一种用于仿生手的液压驱动方法和装置与流程

1.本发明涉及仿生手技术领域， 特别涉及一种仿生手的驱动方法和装置。


背景技术：

2.随着科技发展，具有仿生外形的机械手愈加常见，其中多用于人形机器人或者用于残疾人的肌电假手。但目前常见驱动方案多是将电动机等传动机构集中在手掌或手指内，由于手掌空间十分有限，极大的限制了传动件的尺寸，不但动力难以提升，由于尺寸限制，零件也会比较薄弱。所以一般多见于只需要做动作演示的展示用人形机器人上，或见于肌电假手，不但配件成本高，握力也很难达到天然手的水平。在品类众多的仿生手驱动方案中，使用直线执行器控制拉绳或机械连杆的方案尤为普遍。而直线执行器一般为内置微型减速电机驱动滑块来完成直线运动，所能达到的推拉力极其有限，所以一般只能利用直线执行器的自锁特性在手指受阻停止运动后不会因为反向推力而松开手指，造价昂贵也很难像天然手一样使用大的力量抓握物品，因此在使用上受到了极大的限制。


技术实现要素：

3.本发明目的在于克服上述至少部分现有技术缺点，设计一种用于仿生手的液压驱动方法和装置，主要特征体现于：将手掌的动力装置分离一部分出来，使手掌内释放足够空间放置更高强度零配件，获得更高的性能和增加使用寿命。
4.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：将手掌的动力源分离出来放置在手臂或其它拥有足够空间的位置，所述动力源可包括活塞式液压泵或循环式液压泵等一切可以实现液力传输的液压动力装置，所述液压动力装置包括一个或多个，其主要功能为利用液体并通过液压管的连接形式控制液压缸的动作，以输送液体的方式为液压缸提供动力，并以液力推动或真空负压抽拉的方式驱动活塞杆控制手指动作。
5.为实现上述功能，本发明包括一种仿生手液压驱动装置，所述仿生手液压驱动装置包括：液压缸壳体组件1、至少一组活塞杆组件2、至少一组液压管组件3。
6.所述液压缸壳体组件1包括缸体11、耐磨缸盖12。
7.所述活塞杆组件2包括活塞杆主体21、紧固螺丝22、唇型密封圈23、耐磨环24、o型密封圈25。
8.所述液压管组件3包括液压管接头31、液压空心螺丝32、密封垫33、密封垫34。
9.作为本发明的一种实施方式，所述耐磨缸盖12如图1和图2所示安装于缸体11前端。
10.作为本发明的一种实施方式，所述紧固螺丝22、唇型密封圈23、耐磨环24、o型密封如图2和图3所示分别安装在活塞杆主体21上，并与活塞杆主体21如图1和图2所示一同安装于液压缸壳体1中。
11.作为本发明的一种实施方式，所述液压空心螺丝32如图4所示分别穿过密封垫33、
液压管接头31、密封垫34并如图1和图2所示安装于液压缸壳体组件1上。
12.本发明的特点在于通过将动力装置一部分组件从手掌分离出来，从而在手掌获得更多的空间，本发明中提供的液压装置便是其中的一种体现形式。由于仿生手一般只有在产生抓握动作时才会需要输出最大力量，而在手指产生张开动作时只需要微弱的力量便可完成。所以本发明中一个活塞杆只采用一路液压管通道，只有在需要手指产生抓握动作的驱动方向使用液力推进，而在需要手指产生张开动作的驱动方向采用真空负压的方式将活塞杆抽回。根据以上目的，仿生手通过液压缸既可以产生很大的抓握力，又可以的减少活塞杆轴向的占用空间和液压管连接数量。
附图说明
13.图1为本发明一实施例中液压缸整体外观示意图。
14.图2为为本发明一实施例中液压缸的结构示意图。
15.图3为本发明一实施例中活塞杆组件的结构示意图。
16.图4为本发明一实施例中液压管的结构示意图。
17.图5为本发明液压缸壳体组件的结构示意图。
18.图6为本发明液压缸安装于机械连杆仿生手的安装位置示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过一种具体实例来说明本发明的具体实施方式。
20.该部分仅作为本发明可组合形式的其中一种个例进行说明，本发明并不局限于实施例中描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
21.说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。
22.本发明揭示了一种仿生手的液压驱动方法和液压驱动装置，所述仿生手液压驱动装置包括：液压缸壳体1、活塞杆组件2、液压管组件3。
23.所述液压管组件3在本实施例中如图1和图2所示设计安装于液压缸后端，在需要活塞杆组件2推出时以液力推动的形式控制动作，在需要活塞杆组件2抽回时以真空负压抽拉的形式控制动作，以上两种控制方式仅限于仿生手在需要产生抓握动作时对应活塞杆动作方向为推出时，此时由于液压动作产生于后端，所以液压缸前端并不需要设计气密结构，仅使用耐磨缸盖12实现为活塞杆21提供导向的功能。
24.所述活塞杆组件2在本实例中包含活塞杆主体21、紧固螺丝22、唇型密封圈23、耐磨环24、o型密封圈25，并以图2和图3所示的组合方式安装。如图3中所示唇型密封圈23安装耐磨环24后端并通过紧固螺丝22固定于活塞杆主体21上，o型圈25安装于活塞杆21的对应的凹槽中。其中唇型密封圈23主要承受后端液力推动的力，o型圈25主要承受活塞杆21需要收回时真空负压的力。
25.如果仿生手在需要产生抓握动作时对应活塞杆动作方向为抽回时，则需要更改液压缸相关设计，使之在活塞杆动作方向为抽回时可使用液力推动的方式驱动。
26.在本发明的一种使用场景中，液压缸需通过液压管连接包括活塞式液压泵或循环式液压泵等一切可以实现液力传输的液压动力装置，其主要功能为利用液体并通过液压管
的连接形式控制液压缸的动作，以输送液体的方式为液压缸提供动力，并以液力推动或真空负压抽拉的方式驱动活塞杆，以控制活塞杆的伸缩距离从而控制手指动作。
27.在本发明的一种使用场景中，本发明中所提及的液压缸装置可安装于如图6所示位置，如图6所示活塞杆分别连接食指、中指、无名指、尾指的连杆机构，从而分别控制4根手指的动作。但需要明白的是这只是其中一种应用方式，需根据实际需求更改结构设计。
28.以上所述实施例的各项技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
29.这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。


