CN104589365B - 基于人工肌肉的车载救灾装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人工肌肉的车载救灾装置，包括手腕和与手腕连接并成夹持状态设置的机械手指，每一机械手指均包括膨胀肌肉和至少两个依次铰接的指节，每一机械手指的指节内部均为中空结构，并通过柔性隔板分割成内腔和外腔，膨胀肌肉包括在指节外腔内延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指夹持的外膨胀肌肉和在指节内腔延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指复位的内膨胀肌肉；还包括通过切换流体通路分别为所述外膨胀肌肉和所述内膨胀肌肉内部供流体的供流体系统；具有较好的自适应性，并且能提供较大的夹持力，而且在夹持过程中受力均匀，避免了受灾的二次伤害发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化机械部件，特别涉及一种基于人工肌肉的车载救灾装置。
背景技术
地震、滑坡、泥石流等自然灾害极大地威胁到人民群众的生命财产安全，现有灾害救援设备应用较多的为工程机械，这些设备应用范围窄，效率低，安全性不高。而且，在抗震救灾过程中，现有的工程机械救灾设备在救灾过程中需要提供较大的抓取力，很容易对被救人、动物或其他财产造成二次伤害。
因此，需要对现有的车载救灾设备进行改进，使其结构简单，适用效果好，而且能提供较大的夹持力，并在夹持过程中受力均匀，避免受灾的二次伤害发生。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于人工肌肉的车载救灾装置，具有较好的自适应性，并且能提供较大的夹持力，而且在夹持过程中受力均匀，避免了受灾的二次伤害发生。
本发明的基于人工肌肉的车载救灾装置，包括手腕和与手腕连接并成夹持状态设置的机械手指，每一机械手指均包括膨胀肌肉和至少两个依次铰接的指节，每一机械手指的指节内部均为中空结构，并通过柔性隔板分割成内腔和外腔，膨胀肌肉包括在指节外腔内延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指夹持的外膨胀肌肉和在指节内腔延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指复位的内膨胀肌肉；
还包括通过切换流体通路分别为所述外膨胀肌肉和所述内膨胀肌肉内部供流体的供流体系统。
进一步，供流体系统包括储流体箱、动力泵、循环流体通路和三通路电磁阀，外膨胀肌肉和内膨胀肌肉均与循环流体通路连通并通过三通路电磁阀切换通路。
进一步，外膨胀肌肉和所述内膨胀肌肉与所述柔性隔板相邻一侧均与柔性隔板固定连接。
进一步，循环流体通路包括总流体管、流体分管I和与内膨胀肌肉连通的流体分管II，总流体管连通动力泵出流体端和三通路电磁阀，三通路电磁阀包括左流体通路、右流体通路和中流体通路，并通过控制三通路电磁阀的阀芯进行切换，流体分管I连通左流体通路和外膨胀肌肉，流体分管II连通右流体通路和内膨胀肌肉。
进一步，与流体分管I连通还设置有流体支管，流体支管上设置有用于设定工作压力的压力阀和用于在三通路电磁阀动作接通中流体通路时维持外膨胀肌肉内部压力的蓄能器。
进一步，储流体箱上设置有用于观察制动流体流量变化的流量计。
进一步，总流体管进油端设置有过滤器。
进一步，流体分管I和流体分管II至少部分管段为蛇形弯管。
进一步，动力泵由机动车动力部分驱动。
本发明的有益效果：本发明的基于人工肌肉的车载救灾装置，通过成夹持状态设置的机械手指，并且机械手指的指背侧设置外膨胀肌肉、指腹侧设置内膨胀肌肉，通过往外膨胀肌肉和内膨胀肌肉内充液产生径向膨胀从而驱动机械手指的夹持或复位，当外膨胀肌肉充液工作时内膨胀肌肉内流体回流，当内膨胀肌肉充液工作时外膨胀肌肉内流体回流，能够提供较大的夹持力，而且在夹持过程中受力均匀，避免受灾的二次伤害发生，同时由于采用膨胀肌肉，对不同受灾环境有很强的适应性，在复杂救灾环境中提高救灾效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的基于人工肌肉的车载救灾装置结构示意图；
图2为本发明的供流体系统示意图。
具体实施方式
图1为本发明的基于人工肌肉的车载救灾装置结构示意图，图2为本发明的供流体系统示意图，如图所示：本实施例的基于人工肌肉的车载救灾装置，包括手腕1和与手腕1连接并成夹持状态设置的机械手指2，每一机械手指2均包括膨胀肌肉和至少两个依次铰接的指节，每一机械手指2的指节内部均为中空结构，并通过柔性隔板5分割成内腔和外腔，膨胀肌肉包括在指节外腔内延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指夹持的外膨胀肌肉3和在指节内腔延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指复位的内膨胀肌肉4；其中，机械手指2可根据具体工作环境进行设计数量，以便取得最佳的工作状态，可设置两个、三个或四个，本实施例中，机械手指2设置两个，每一机械手指2包括第一指节21、第二指节22和末端指节23，其中，第一指节21与手腕1固定连接，其它指节依次与前一指节铰接，柔性隔板5可为对应每一指节设置的一个，也可为穿过每一指节将指节分隔的总共一个，膨胀肌肉均与柔性隔板5固定连接，柔性隔板5可由橡胶材料制成，当然，也可通过现有的其他可挠度变形的板材制成；另外，膨胀肌肉为柔性管，其内中空，每一手指的外膨胀肌肉3均通过一总支管15穿出手腕1，每一手指的内膨胀肌肉4也通过另外的一条总支管16穿出手腕1；两膨胀肌肉的至少部分为弹性可伸缩结构；流体可为液压油或其他流体；
