根据需要灵活准确的仿生多种生物的运动姿态，在电控形变材料还不成熟的今天，是模拟仿生运动的最佳解决方案。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，

附图1是本发明实施例1的囊状弯曲结构结构示意图；

附图2是本发明实施例2的囊状弯曲结构结构示意图；

附图3是本发明实施例3的囊状弯曲结构结构示意图；