用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人仿生領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)中的動(dòng)作仿生機(jī)器的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置通常為傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)式，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、過分剛性、與控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)困難，高成本，仿生效果較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進(jìn)的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，包括第一連桿、第二連桿、柔性材質(zhì)形成的空心氣囊以及用于對(duì)所述氣囊進(jìn)行供氣或排氣的氣動(dòng)裝置，
[0005]所述第一連桿、第二連桿以端部相互鉸接，所述氣囊包括兩相對(duì)的第一端、第二端，所述第一端、第二端分別與第一連桿和第二連桿連接，形成三角形結(jié)構(gòu)；
[0006]所述氣動(dòng)裝置對(duì)所述氣囊內(nèi)充氣或排氣，使得所述氣囊可在一個(gè)充有氣體的第一狀態(tài)和一個(gè)充有氣體的第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，且所述第一狀態(tài)的充氣量小于所述第二狀態(tài)的充氣量;
[0007]所述氣囊在第一狀態(tài)時(shí)，所述第一端、第二端之間的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，增大所述第一連桿、第二連桿之間的夾角；
[0008]所述氣囊在第二狀態(tài)時(shí)，所述第一端、第二端之間的長(zhǎng)度縮短，縮小所述第一連桿、第二連桿之間的夾角。
[0009]優(yōu)選地，所述氣囊的中部包括可在充氣后拱起變形和在排氣后伸展的球形結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，所述氣囊呈橄欖球形。
[0011]優(yōu)選地，所述第一端、第二端為所述橄欖球形氣囊的長(zhǎng)軸兩端。
[0012]優(yōu)選地，所述第一端、第二端分別與所述第一連桿、第二連桿鉸接。
[0013]優(yōu)選地，所述氣囊上設(shè)有與所述氣動(dòng)裝置可拆卸連接的通氣口。
[0014]優(yōu)選地，所述氣動(dòng)裝置包括氣泵、集氣罐、控制閥，所述控制閥和所述氣泵之間還設(shè)有儲(chǔ)氣罐，所述氣泵分別與所述儲(chǔ)氣罐和所述控制閥的進(jìn)氣口連通，所述控制閥的出氣口與所述集氣罐連通，所述控制閥的工作口與所述通氣口連通。
[0015]優(yōu)選地，所述控制閥包括三通控制閥。
[0016]優(yōu)選地，所述用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置還包括用于檢測(cè)所述氣囊內(nèi)氣體氣壓的氣壓檢測(cè)裝置，所述氣壓檢測(cè)裝置與所述氣泵和所述控制閥電性連接。
[0017]優(yōu)選地，所述氣壓檢測(cè)裝置設(shè)置在所述氣囊內(nèi)；或，
[0018]所述氣囊的側(cè)壁上設(shè)有將內(nèi)腔和所述氣壓檢測(cè)裝置連通的氣壓檢測(cè)口。
[0019]實(shí)施本實(shí)用新型的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，具有以下有益效果:本實(shí)用新型通過氣動(dòng)裝置對(duì)氣囊內(nèi)進(jìn)行充氣或排氣，實(shí)現(xiàn)第一連桿、第二連桿類似關(guān)節(jié)的屈伸動(dòng)作，近似人體的肌肉伸縮，操作過程柔和，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了成本。
【附圖說明】
[0020]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖；
[0022]圖2是圖1中的氣囊在第一狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是圖1中的氣囊在第二狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0025]如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置包括第一連桿10、第二連桿20、柔性材質(zhì)形成的空心氣囊30以及用于對(duì)氣囊30進(jìn)行供氣或排氣的氣動(dòng)裝置40。
[0026]第一連桿10、第二連桿20以端部相互鉸接，類似于機(jī)器人的關(guān)節(jié)和與關(guān)節(jié)組合的兩個(gè)骨骼。氣囊30包括兩相對(duì)的第一端31、第二端32，第一端31、第二端32分別與第一連桿10和第二連桿20連接，形成三角形結(jié)構(gòu)。
