一種電磁驅動的仿真肌肉的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于仿真機械手驅動技術領域，尤其涉及一種電磁驅動的仿真肌肉。
【背景技術】
[0002]目前機械手的驅動方式多使用伺服電機驅動、鋼絲驅動、液壓驅動等，少部分使用人造肌肉驅動；其中人造肌肉驅動，雖然驅動的方式先進，但是制造成本目前很高，液壓驅動需要強大的動力來對液壓油增壓驅動，將會增加設備的重量和對技術成熟度要求較高，所以成本也較高;那么在仿真機械手驅動上伺服電機驅動和鋼絲驅動較為常見，伺服電機驅動為在每個關節(jié)上安裝一個伺服電機，這將會導致機械手上的機構很不美觀，伺服電機的尺寸外形將決定機械手的外形和功能；目前使用最多的、成本最低的是采用鋼絲驅動，將伺服電機集中安裝在手臂處，機械手及手指機構較為簡單，控制較為容易，但是鋼絲驅動中容易出現(xiàn)機械指定位不準、手指虛位擺動等情況，所以設計一種成本較低、方便布置的驅動方式是很有必要的。
[0003]本發(fā)明設計一種電磁驅動的仿真肌肉解決如上問題。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術中的上述缺陷，本發(fā)明公開一種電磁驅動的仿真肌肉，它是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。
[0005]—種電磁驅動的仿真肌肉，其特征在于:它包括執(zhí)行單元、執(zhí)行單元進口、液態(tài)介質導管、動力單元、動力單元出口，其中液態(tài)介質導管一端連接動力單元上的動力單元出口，另一端連接執(zhí)行單元上的執(zhí)行單元進口 ；
[000?]上述動力單元包括動力單元外殼、動力單元頂蓋、動力單元磁性底蓋、導軌卡牙、電磁結構導軌、卡鎖結構、卡鎖結構錐齒、卡鎖導磁片錐齒、卡鎖導磁片轉軸支撐、卡鎖導磁片轉軸、卡鎖導磁片彈簧、卡鎖導磁片、液態(tài)介質彈性容器、電磁結構底導磁板、通電線圈、電磁結構頂導磁板、卡鎖結構支撐片、卡鎖結構轉軸、動力單元出口、電磁結構卡槽、電磁結構中心導磁體、卡鎖導磁片彈簧限位體，其中液態(tài)介質彈性容器安裝在動力單元磁性底蓋上，動力單元外殼安裝在動力單元磁性底蓋上，兩個電磁結構導軌對稱安裝在動力單元外殼上，每個電磁結構導軌上安裝有導軌卡牙；電磁結構中心導磁體一端固定在電磁結構頂導磁板上，另一端固定在電磁結構底導磁板上，通電線圈纏繞在電磁結構中心導磁體上；電磁結構頂導磁板和電磁結構底導磁板分別上下對應的開有兩個電磁結構卡槽，電磁結構卡槽與電磁結構導軌配合;卡鎖結構轉軸通過卡鎖結構支撐片安裝在電磁結構頂導磁板上偵Ij，卡鎖結構安裝在卡鎖結構轉軸上，卡鎖結構兩端與導軌卡牙配合;卡鎖結構錐齒安裝在卡鎖結構轉軸上，卡鎖導磁片轉軸通過卡鎖導磁片轉軸支撐安裝在電磁結構頂導磁板上，卡鎖導磁片錐齒安裝在卡鎖導磁片轉軸上，卡鎖導磁片一端安裝在卡鎖導磁片轉軸上，卡鎖導磁片彈簧一端安裝在卡鎖導磁片下側，另一端安裝在電磁結構頂導磁板上;動力單元頂蓋安裝在動力單元外殼上端，動力單元磁性底蓋上開有動力單元出口；電磁結構底導磁板下側和液態(tài)介質彈性容器上側粘接;液態(tài)介質彈性容器是具有很大的彈性的，能在一定的體積范圍內增大或者縮小。
[0007]本發(fā)明中的動力單元設計目的在于利用電磁結構的上下運動對液態(tài)介質彈性容器進行壓縮和拉伸，進而改變執(zhí)行單元中的液態(tài)介質的有效體積，達到控制執(zhí)行單元長度變化的目的。動力單元中電磁結構在未通電情況下，電磁結構底導磁板和頂導磁板上沒有磁性，卡鎖導磁片在卡鎖導磁片彈簧作用下，不與電磁結構頂導磁板接觸，此時卡鎖結構兩端卡在導軌卡牙上，將電磁結構在電磁結構導軌上的位置鎖死;當對電磁結構通電時，電磁結構頂導磁板和底導磁板將會產生磁性，卡鎖導磁片一端將會被吸到電磁結構底導磁板上，通過錐齒的傳動，卡鎖結構圍繞卡鎖結構轉軸轉動一個角度，卡鎖結構兩端與導軌卡牙脫開，此時電磁結構底導磁板的磁性與動力單元磁性底蓋的磁性發(fā)生作用，或吸引或排斥，達到對液態(tài)介質彈性容器的壓縮和拉伸。
[0008]上述執(zhí)行單元包括執(zhí)行單元進口、旋轉配合機構、承壓彈性殼、內套結構、承拉彈簧、外套結構、內套結構頂板、內套結構導軌槽、外套結構底板、外套結構導軌，其中執(zhí)行單元進口安裝在承壓彈性殼下側；內套結構安裝在外套結構內部，內套結構上開有內套結構導軌槽，外套結構內部開有外套結構導軌，內套結構導軌槽和外套結構導軌配合；內套結構頂板安裝在內套結構上端，外套結構底板安裝在外套結構下端;承拉彈簧一端安裝在內套結構頂板下側，另一端安裝在外套結構底板上側，且外套于內套結構和外套結構上;承壓彈性殼安裝在內套結構頂板上側和外套結構底板下側;旋轉配合機構安裝在執(zhí)行單元兩側，用于固定在機械關節(jié)上，并能夠讓執(zhí)行單元相對于關節(jié)有一定的旋轉。
