[發(fā)明專利]一種提供氣動(dòng)肌肉工作的獨(dú)立供氣氣動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610049075.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN105598964B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊繼壯;趙杰;張偉;孔彭城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/14
• 分類號(hào): B25J9/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 孟憲會(huì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠集成在移動(dòng)機(jī)器人本體上的氣動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及一種提供氣動(dòng)肌肉工作的獨(dú)立供氣氣動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣動(dòng)肌肉由于其質(zhì)量輕，體積小，輸出力大，具有被動(dòng)柔順性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人驅(qū)動(dòng)中，但是氣動(dòng)元件一般需要龐大沉重的氣源及其處理設(shè)備及調(diào)壓系統(tǒng)。為此，設(shè)計(jì)一種能夠集成在機(jī)器人本體中并且體積小巧的氣動(dòng)系統(tǒng)有著重要意義。

常規(guī)氣動(dòng)系統(tǒng)需要大體積氣缸儲(chǔ)存高壓氣體，并且通過壓力比例閥等調(diào)壓設(shè)備對(duì)氣動(dòng)肌肉充氣和排氣，而壓力比例閥等調(diào)壓設(shè)備體積質(zhì)量均較大，不利于集成在移動(dòng)機(jī)器人本體中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的氣動(dòng)系統(tǒng)需要大體積氣缸儲(chǔ)存高壓氣體，并且通過壓力比例閥調(diào)壓設(shè)備對(duì)氣動(dòng)肌肉充氣和排氣，存在不利于集成在移動(dòng)機(jī)器人本體中的問題，進(jìn)而提供一種提供氣動(dòng)肌肉工作的獨(dú)立供氣氣動(dòng)系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種提供氣動(dòng)肌肉工作的獨(dú)立供氣氣動(dòng)系統(tǒng)，它包括高壓艙、氣泵、低壓艙、空氣過濾閥、高壓艙壓力傳感器、電池、低壓艙壓力傳感器、開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)和氣動(dòng)執(zhí)行單元，高壓艙和低壓艙相對(duì)設(shè)置且高壓艙和低壓艙之間通過氣泵連通，電池接在氣泵上并為氣泵供電，高壓艙連接空氣過濾閥并通過開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)中的進(jìn)氣高速開關(guān)閥為氣動(dòng)執(zhí)行單元的氣動(dòng)肌肉提供氣源，低壓艙通過該開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)中的排氣高速開關(guān)閥為該氣動(dòng)肌肉提供排氣，高壓艙壓力傳感器用于測(cè)量高壓艙的艙內(nèi)壓力，低壓艙壓力傳感器用于測(cè)量低壓艙的艙內(nèi)壓力。

氣泵的進(jìn)氣口A端與低壓艙連接，氣泵的排氣口B端與高壓艙連接。

開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)包括進(jìn)氣高速開關(guān)閥和排氣高速開關(guān)閥，進(jìn)氣高速開關(guān)閥和排氣高速開關(guān)閥并聯(lián)設(shè)置并與空氣過濾閥或低壓艙連接。

氣動(dòng)執(zhí)行單元包括氣動(dòng)肌肉和工作壓力傳感器，氣動(dòng)肌肉和工作壓力傳感器并聯(lián)設(shè)置并與開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

1.本發(fā)明的高壓艙提供氣源供執(zhí)行單元工作后排氣到低壓艙，高低艙壓差減小，通過氣泵恢復(fù)高低艙之間的壓差。從而使本發(fā)明的氣動(dòng)系統(tǒng)與外部大氣隔離，形成可集成的獨(dú)立氣源。

2.本發(fā)明通過高速開關(guān)閥組控制氣動(dòng)肌肉的充氣和放氣，相對(duì)其他調(diào)壓閥，體積和質(zhì)量都有極大的減小，減小了一倍以上。將供電電池、開關(guān)閥、氣泵等相關(guān)組件配置在低壓艙內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊，有效縮減整個(gè)系統(tǒng)的體積，體積縮小了一倍以上。

3.本發(fā)明通過控制開關(guān)閥的高速開關(guān)來控制沖入肌肉密閉腔內(nèi)的氣體，從而達(dá)到控制肌肉收縮的目的。而高速開關(guān)閥具有體積小，質(zhì)量輕的特點(diǎn)，并且可以通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率控制氣動(dòng)肌肉等氣動(dòng)執(zhí)行元件的工作。相比其他調(diào)壓閥質(zhì)量和體積有了較大減小，與壓力比例閥相比，成本也有顯著的降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖；圖2為本發(fā)明氣動(dòng)系統(tǒng)一種安裝結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1至圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式一種提供氣動(dòng)肌肉工作的獨(dú)立供氣氣動(dòng)系統(tǒng)，它包括高壓艙1、氣泵2、低壓艙3、空氣過濾閥4、高壓艙壓力傳感器5、電池6、低壓艙壓力傳感器7、開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)20和氣動(dòng)執(zhí)行單元30，高壓艙1和低壓艙3相對(duì)設(shè)置且高壓艙1和低壓艙3之間通過氣泵2連通，電池6接在氣泵2上并為氣泵2供電，高壓艙1連接空氣過濾閥4并通過開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)20中的進(jìn)氣高速開關(guān)閥21為氣動(dòng)執(zhí)行單元30的氣動(dòng)肌肉31提供氣源，低壓艙3通過該開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)20中的排氣高速開關(guān)閥22為該氣動(dòng)肌肉提供排氣，高壓艙壓力傳感器5用于測(cè)量高壓艙1的艙內(nèi)壓力，低壓艙壓力傳感器7用于測(cè)量低壓艙3的艙內(nèi)壓力。

本實(shí)施方式的氣泵2由電池6供電，其進(jìn)氣口A端與低壓艙3相連，氣泵排氣口B端與高壓艙相連。通過氣泵2保持高壓與低壓艙之間的壓差，高壓艙1連接空氣過濾閥4通過開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)為氣動(dòng)執(zhí)行單元30提供氣源。高壓艙壓力傳感器5測(cè)量該艙內(nèi)壓力，低壓艙壓力傳感器測(cè)量該艙內(nèi)壓力。

氣泵2、開關(guān)氣動(dòng)系統(tǒng)20、電池6安置在低壓艙3中。高壓艙1和空氣過濾閥4安置在低壓艙外部。進(jìn)氣高速開關(guān)閥21連接高壓艙1與氣動(dòng)肌肉31，排氣高速開關(guān)閥22連接低壓艙3與氣動(dòng)肌肉31。兩個(gè)開關(guān)閥控制一條氣動(dòng)肌肉的充氣與放氣，所以開關(guān)閥數(shù)量和氣動(dòng)肌肉數(shù)量比為2:1。