技术特征：
1.一种仿生手液压驱动方法，将手掌的动力源分离出来放置在其它拥有足够空间安装的位置，所述动力源包括活塞式液压泵或循环式液压泵等一切可以实现液力传输的液压动力装置，所述液压动力装置包括一个或多个，其主要功能为利用液体并通过液压管的连接形式控制液压缸的动作，以输送液体的方式为液压缸提供动力。2.根据权利要求1所述的仿生手液压驱动方法，其特征在于：采用液力推动或真空负压抽拉的方式驱动活塞杆，并通过与液压缸连接的液压泵装置动作来分别控制对应的活塞杆伸出距离，从而控制对应仿生手的手指动作。3.根据权利要求2所述的液压缸，其特征在于：所述液压缸包括液压缸壳体组件、活塞杆组件、液压管组件。4.根据权利要求3所述的液压缸壳体组件，其特征在于：所述液压缸壳体组件包括缸体、耐磨缸盖，耐磨缸盖通过若干螺丝固定于缸体上。5.根据权利要求3所述的活塞杆组件，其特征在于：所述活塞杆组件包括活塞杆主体、紧固螺丝、唇型密封圈、耐磨环、o型密封圈，所述耐磨环、唇型密封圈安装于活塞杆主体尾部，并通过所述紧固螺丝固定于活塞杆主体上。6.所述o型密封圈安装于活塞杆主体上对应的凹槽内。7.根据权利要求3所述的液压管组件，其特征在于：所述液压管组件包括空心螺丝、密封垫、液压管，所述密封垫分别置于液压管接头上下，并通过空心螺丝穿过其孔安装于液压缸上。

技术总结
本发明涉及一种用于仿生手的液压驱动方法和驱动装置，主要特征体现于：将手掌的动力元件分离一部分出来，使手掌内有足够空间放置更高强度零配件，获得更高的性能和增加使用寿命。所述驱动装置液压缸壳体组件、活塞杆组件、液压管组件。液压管组件。


技术研发人员：李兴龙
受保护的技术使用者：李兴龙
技术研发日：2021.01.06
技术公布日：2022/7/9