[0009]本發(fā)明中執(zhí)行單元中的液態(tài)介質處于承壓彈性殼和內外套結構外側的空間內，在動力單元的作用下，執(zhí)行單元中的液態(tài)介質有效體積增大或者減小，將增長或者縮短執(zhí)行單元。承壓彈性外殼具有體積可變的性質，通過增加長度或者減小長度改變體積，在橫向具有能承受橫向壓力的能力。內套結構和外套結構的嵌套設計作用在于對執(zhí)行單元起到一個穩(wěn)定和導向的作用，保證執(zhí)行單元長度增加時不會出現(xiàn)橫向擺動。承拉彈簧始終處于拉伸狀態(tài)，起到對執(zhí)行單元的長度增加抑制的作用，而液態(tài)介質基本只能在體積增加時起到增加執(zhí)行單元長度的作用，那么承壓彈簧和液態(tài)介質相互作用，達到對執(zhí)行單元長度控制的目的。
[0010]作為本技術的進一步改進，上述電磁結構頂導磁板上還安裝有卡鎖導磁片彈簧限位體，卡鎖導磁片彈簧一端安裝在卡鎖導磁片下側，另一端可以安裝在卡鎖導磁片彈簧限位體上?？ㄦi導磁片彈簧限位體起到防止卡鎖導磁片彈簧橫向擺動的目的。
[0011]作為本技術的進一步改進，上述卡鎖導磁片彈簧限位體為圓柱體，限位體直徑小于卡鎖導磁片彈簧直徑。保證卡鎖導磁片彈簧能套于卡鎖導磁片彈簧限位體外側。
[0012]作為本技術的進一步改進，上述動力單元磁性底蓋為永磁體。
[0013]作為本技術的進一步改進，上述電磁結構頂導磁板、電磁結構底導磁板、電磁結構中心導磁體、卡鎖導磁片均為軟磁體。軟磁體具有通電產生磁性，斷電磁性消失的特點，符合本發(fā)明中對電磁結構作用的要求。
[0014]相對于傳統(tǒng)的仿真機械手驅動技術，本發(fā)明中動力單元通過液態(tài)介質導管與執(zhí)行單元連接，通過動力單元中的電磁結構的磁性與動力單元磁性底蓋的磁性發(fā)生吸引和排斥，產生對液態(tài)介質的壓力和吸力，從而控制執(zhí)行單元中的液態(tài)介質的有效體積，達到控制執(zhí)行單元長度變化的目的。將執(zhí)行單元用在機械手驅動關節(jié)上，將能起到驅動機械手運動的目的；本發(fā)明利用導管傳送壓力，方便執(zhí)行單元的布置，將會大大簡化機械手的結構，具有較好的實用前景。
【附圖說明】
[0015]圖1是整體部件分布示意圖。
[0016]圖2是動力單元上側結構分布示意圖。
[0017]圖3是動力單元內部結構分布示意圖。
[0018]圖4是動力單元內部結構分布側視圖。
[0019]圖5是電磁結構導軌安裝示意圖。
[0020]圖6是液態(tài)介質彈性容器安裝示意圖。
[0021]圖7是通電線圈安裝示意圖。
[0022]圖8是電磁結構中心導磁體安裝示意圖。
[0023]圖9是卡鎖結構安裝正視圖及俯視圖。
[0024]圖10是卡鎖導磁片安裝示意圖。
[0025]圖11是執(zhí)行單元剖視圖。
[0026]圖12是承拉彈簧安裝示意圖。
[0027I圖13是內套結構示意圖。
[0028]圖14是外套結構示意圖。
[0029]圖中標號名稱:1、動力單元外殼，2、動力單元頂蓋，3、動力單元磁性底蓋，4、液態(tài)介質導管，5、執(zhí)行單元進口，6、旋轉配合結構，7、執(zhí)行單元，8、導軌卡牙，9、電磁結構導軌，
10、卡鎖結構，11、卡鎖結構錐齒，12、卡鎖導磁片錐齒，13、卡鎖導磁片轉軸支撐，14、卡鎖導磁片轉軸，15、卡鎖導磁片彈簧，16、卡鎖導磁片，17、液態(tài)介質彈性容器，18、電磁結構底導磁板，19、通電線圈，2 O、電磁結構頂導磁板，21、卡鎖結構支撐片，2 2、卡鎖結構轉軸，2 3、動力單元出口，24、電磁結構卡槽，25、電磁結構中心導磁體，26、卡鎖導磁片彈簧限位體，27、承壓彈性殼，28、內套結構，29、承拉彈簧，30、外套結構，31、內套結構頂板，32、內套結構導軌槽，33、外套結構底板，34、外套結構導軌，35、動力單元。
【具體實施方式】
[°03°]如圖1所示，它包括執(zhí)行單元、執(zhí)行單元進口、液態(tài)介質導管、動力單元、動力單元出口，其中液態(tài)介質導管一端連接動力單元上的動力單元出口，另一端連接執(zhí)行單元上的執(zhí)行單元進口 ；
[0031]如圖2、3、4所示，上述動力單元包括動力單元外殼、動力單元頂蓋、動力單元磁性底蓋、導軌卡牙、電磁結構導軌、卡鎖結構、卡鎖結構錐齒、卡鎖導磁片錐