还包括通过切换流体通路分别为所述外膨胀肌肉3和所述内膨胀肌肉4内部供流体的供流体系统；供流体系统用于在机械手指2需要夹持物体或放松物体时，通过切换流体通路为对应的膨胀肌肉供流体。
本实施例中，供流体系统包括储流体箱6、动力泵7、循环流体通路和三通路电磁阀8，外膨胀肌肉3和内膨胀肌肉4均与循环流体通路连通并通过三通路电磁阀8切换通路；储流体箱6为油箱，动力泵为油泵。
本实施例中，外膨胀肌肉3和所述内膨胀肌肉4与所述柔性隔板5相邻一侧均与柔性隔板5固定连接；两膨胀肌肉与分隔隔板固定处不可伸缩，另外一侧具有弹性。
本实施例中，循环流体通路包括总流体管9、流体分管I10和与内膨胀肌肉4连通的流体分管II11总流体管9连通动力泵7出流体端和三通路电磁阀8，三通路电磁阀8包括左流体通路、右流体通路和中流体通路，并通过控制三通路电磁阀8的阀芯进行切换，流体分管I10连通左流体通路和外膨胀肌肉3，流体分管II11连通右流体通路和内膨胀肌肉4。
本实施例中，与流体分管I连通还设置有流体支管12，流体支管12上设置有用于设定工作压力的压力阀13和用于在三通路电磁阀8动作接通中流体通路时维持外膨胀肌肉3内部压力的蓄能器14。
如上所述，当三通路电磁阀8动作接通左流体通路，流体分管I10进油，流体分管II11回流体到储流体箱6，机械手完成抓取动作；当三通路电磁阀8动作接通中流体通路，两膨胀肌肉均闭合，蓄能器维持液压肌肉内部压力，压力阀设定压力即为工作压力；当三通路电磁阀8动作接通右流体通路，流体分管II11进流体，流体分管I10内流体回流至储流体箱6，完成放松物体动作；其中，三通路电磁阀为三位三通电磁阀，电磁阀内设有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管腔中间是阀，两面是两块电磁铁，每一通路内的磁铁线圈通电，阀体就会被吸引到对应通路一侧，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的通孔，而电磁阀的进油孔是常开的，液压油就会进入不同的流体通路，从而进入不同的流体分管。
本实施例中，储流体箱6上设置有用于观察制动流体流量变化的流量计；便于用肉眼观察制动流体流量的变化。
本实施例中，总流体管9进油端设置有过滤器；过滤器以防杂物进入膨胀肌肉内影响工作。
本实施例中，流体分管I10和流体分管II11至少部分管段为蛇形弯管；其中蛇形弯管在有限空间里增长管路长度，加大散热面积，散热性良好。
本实施例中，动力泵7由机动车动力部分驱动；即本发明的机械手在使用时安装到救灾车或其他机动车上，动力泵7取力于机动车动力输出的传动系统，即由机动车发动机驱动，无需单独设置驱动装置，利于简化结构，降低故障率，实用性强。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：包括手腕和与手腕连接并成夹持状态设置的机械手指，每一机械手指均包括膨胀肌肉和至少两个依次铰接的指节，每一机械手指的指节内部均为中空结构，并通过柔性隔板分割成内腔和外腔，所述膨胀肌肉包括在指节外腔内延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指夹持的外膨胀肌肉和在指节内腔延伸至手指末端并用于充流体产生径向膨胀驱动手指复位的内膨胀肌肉；
还包括通过切换流体通路分别为所述外膨胀肌肉和所述内膨胀肌肉内部供流体的供流体系统，所述供流体系统包括储流体箱、动力泵、循环流体通路和三通路电磁阀，所述外膨胀肌肉和所述内膨胀肌肉均与所述循环流体通路连通并通过所述三通路电磁阀切换通路；
所述循环流体通路包括总流体管、流体分管Ⅰ和与内膨胀肌肉连通的流体分管Ⅱ，所述总流体管连通动力泵出流体端和三通路电磁阀，所述三通路电磁阀包括左流体通路、右流体通路和中流体通路，并通过控制三通路电磁阀的阀芯进行切换，所述流体分管Ⅰ连通所述左流体通路和外膨胀肌肉，所述流体分管Ⅱ连通所述右流体通路和内膨胀肌肉。
2.根据权利要求1所述的基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：所述外膨胀肌肉和所述内膨胀肌肉与所述柔性隔板相邻一侧均与柔性隔板固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：与所述流体分管Ⅰ连通还设置有流体支管，所述流体支管上设置有用于设定工作压力的压力阀和用于在三通路电磁阀动作接通中流体通路时维持外膨胀肌肉内部压力的蓄能器。
4.根据权利要求3所述的基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：所述储流体箱上设置有用于观察制动流体流量变化的流量计。
5.根据权利要求4所述的基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：所述总流体管进油端设置有过滤器。
6.根据权利要求5所述的基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：所述流体分管Ⅰ和所述流体分管Ⅱ至少部分管段为蛇形弯管。
7.根据权利要求6所述的基于人工肌肉的车载救灾装置，其特征在于：所述动力泵由机动车动力部分驱动。
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