[發明專利]一種真空驅動的圓柱體全柔性扭轉執行器

有效

• 申請號: 201810873574.8
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109079754B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 鄒俊;焦中棟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種真空驅動的圓柱體全柔性扭轉執行器。本發明包括上底面、執行器主體和下底面，執行器主體內部中空形成的環形空腔通過分隔形成沿周向均布的四個相互獨立的螺旋形氣室，四個螺旋形氣室均沿同一螺旋方向布置，螺旋形氣室上下貫穿布置于執行器主體而在執行器主體的上下端面形成扇形口；硅膠管經上底面穿出連接到外部氣源，氣源對螺旋形氣室抽真空后，執行器主體邊旋轉邊降低高度，氣源對氣室充氣后，執行器主體邊旋轉邊增加高度。本發明用真空驅動，可靠性更高，工作時不會出現執行器破裂的情況，且在扭轉角度、靈活性方面比傳統的扭轉執行器有了較大改進，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于柔性裝置領域，具體涉及一種圓柱體全柔性扭轉執行器。

背景技術

傳統的剛體機器人在人機交互作業中，可能會因為誤操作對人造成傷害，且難以抓取一些易碎的物體，而軟體機器人由于自身固有的柔順性，能適應人或者其他被操作物體的形狀，很好地解決了剛體機器人的弊端。軟體機器人完成扭轉運動需要一種柔性執行器為其提供扭轉運動，針對以上情況，有必要研究一種新型的圓柱體全柔性扭轉執行器來解決這些問題。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種圓柱體全柔性扭轉執行器，作為軟體機器人的基本運動模塊。

本發明所采用的技術方案如下：

本發明包括上底面、執行器主體和下底面，上底面和下底面分別密封連接到執行器主體的上下端面，上底面和下底面均為圓環狀且靠近內圓邊界處環狀布置有四塊扇形凸塊；

所述執行器主體為一圓環柱狀結構，圓環柱狀結構內部中空形成環形空腔，執行器主體的環形空腔通過分隔形成沿周向均布的四個相互獨立的螺旋形氣室，四個螺旋形氣室均沿同一螺旋方向布置，螺旋形氣室上下貫穿布置于執行器主體而在執行器主體的上下端面形成扇形口，同一螺旋形氣室的上下扇形口周向錯位布置，上下底面的扇形凸臺分別插裝到執行器主體的四個螺旋形氣室5上下開有的扇形口，使得執行器主體內部形成四個螺旋形氣室。

所述上底面的所有扇形凸塊上均開有一孔，硅膠管下端插裝連接于孔，硅膠管上端經上底面穿出連接到外部氣源，氣源對螺旋形氣室抽真空后，執行器主體正向扭轉同時帶動上底面和下底面之間的距離變近，即使得執行器主體邊旋轉邊降低高度，氣源對氣室充氣后，執行器主體正向扭轉時儲存的彈性勢能釋放，執行器主體反向扭轉同時帶動上底面和下底面之間的距離變遠，即使得執行器主體邊旋轉邊增加高度。

所述圓柱體全柔性扭轉執行器包括順時針圓柱體扭轉執行器和逆時針圓柱體扭轉執行器，順時針圓柱體扭轉執行器的螺旋形氣室的螺旋方向為順時針，逆時針圓柱體扭轉執行器的螺旋形氣室的螺旋方向為逆時針。

所述順時針圓柱體扭轉執行器的執行器主體朝順時針方向扭轉，逆時針圓柱體扭轉執行器的執行器主體朝逆時針方向扭轉。

所述圓柱體全柔性扭轉執行器均由柔性材料組成，執行器主體的柔性優于上下底面的柔性。

所述的上下底面邊緣處均勻開有四個小孔，用于與多個相鄰布置的所述圓柱體全柔性扭轉執行器或柔性運動模塊組合連接，從而實現更復雜的運動。

本發明的有益效果是：

本發明可以實現直線運動和扭轉運動的組合，運動靈活，制作簡單，在扭轉角度、靈活性方面比傳統的扭轉執行器有了較大改進，應用前景廣闊。

本發明用真空驅動，安全可靠，工作時不會出現執行器破裂的情況，比正壓驅動的扭轉執行器的壽命更長，且在漏氣的情況依然可以正常工作。

附圖說明

圖1是本發明的三維結構示意圖；

圖2是執行器主體的結構示意圖；

圖3是上底面和下底面的結構示意圖；