双管套装型气动人工肌肉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于气动人工技术领域，特别涉及一种双管套装型气动人工肌肉。
【背景技术】
[0002]气动肌肉作为新型气动执行元件，与生物肌肉具有很大的相似性，且具有柔性高、重量轻、使用方便、响应速度快、成本低廉等优点，在机器人、仿生机械等领域中有着广泛的应用。气动肌肉主要由充气弹性软管、约束弹性软管膨胀变形的编织网以及卡箍三部分组成。约束弹性软管变形的编织网是由两种缠绕方式的纤维丝编织而成，一组纤维丝绕软管左旋缠绕，另一组纤维丝绕软管右旋缠绕。
[0003]市面上成熟的气动肌肉有FESTO公司与SHADOW公司生产的气动肌肉，两种气动肌肉均有轴向主动收缩功能，但不具备沿轴向的主动旋转功能；同时，编织纤维丝之间的摩擦所产生的迟滞性问题难以得到解决。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术的缺陷和不足，提出了一种双管套装型气动人工肌肉。
[0005]为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案:它包括弹性外管、外纤维丝、弹性内管、内纤维丝、第一气管接头、第二气管接头、间隙、内管空腔、第一卡箍、第二卡箍、间隙通气口、内管空腔通气口 ；所述弹性外管和弹性内管均为橡胶弹性软管，充气后膨胀;且弹性外管直径要比弹性内管直径大，弹性外管套在弹性内管外部，弹性外管与弹性内管之间存在间隙；弹性外管表面缠绕着外纤维丝，外纤维丝采用右旋的缠绕方向，同时，弹性内管表面缠绕着内纤维丝，内纤维丝采用左旋的缠绕方向，外纤维丝与内纤维丝处于不同的圆柱面，空间上交织，组成编织网；弹性外管与弹性内管两端分别使用第一卡箍与第二卡箍密封;第二卡箍上，设有第一气管接头与第二气管接头;第一气管接头与第二气管接头用于与气源的连通;其中，第一气管接头连通的是弹性外管与弹性内管的间隙，第二气管接头连通的是弹性内管的内管空腔；间隙与内管空腔分别通过间隙通气口与内管空腔通气口实现充气与放气。
[0006]本发明采用双弹性软管套装设计，缠绕方向相反的外纤维丝与内纤维丝空间上组成编织网，保证气动肌肉充气收缩的同时，相比传统气动肌肉，大大减小了编织网中纤维丝之间的摩擦力，改善了气动肌肉的迟滞性;通过调整间隙与内管空腔中的气压大小，能够实现气动肌肉轴向逆时针或者顺时针的主动旋转，丰富了气动肌肉的驱动性能；与市面上同外径的气动肌肉相比，充入气体更少，更加节能；本发明改进了和丰富了传统气动肌肉性能，具有功能上的创新和扩展，值得应用。
【附图说明】
[0007]
图1是双管套装型气动人工肌肉透视图；
图2是双管套装型气动人工肌肉径向截面图；
图中，1、弹性外管;2、外纤维丝;3、弹性内管;4、内纤维丝;5、第一气管接头;6、第二气管接头;7、间隙;8、内管空腔;9、第一卡箍;10、第二卡箍;11、间隙通气口； 12、内管空腔通气
□ O
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0009]如图1、图2所示，本发明包括弹性外管1、外纤维丝2、弹性内管3、内纤维丝4、第一气管接头5、第二气管接头6、间隙7、内管空腔8、第一卡箍9、第二卡箍10、间隙通气口 11、内管空腔通气口 12;所述弹性外管I和弹性内管3均为橡胶弹性软管，充气后膨胀;且弹性外管I直径要比弹性内管3直径大，弹性外管I套在弹性内管3外部，弹性外管I与弹性内管3之间存在间隙7;弹性外管I表面缠绕着外纤维丝2，外纤维丝2采用右旋的缠绕方向，同时，弹性内管3表面缠绕着内纤维丝4，内纤维丝4采用左旋的缠绕方向，外纤维丝2与内纤维丝4处于不同的圆柱面，空间上交织，组成编织网；弹性外管I与弹性内管3两端分别使用第一卡箍9与第二卡箍10密封;第二卡箍10上，设有第一气管接头5与第二气管接头6;第一气管接头5与第二气管接头6用于与气源的连通;其中，第一气管接头5连通的是弹性外管I与弹性内管3的间隙，第二气管接头6连通的是弹性内管3的内管空腔8;间隙7与内管空腔8分别通过间隙通气口 11与内管空腔通气口 12实现充气与放气。
