用于动作仿生的动作驱动装置的制造方法

用于动作仿生的动作驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人仿生领域，更具体地说，涉及一种用于动作仿生的动作驱动装置。
【背景技术】
[0002]相关技术中的动作仿生机器的动作驱动装置通常为传统的机械结构式，其结构复杂、过分刚性、与控制系统协调困难，高成本，仿生效果较差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的用于动作仿生的动作驱动装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种用于动作仿生的动作驱动装置，包括第一连杆、第二连杆、柔性材质形成的空心气囊以及用于对所述气囊进行供气或排气的气动装置，
[0005]所述第一连杆、第二连杆以端部相互铰接，所述气囊包括两相对的第一端、第二端，所述第一端、第二端分别与第一连杆和第二连杆连接，形成三角形结构；
[0006]所述气动装置对所述气囊内充气或排气，使得所述气囊可在一个充有气体的第一状态和一个充有气体的第二状态之间转换，且所述第一状态的充气量小于所述第二状态的充气量;
[0007]所述气囊在第一状态时，所述第一端、第二端之间的长度伸长，增大所述第一连杆、第二连杆之间的夹角；
[0008]所述气囊在第二状态时，所述第一端、第二端之间的长度缩短，缩小所述第一连杆、第二连杆之间的夹角。
[0009]优选地，所述气囊的中部包括可在充气后拱起变形和在排气后伸展的球形结构。
[0010]优选地，所述气囊呈橄榄球形。
[0011]优选地，所述第一端、第二端为所述橄榄球形气囊的长轴两端。
[0012]优选地，所述第一端、第二端分别与所述第一连杆、第二连杆铰接。
[0013]优选地，所述气囊上设有与所述气动装置可拆卸连接的通气口。
[0014]优选地，所述气动装置包括气泵、集气罐、控制阀，所述控制阀和所述气泵之间还设有储气罐，所述气泵分别与所述储气罐和所述控制阀的进气口连通，所述控制阀的出气口与所述集气罐连通，所述控制阀的工作口与所述通气口连通。
[0015]优选地，所述控制阀包括三通控制阀。
[0016]优选地，所述用于动作仿生的动作驱动装置还包括用于检测所述气囊内气体气压的气压检测装置，所述气压检测装置与所述气泵和所述控制阀电性连接。
[0017]优选地，所述气压检测装置设置在所述气囊内；或，
[0018]所述气囊的侧壁上设有将内腔和所述气压检测装置连通的气压检测口。
[0019]实施本实用新型的用于动作仿生的动作驱动装置，具有以下有益效果:本实用新型通过气动装置对气囊内进行充气或排气，实现第一连杆、第二连杆类似关节的屈伸动作，近似人体的肌肉伸缩，操作过程柔和，结构简单，降低了成本。
【附图说明】
[0020]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0021]图1是本实用新型实施例中的用于动作仿生的动作驱动装置的原理示意图；
[0022]图2是图1中的气囊在第一状态时的结构示意图；
[0023]图3是图1中的气囊在第二状态时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0025]如图1至图3所示，本实用新型一个优选实施例中的用于动作仿生的动作驱动装置包括第一连杆10、第二连杆20、柔性材质形成的空心气囊30以及用于对气囊30进行供气或排气的气动装置40。
[0026]第一连杆10、第二连杆20以端部相互铰接，类似于机器人的关节和与关节组合的两个骨骼。气囊30包括两相对的第一端31、第二端32，第一端31、第二端32分别与第一连杆10和第二连杆20连接，形成三角形结构。
[0027]气动装置40对气囊30内充气或排气，使得气囊30可在一个充有气体的第一状态和一个充有气体的第二状态之间转换，且第一状态的充气量小于第二状态的充气量。利用气囊30充气量的不同，第一端31和第二端32之间的距离会产生变化的特性，带动第一连杆10和第二连杆20来回摆动，调节两者之间的夹角，类似于机器人关节的屈伸动作，近似人体的肌肉伸缩，动作柔和。
[0028]气囊30在第一状态时，第一端31、第二端32之间的长度伸长，增大第一连杆10、第二连杆20之间的夹角；气囊30在第二状态时，第一端31、第二端32之间的长度缩短，缩小第一连杆10、第二连杆20之间的夹角。
[0029]优选地，气囊30呈橄榄球形，第一端31、第二端32为橄榄球形气囊30的长轴两端。进一步地，第一端31、第二端32分别与第一连杆10、第二连杆20铰接，在第一连杆10、第二连杆20摆动角度调整时，气囊30也自动调整转角。在其他实施例中，气囊30也可依靠柔性特性直接与第一连杆10、第二连杆20连接。当然，气囊30也可为中部包括可在充气后拱起变形和在排气后伸展的球形结构，在充气量不同时，两相对端部距离会产生变化即可。
[0030]气囊30上设有与气动装置40可拆卸连接的通气口 33，在其他实施例中，气动装置40也可与气囊30的通气口 33为一体连接结构。气动装置40包括气泵41、储气罐42、集气罐43和控制阀44，气泵41分别与储气罐42和集气罐43连通，控制阀44的进气口 441、出气口 442分别与储气罐42和集气罐43连通，控制阀44的工作口 443与通气口 33连通。优选地，控制阀44包括三通控制阀，气泵41抽取集气罐43的气体经储气罐42输送至控制阀44的进气口 441，储气罐42上可设置压力表等装置，可在充气前可初步了解供气气压，防止充气过快无法控制。在控制阀44处于充气工位时，向气囊30内充气，让气囊30的中部拱起变形，由于气囊30的外曲面的长度不变，从而带动第一端31和第二端32相靠近，缩小第一连杆10和第二连杆20的夹角。