[0027]氣動(dòng)裝置40對(duì)氣囊30內(nèi)充氣或排氣，使得氣囊30可在一個(gè)充有氣體的第一狀態(tài)和一個(gè)充有氣體的第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，且第一狀態(tài)的充氣量小于第二狀態(tài)的充氣量。利用氣囊30充氣量的不同，第一端31和第二端32之間的距離會(huì)產(chǎn)生變化的特性，帶動(dòng)第一連桿10和第二連桿20來回?cái)[動(dòng)，調(diào)節(jié)兩者之間的夾角，類似于機(jī)器人關(guān)節(jié)的屈伸動(dòng)作，近似人體的肌肉伸縮，動(dòng)作柔和。
[0028]氣囊30在第一狀態(tài)時(shí)，第一端31、第二端32之間的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，增大第一連桿10、第二連桿20之間的夾角；氣囊30在第二狀態(tài)時(shí)，第一端31、第二端32之間的長(zhǎng)度縮短，縮小第一連桿10、第二連桿20之間的夾角。
[0029]優(yōu)選地，氣囊30呈橄欖球形，第一端31、第二端32為橄欖球形氣囊30的長(zhǎng)軸兩端。進(jìn)一步地，第一端31、第二端32分別與第一連桿10、第二連桿20鉸接，在第一連桿10、第二連桿20擺動(dòng)角度調(diào)整時(shí)，氣囊30也自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)角。在其他實(shí)施例中，氣囊30也可依靠柔性特性直接與第一連桿10、第二連桿20連接。當(dāng)然，氣囊30也可為中部包括可在充氣后拱起變形和在排氣后伸展的球形結(jié)構(gòu)，在充氣量不同時(shí)，兩相對(duì)端部距離會(huì)產(chǎn)生變化即可。
[0030]氣囊30上設(shè)有與氣動(dòng)裝置40可拆卸連接的通氣口 33，在其他實(shí)施例中，氣動(dòng)裝置40也可與氣囊30的通氣口 33為一體連接結(jié)構(gòu)。氣動(dòng)裝置40包括氣泵41、儲(chǔ)氣罐42、集氣罐43和控制閥44，氣泵41分別與儲(chǔ)氣罐42和集氣罐43連通，控制閥44的進(jìn)氣口 441、出氣口 442分別與儲(chǔ)氣罐42和集氣罐43連通，控制閥44的工作口 443與通氣口 33連通。優(yōu)選地，控制閥44包括三通控制閥，氣泵41抽取集氣罐43的氣體經(jīng)儲(chǔ)氣罐42輸送至控制閥44的進(jìn)氣口 441，儲(chǔ)氣罐42上可設(shè)置壓力表等裝置，可在充氣前可初步了解供氣氣壓，防止充氣過快無法控制。在控制閥44處于充氣工位時(shí)，向氣囊30內(nèi)充氣，讓氣囊30的中部拱起變形，由于氣囊30的外曲面的長(zhǎng)度不變，從而帶動(dòng)第一端31和第二端32相靠近，縮小第一連桿10和第二連桿20的夾角。
[0031]在控制閥44處于放氣工位時(shí)，氣囊30內(nèi)的氣體經(jīng)控制閥44的出氣口 442排向集氣罐43，氣囊30的中部拱起回收后變小，從而帶動(dòng)第一端31和第二端32之間的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，增大第一連桿10、第二連桿20之間的夾角。在其他實(shí)施例中，控制閥44也可為其他類型的能控制氣流開關(guān)及流向的閥門，另外，儲(chǔ)氣罐42也可取消，讓氣泵41直接向控制閥44的進(jìn)氣口 441供氣。
[0032]進(jìn)一步地，用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置還包括用于檢測(cè)氣囊30內(nèi)氣體氣壓的氣壓檢測(cè)裝置(未圖示)，氣壓檢測(cè)裝置與氣泵41和控制閥44電性連接。由于氣囊30內(nèi)的壓力值大小可反映第一端31和第二端32之間的距離，進(jìn)而反映第一連桿10和第二連桿20的動(dòng)作形態(tài)和動(dòng)作力度，所以氣壓檢測(cè)裝置可以根據(jù)氣囊30內(nèi)的壓力信息反饋給氣泵41和控制閥44，讓氣泵41供氣或?qū)饽?0內(nèi)的氣體排除，讓第一連桿10和第二連桿20達(dá)到合適的擺動(dòng)動(dòng)作形態(tài)和動(dòng)作力度。
[0033]進(jìn)一步地，氣壓檢測(cè)裝置設(shè)置在氣囊30內(nèi)，進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可在氣囊30的側(cè)壁設(shè)置將內(nèi)腔和氣壓檢測(cè)裝置連通的氣壓檢測(cè)口(未圖示)，氣壓檢測(cè)裝置設(shè)置在氣壓檢測(cè)口上，氣壓檢測(cè)裝置也可通過氣管等與氣壓檢測(cè)口連接，對(duì)氣囊30內(nèi)的氣壓檢測(cè)。