[0010]双管套装型气动人工肌肉工作时，通过第一气管接头5与第二气管接头6分别向间隙7与内管空腔8中充气。由于外纤维丝2与内纤维丝4分别采用单一的右旋与左旋缠绕方向，向间隙7或内管空腔8中充气时，气动肌肉会轴向转动；调节间隙7与内管空腔8中的气压，使得弹性外管I与弹性内管3的转动力矩抵消，气动肌肉实现轴向收缩动作；调节间隙7中的气压大于内管空腔8中的气压，气动肌肉反右旋方向转动；调节内管空腔8中的气压大于间隙7中的气压，气动肌肉左旋方向转动;双管套装型气动人工肌肉不仅具有轴向的主动收缩功能，同时还具备沿轴向的主动旋转功能。
[0011]以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，凡是在不脱离本发明精神和范围的前提下对本发明所做的各种改变和改进，都不会超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.双管套装型气动人工肌肉，其特征在于，包括弹性外管(I)、外纤维丝(2)、弹性内管(3)、内纤维丝(4)、第一气管接头(5)、第二气管接头(6)、间隙(7)、内管空腔(8)、第一卡箍(9)、第二卡箍(10)、间隙通气口(11)、内管空腔通气口( 12);所述弹性外管(I)和弹性内管(3)均为橡胶弹性软管，充气后膨胀;且弹性外管I直径要比弹性内管3直径大，弹性外管(I)套在弹性内管(3)外部，弹性外管I与弹性内管3之间存在间隙(7);弹性外管(I)表面缠绕着外纤维丝(2)，外纤维丝(2)采用右旋的缠绕方向，同时，弹性内管(3)表面缠绕着内纤维丝(4)，内纤维丝(4)采用左旋的缠绕方向，外纤维丝(2)与内纤维丝(4)处于不同的圆柱面，空间上交织，组成编织网;弹性外管(I)与弹性内管(3)两端分别使用第一卡箍(9)与第二卡箍(10)密封;第二卡箍(10)上，设有第一气管接头(5)与第二气管接头(6);第一气管接头(5)与第二气管接头(6)用于与气源的连通;其中，第一气管接头(5)连通的是弹性外管(I)与弹性内管(3)的间隙，第二气管接头(6)连通的是弹性内管(3)的内管空腔(8);间隙(7)与内管空腔(8)分别通过间隙通气口(11)与内管空腔通气口(12)实现充气与放气。
【专利摘要】本发明属于气动人工技术领域，特别涉及一种双管套装型气动人工肌肉。本发明包括弹性外管、外纤维丝、弹性内管、内纤维丝、第一气管接头、第二气管接头、间隙、内管空腔、第一卡箍、第二卡箍、间隙通气口、内管空腔通气口；通过控制间隙与内管空腔中的气压大小关系，实现双管套装型气动人工肌肉的轴向主动收缩、沿轴向主动旋转功能；与市面上同型号的气动肌肉相比，该气动肌肉用气量更少，更加节能；本发明改进和丰富了气动肌肉性能，具有功能上的创新和扩展，值得应用。
【IPC分类】B25J9/10
【公开号】CN105666484
【申请号】CN201610217090
【发明人】王斌锐, 张斌, 王飞洋, 金英连, 严天宏
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月11日