[發明專利]一種應用于機器人的仿生脊柱

在審

• 申請號: 202110402839.8
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN112976015A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 馬東林
• 申請（專利權）人: 馬東林
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/10;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種仿生脊柱的圓柱形電磁鐵，其特征是

圓柱形電磁鐵的上半截(上部)的上端面由外圓鐵芯一(凹外鐵芯)、圓形線圈(線圈)、鐵芯一(凹內鐵芯)構成了一個由外到里的平底型(平底)漏斗(錐形凹槽)，且它們的漏斗形斜面都是向內斜的；

圓柱形電磁鐵的下半截(下部)的下端面由外圓鐵芯二(凸外鐵芯)、圓形線圈(線圈)、鐵芯二(凸內鐵芯)構成了一個由外到里的平頂型(平頂)漏斗(錐形凸出)，且它們的漏斗形斜面都是向外斜的；

圓柱形電磁鐵的上半截(上部)的下端面和圓柱形電磁鐵的下半截(下部)的上端面結合后，它們能形成一個完整的圓柱體，且為圓形線圈(線圈)提供完整的磁通回路，完整的磁回路包括以下四個空氣間隙，

空氣間隙一是上半截(上部)的上端面，由鐵芯一(凹內鐵芯)離開后經過圓形線圈(線圈)的端面附近后從外圓鐵芯一(凹外鐵芯)進入(凹磁感線)，

空氣間隙二是圓形線圈(線圈)的內部鐵芯接觸部分，由鐵芯二(凸內鐵芯)的上端面離開從鐵芯一(凹內鐵芯)的下端面進入，

空氣間隙三是圓形線圈(線圈)的外部鐵芯接觸部分，由外圓鐵芯一(凹外鐵芯)的下端面離開從外圓鐵芯二(凸外鐵芯)的上端面進入；

空氣間隙四是下半截(下部)的下端面，由外圓鐵芯二(凸外鐵芯)離開后經過圓形線圈(線圈)的端面附近后從鐵芯二(凸內鐵芯)進入(凸磁感線)；

外圓鐵芯二(凸外鐵芯)的外壁上有圓形線圈(線圈)的導線引出過孔(出線孔)。

2.一種仿生脊柱的圓形凹槽電磁鐵，其特征是

由外圓鐵芯(凹外鐵芯)、圓形線圈(線圈)、鐵芯(凹內鐵芯)構成了一個由外到里的平底型(平底)漏斗(錐形凹槽)，其中，外圓鐵芯(凹外鐵芯)和鐵芯(凹內鐵芯)是一個磁回路整體且具有環狀空間，中空型圓形線圈(線圈)嵌于環狀空間之中構成一個完整的平底型(平底)漏斗(錐形凹槽)；

凹槽電磁鐵的磁感線(凹磁感線)由外圓鐵芯(凹外鐵芯)離開后經過圓形線圈(線圈)的端面附近后從鐵芯(凹內鐵芯)進入；

外圓鐵芯(凹外鐵芯)的外壁上有圓形線圈(線圈)的導線引出過孔(出線孔)。

3.一種仿生脊柱的圓錐型電磁鐵，其特征是

由外圓鐵芯(凸外鐵芯)、圓形線圈(線圈)、鐵芯(凸內鐵芯)構成了一個由外到里的平頂型(平頂)漏斗(錐形凸出)，其中，外圓鐵芯(凸外鐵芯)和鐵芯(凸內鐵芯)是一個磁回路整體且具有環狀空間，中空型圓形線圈(線圈)嵌于環狀空間之中構成一個完整的平頂型(平頂)漏斗(錐形凸出)；

圓錐形電磁鐵的磁感線(凸磁感線)由外圓鐵芯(凸外鐵芯)離開經過圓形線圈(線圈)的端面附近后從鐵芯(凸內鐵芯)進入；

外圓鐵芯(凸外鐵芯)的外壁上有圓形線圈(線圈)的導線引出過孔(出線孔)。

4.一種仿生脊柱的圓盤架形式的電磁鐵架，其特征是

力臂一(Lat)、力臂二(Lbt)、力臂三(Lct)的始端以圓環(限位環)為共同的中心固定后互為120度角，且它們在同一平面上(水平面)；

力臂一(Lat)的末端安裝了圓錐形電磁鐵一(Ma_top)且圓錐向下，力臂二(Lbt)的末端安裝了圓錐形電磁鐵二(Mb_top)且圓錐向下，力臂三(Lct)的末端安裝了圓錐形電磁鐵三(Mc_top)且圓錐向下，力臂一(Lat)、力臂二(Lbt)、力臂三(Lct)的長度相等；

在力臂一(Lat)、力臂二(Lbt)、力臂三(Lct)的始端分別安裝了三個相同的傳感器(電位器RPct)，當力臂(Lct)受到向上的力(Ft)時，傳感器(電位器RPct)的滑動端(弧形叉)可以通過限位裝置(限位球)產生作用力(Fr)并改變傳感器(電位器RPct)的電信號，當力臂(Lct)向上的力(Ft)失去時傳感器(電位器RPct)可以通過自身的彈簧(復位彈簧)恢復到原來的電信號；

在穿過圓環(限位環)的限位裝置(限位球)上固定有一根立柱(定位柱)，圓環(限位環)的內直徑小于限位裝置(限位球)的直徑且大于立柱(定位柱)的直徑，

立柱(定位柱)的下端固定了三個互為120度角的力臂四(Lab)、力臂五(Lbb)、力臂六(Lcb)的始端，且它們在同一平面上(水平面)；

力臂四(Lab)的末端安裝了圓槽型電磁鐵一(Ma_btm)且圓槽向上，力臂五(Lbb)的末端安裝了圓槽型電磁鐵二(Mb_btm)且圓槽向上，力臂六(Lcb)的末端安裝了圓槽型電磁鐵三(Mc_btm)且圓槽向上，力臂四(Lab)、力臂五(Lbb)、力臂六(Lcb)的長度相等；

在空間位置上，力臂一(Lat)與力臂四(Lab)在頂視圖中是重合的，且圓錐形電磁鐵一(Ma_top)的圓錐陷入圓槽型電磁鐵一(Ma_btm)的圓槽中，力臂二(Lbt)與力臂五(Lbb)在頂視圖中是重合的，且圓錐形電磁鐵二(Mb_top)的圓錐陷入圓槽型電磁鐵二(Mb_btm)的圓槽中，力臂三(Lct)與力臂六(Lcb)在頂視圖中是重合的，且圓錐形電磁鐵三(Mc_top)的圓錐陷入圓槽型電磁鐵三(Mc_btm)的圓槽中；

上層活動的圓盤架依靠其三個力臂(Lat、Lbt、Lct)上的三個電磁鐵(Ma_top、Mb_top、Mc_top)產生的電磁力的矢量和的值(x1)，以圓環(限位環)為中心在限位裝置(限位球)的限位下繞立柱(定位柱)運動，運動的方式是在一定的方位(水平面)傾斜(偏離水平線)一定的角度但圓盤不旋轉。