[0031]在控制阀44处于放气工位时，气囊30内的气体经控制阀44的出气口 442排向集气罐43，气囊30的中部拱起回收后变小，从而带动第一端31和第二端32之间的长度伸长，增大第一连杆10、第二连杆20之间的夹角。在其他实施例中，控制阀44也可为其他类型的能控制气流开关及流向的阀门，另外，储气罐42也可取消，让气泵41直接向控制阀44的进气口 441供气。
[0032]进一步地，用于动作仿生的动作驱动装置还包括用于检测气囊30内气体气压的气压检测装置(未图示)，气压检测装置与气泵41和控制阀44电性连接。由于气囊30内的压力值大小可反映第一端31和第二端32之间的距离，进而反映第一连杆10和第二连杆20的动作形态和动作力度，所以气压检测装置可以根据气囊30内的压力信息反馈给气泵41和控制阀44，让气泵41供气或将气囊30内的气体排除，让第一连杆10和第二连杆20达到合适的摆动动作形态和动作力度。
[0033]进一步地，气压检测装置设置在气囊30内，进行实时检测。当然，在其他实施例中，也可在气囊30的侧壁设置将内腔和气压检测装置连通的气压检测口(未图示)，气压检测装置设置在气压检测口上，气压检测装置也可通过气管等与气压检测口连接，对气囊30内的气压检测。
[0034]可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
[0035]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，包括第一连杆(10)、第二连杆(20)、柔性材质形成的空心气囊(30)以及用于对所述气囊(30)进行供气或排气的气动装置(40)， 所述第一连杆(10)、第二连杆(20)以端部相互铰接，所述气囊(30)包括两相对的第一端(31)、第二端(32 )，所述第一端(31)、第二端(32 )分别与第一连杆(10 )和第二连杆(20 )连接，形成三角形结构； 所述气动装置(40 )对所述气囊(30 )内充气或排气，使得所述气囊(30 )可在一个充有气体的第一状态和一个充有气体的第二状态之间转换，且所述第一状态的充气量小于所述第二状态的充气量； 所述气囊(30)在第一状态时，所述第一端(31)、第二端(32)之间的长度伸长，增大所述第一连杆(10)、第二连杆(20)之间的夹角； 所述气囊(30)在第二状态时，所述第一端(31)、第二端(32)之间的长度缩短，缩小所述第一连杆(10)、第二连杆(20)之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述气囊(30)的中部包括可在充气后拱起变形和在排气后伸展的球形结构。
3.根据权利要求2所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述气囊(30)呈橄榄球形。
4.根据权利要求3所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述第一端(31)、第二端(32)为所述橄榄球形气囊(30)的长轴两端。
5.根据权利要求1至4任一项所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述第一端(31)、第二端(32)分别与所述第一连杆(10)、第二连杆(20)铰接。
6.根据权利要求1至4任一项所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述气囊(30)上设有与所述气动装置(40)可拆卸连接的通气口(33)。
7.根据权利要求6所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述气动装置(40 )包括气泵(41)、集气罐(43 )、控制阀(44 )，所述控制阀(44 )和所述气泵(41)之间还设有储气罐(42)，所述气泵(41)分别与所述储气罐和所述控制阀(44)的进气口(441)连通，所述控制阀(44 )的出气口( 442 )与所述集气罐(43 )连通，所述控制阀(44 )的工作口( 443 )与所述通气口(33)连通。
8.根据权利要求7所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述控制阀(44)包括三通控制阀。
9.根据权利要求7所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述用于动作仿生的动作驱动装置还包括用于检测所述气囊(30)内气体气压的气压检测装置，所述气压检测装置与所述气泵(41)和所述控制阀(44)电性连接。
10.根据权利要求9所述的用于动作仿生的动作驱动装置，其特征在于，所述气压检测装置设置在所述气囊(30)内；或， 所述气囊(30)的侧壁上设有将内腔和所述气压检测装置连通的气压检测口。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于动作仿生的动作驱动装置，包括第一连杆、第二连杆、柔性材质形成的空心气囊以及用于对气囊进行供气或排气的气动装置。第一连杆、第二连杆以端部相互铰接，气囊包括两相对的第一端、第二端分别与第一连杆和第二连杆连接，形成三角形结构。气动装置对气囊内充气或排气，使得气囊可在一个充有气体的第一状态和一个充有气体的第二状态之间转换，且第一状态的充气量小于第二状态的充气量。气囊在第一状态时，第一端、第二端之间的长度伸长，增大第一连杆、第二连杆之间的夹角；气囊在第二状态时，第一端、第二端之间的长度缩短，缩小第一连杆、第二连杆之间的夹角。实现类似关节的屈伸动作，近似人体的肌肉伸缩，过程柔和。
【IPC分类】B25J9-00, F15B11-06, F16H47-02
【公开号】CN204610745
【申请号】CN201520025212
【发明人】不公告发明人
【申请人】冯旭明
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月14日