[0034]可以理解地，上述各技術(shù)特征可以任意組合使用而不受限制。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括第一連桿(10)、第二連桿(20)、柔性材質(zhì)形成的空心氣囊(30)以及用于對(duì)所述氣囊(30)進(jìn)行供氣或排氣的氣動(dòng)裝置(40)， 所述第一連桿(10)、第二連桿(20)以端部相互鉸接，所述氣囊(30)包括兩相對(duì)的第一端(31)、第二端(32 )，所述第一端(31)、第二端(32 )分別與第一連桿(10 )和第二連桿(20 )連接，形成三角形結(jié)構(gòu)； 所述氣動(dòng)裝置(40 )對(duì)所述氣囊(30 )內(nèi)充氣或排氣，使得所述氣囊(30 )可在一個(gè)充有氣體的第一狀態(tài)和一個(gè)充有氣體的第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，且所述第一狀態(tài)的充氣量小于所述第二狀態(tài)的充氣量； 所述氣囊(30)在第一狀態(tài)時(shí)，所述第一端(31)、第二端(32)之間的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，增大所述第一連桿(10)、第二連桿(20)之間的夾角； 所述氣囊(30)在第二狀態(tài)時(shí)，所述第一端(31)、第二端(32)之間的長(zhǎng)度縮短，縮小所述第一連桿(10)、第二連桿(20)之間的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述氣囊(30)的中部包括可在充氣后拱起變形和在排氣后伸展的球形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述氣囊(30)呈橄欖球形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一端(31)、第二端(32)為所述橄欖球形氣囊(30)的長(zhǎng)軸兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一端(31)、第二端(32)分別與所述第一連桿(10)、第二連桿(20)鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述氣囊(30)上設(shè)有與所述氣動(dòng)裝置(40)可拆卸連接的通氣口(33)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述氣動(dòng)裝置(40 )包括氣泵(41)、集氣罐(43 )、控制閥(44 )，所述控制閥(44 )和所述氣泵(41)之間還設(shè)有儲(chǔ)氣罐(42)，所述氣泵(41)分別與所述儲(chǔ)氣罐和所述控制閥(44)的進(jìn)氣口(441)連通，所述控制閥(44 )的出氣口( 442 )與所述集氣罐(43 )連通，所述控制閥(44 )的工作口( 443 )與所述通氣口(33)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制閥(44)包括三通控制閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置還包括用于檢測(cè)所述氣囊(30)內(nèi)氣體氣壓的氣壓檢測(cè)裝置，所述氣壓檢測(cè)裝置與所述氣泵(41)和所述控制閥(44)電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述氣壓檢測(cè)裝置設(shè)置在所述氣囊(30)內(nèi)；或， 所述氣囊(30)的側(cè)壁上設(shè)有將內(nèi)腔和所述氣壓檢測(cè)裝置連通的氣壓檢測(cè)口。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于動(dòng)作仿生的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)裝置，包括第一連桿、第二連桿、柔性材質(zhì)形成的空心氣囊以及用于對(duì)氣囊進(jìn)行供氣或排氣的氣動(dòng)裝置。第一連桿、第二連桿以端部相互鉸接，氣囊包括兩相對(duì)的第一端、第二端分別與第一連桿和第二連桿連接，形成三角形結(jié)構(gòu)。氣動(dòng)裝置對(duì)氣囊內(nèi)充氣或排氣，使得氣囊可在一個(gè)充有氣體的第一狀態(tài)和一個(gè)充有氣體的第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，且第一狀態(tài)的充氣量小于第二狀態(tài)的充氣量。氣囊在第一狀態(tài)時(shí)，第一端、第二端之間的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，增大第一連桿、第二連桿之間的夾角；氣囊在第二狀態(tài)時(shí)，第一端、第二端之間的長(zhǎng)度縮短，縮小第一連桿、第二連桿之間的夾角。實(shí)現(xiàn)類似關(guān)節(jié)的屈伸動(dòng)作，近似人體的肌肉伸縮，過程柔和。
【IPC分類】B25J9-00, F15B11-06, F16H47-02
【公開號(hào)】CN204610745
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520025212
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】馮旭明
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日