[發(fā)明專利]一種氣體或液體機(jī)械肌肉群

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710459109.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107081748B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常家東;王海霞;岳遂錄;鄒武;趙海軍;賈貴西
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽(yáng)理工學(xué)院
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10
• 代理公司: 洛陽(yáng)華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41203
• 代理人: 張曉楠

一種氣體或液體機(jī)械肌肉群，包括控制器(4)、兩個(gè)肌肉索連接器(1)，兩個(gè)肌肉索連接器(1)之間布設(shè)有多條并聯(lián)的機(jī)械肌肉索(2)；每條機(jī)械肌肉索(2)由若干個(gè)機(jī)械肌肉單元(3)串聯(lián)組成，其兩端分別設(shè)有第一總接線端(21)、第二總接線端(22)；多個(gè)第一總接線端(21)在一個(gè)肌肉索連接器(1)中并聯(lián)設(shè)置后與控制器(4)相連，多個(gè)第二總接線端(22)在另一個(gè)肌肉索連接器(1)中并聯(lián)設(shè)置后與控制器(4)相連。本發(fā)明提出的機(jī)械肌肉群結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可小微型化批量生產(chǎn)，成本低，同時(shí)借助氣體或液體的特性，肌肉收縮、放松過(guò)程緩慢平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)化、精細(xì)化的操作，非常適用于小微型機(jī)器人領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械肌肉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氣體或液體機(jī)械肌肉群。

背景技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用中，目前機(jī)器人的機(jī)械臂主要是通過(guò)電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)和液壓三種驅(qū)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種功能，但由于其結(jié)構(gòu)決定了尺寸不可能實(shí)現(xiàn)小型化和微型化，因此在小微型機(jī)器人上的應(yīng)用受到限制。此外，現(xiàn)有機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度不高、運(yùn)動(dòng)方式僵硬，難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、精準(zhǔn)化的操作。有鑒于上述現(xiàn)有機(jī)械臂存在的問(wèn)題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的機(jī)械肌肉群，能夠解決現(xiàn)有存在的問(wèn)題，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷研究、設(shè)計(jì)，并反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出具有實(shí)用性的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有機(jī)械肌肉存在的缺陷，而提出一種可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械肌肉微型化的機(jī)械肌肉群，并將其應(yīng)用于小微型機(jī)器人上以實(shí)現(xiàn)精度高、靈活性強(qiáng)的操作，從而更加適于實(shí)用。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種氣體或液體機(jī)械肌肉群，包括控制器4、兩個(gè)肌肉索連接器1，兩個(gè)肌肉索連接器1之間布設(shè)有多條并聯(lián)的機(jī)械肌肉索2；每條機(jī)械肌肉索2由若干個(gè)機(jī)械肌肉單元3串聯(lián)組成，其兩端分別設(shè)有第一總接線端21、第二總接線端22；多個(gè)第一總接線端21在一個(gè)肌肉索連接器1中并聯(lián)設(shè)置后與控制器4相連，多個(gè)第二總接線端22在另一個(gè)肌肉索連接器1中并聯(lián)設(shè)置后與控制器4相連。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的氣體或液體機(jī)械肌肉群，每個(gè)所述機(jī)械肌肉單元3包括動(dòng)磁鋼31、軟鐵芯36及夾固在二者之間的彈性囊33，該動(dòng)磁鋼31、軟鐵芯36上分別凸設(shè)一單元連接器32；該軟鐵芯36沿圓周方向布設(shè)有勵(lì)磁線圈35，該勵(lì)磁線圈35具有兩個(gè)接線端；該彈性囊35由彈力膜34包裹氣體或液體組成；

若干個(gè)機(jī)械肌肉單元3的勵(lì)磁線圈35的一個(gè)接線端并聯(lián)形成第一總接線端21，另一個(gè)接線端并聯(lián)形成第二總接線端22。

前述的氣體或液體機(jī)械肌肉群，相鄰的兩個(gè)機(jī)械肌肉單元3通過(guò)單元連接器32相連。

前述的氣體或液體機(jī)械肌肉群，所述軟鐵芯36沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽，勵(lì)磁線圈35布設(shè)在該環(huán)形凹槽內(nèi)。

本發(fā)明由控制器對(duì)多條機(jī)械肌肉索施加控制電流，各條肌肉索的機(jī)械肌肉單元的勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生收縮力和收縮位移，每條機(jī)械肌肉索的收縮力等于單個(gè)機(jī)械肌肉單元的收縮力，每條機(jī)械肌肉索的收縮位移等于各個(gè)機(jī)械肌肉單元收縮位移之和；機(jī)械肌肉群的收縮力等于多條機(jī)械肌肉索的收縮力之和，機(jī)械肌肉群的收縮位移等于單個(gè)機(jī)械肌肉索的收縮位移。本發(fā)明解決了機(jī)械肌肉群在控制器控制電流的作用下產(chǎn)生任意收縮位移及擴(kuò)大機(jī)械肌肉收縮力的技術(shù)問(wèn)題，控制器施加的控制電流大，機(jī)械肌肉群的收縮力和收縮位移大；控制器施加的控制電流小，機(jī)械肌肉群的收縮力和收縮位移小，控制電流為零，機(jī)械肌肉群放松復(fù)位.

本發(fā)明提出的機(jī)械肌肉群結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可小微型化批量生產(chǎn)，成本低，同時(shí)借助氣體或液體的特性，肌肉收縮、放松過(guò)程緩慢平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)化、精細(xì)化的操作，非常適用于小微型機(jī)器人領(lǐng)域。