施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述:
[0020]如图1、图2和图3所示，一种具有混合动力源的三自由度柔顺驱动器，由并联设置的三根人工气动肌肉A1、人工气动肌肉B2、人工气动肌肉C3，第一端盖4、第二端盖5和中央固定盘6组成，第一端盖4和第二端盖5分别设置在人工气动肌肉A1、人工气动肌肉B2和人工气动肌肉C3的两端，中央固定盘6设置在人工气动肌肉A1、人工气动肌肉B2和人工气动肌肉C3的中部用以固定三根人工气动肌肉。通过对任意单根或两根人工气动肌肉充气，将导致三根人工气动肌肉的长度出现差异，于是本实用新型驱动器整体将向较短肌肉所在方向弯曲；若对三根人工气动肌肉充以同样气压，贝U可以实现驱动器整体的轴向伸缩；当充气压力减小时，气动肌肉在弹簧7的作用下，将逐渐回到初始的直线状态，由于气压驱动的分辨率较低，容易产生定位误差，可进一步通过钢丝13的微调实现精确位置补偿，本实用新型驱动器的气压可由空气压缩机、气瓶等提供，钢丝13的驱动装置可由伺服电机、步进电机等提供牵引。
[0021]人工气动肌肉A1、人工气动肌肉B2和人工气动肌肉C3均由硅胶管8构成，硅胶管8内设置弹簧7，硅胶管8的外部覆盖有尼龙编织套9，用以防止硅胶管8充气后过度膨胀，硅胶管8的两端分别设置有伸入硅胶管8内的第一端头10和第二端头11，第一端头10和第二端头11伸入硅胶管8内部的一端均设置有螺旋槽，用于与弹簧7相连接；第二端头11上设置有充放气接头12，可通过充放气接头12向硅胶管8充放气实现整根肌肉长度的大范围改变；硅胶管8内还设置有钢丝13和限制片14，可通过牵引钢丝13小范围调节人工气动肌肉长度。限制片14用于将钢丝13限制在硅胶管8管道中轴线上，其作用是保证钢丝13在运动过程中始终处于硅胶管8中心线附近，使丝驱动和气压驱动的作用力基本共线，避免力偏移导致的控制误差；限制片14的直径略小于硅胶管8的内径，本实施例中限制片14等间距的排列设置有三个。
[0022]钢丝13的一端固定连接于第一端头10，另一端通过第二端头11后分别穿出人工气动肌肉1，人工气动肌肉2和人工气动肌肉3，第二端头11内还设置有走丝通道和梯形槽，梯形槽内安装有橡胶塞15，橡胶塞15在保证钢丝13能够自由运动的同时也起到了密封的作用，橡胶塞15外还设置有密封端盖16。
[0023]本实用新型中人工气动肌肉的制作分为如下步骤:首先将内置弹簧7的硅胶管8拧在第一端头10，再将钢丝13固定于第一端头10，钢丝13经过硅胶管8内部在穿过第二端头11，将第二端头11与硅胶管8拧紧，将钢丝13穿过橡胶塞15然后再将橡胶塞放入第二端头11，用密封端盖16将橡胶塞15封死，最后将尼龙编织套9套在硅胶管8的外部，用尼龙扎带封闭尼龙编织套9。
[0024]本实用新型的工作原理如下:空气压缩机产生的气体由过滤器滤掉杂质和水分等，得到纯净的8bar恒定气压，气体再经过一个减压阀将压力降到5bar，然后通过电气比例阀可以调整进入人工气动肌肉中的气压，人工气动肌肉充气后伸长，实现位置的初步控制，进而通过钢丝13对人工气动肌肉的长度进行微调。由于人工气动肌肉内嵌弹簧7，在压力降低后会自动恢复到原状态。
【主权项】
1.一种具有混合动力源的三自由度柔顺驱动器，由并联设置的三根人工气动肌肉A(l)、人工气动肌肉B(2)、人工气动肌肉C(3)，第一端盖(4)、第二端盖(5)和中央固定盘(6)组成，其特征在于，人工气动肌肉A(1)、人工气动肌肉B(2)和人工气动肌肉C(3)均由内置有弹簧(7)的硅胶管(8)构成，所述硅胶管(8)的外部覆盖有尼龙编织套(9)用以防止硅胶管(8)充气后过度膨胀，所述硅胶管(8)的两端分别设置有伸入硅胶管(8)内的第一端头(10)和第二端头(11)，所述第二端头(11)上设置有充放气接头(12)，所述硅胶管(8)内还设置有钢丝(13)和用于将钢丝(13)限制在硅胶管⑶管道中轴线的限制片(14)，所述限制片(14)等间距的排列设置有至少三个；所述钢丝(13)的一端固定连接于第一端头(10)，另一端通过第二端头(11)后分别穿出人工气动肌肉A(l)、人工气动肌肉B(2)和人工气动肌肉C(3)，所述第二端头(11)与钢丝(13)之间设置有橡胶塞(15)用于密封，橡胶塞(15)外还设置有密封端盖(16)。2.根据权利要求1所述的一种具有混合动力源的三自由度柔顺驱动器，其特征在于，所述第二端头(11)内设置有走丝通道和用于放置橡胶塞(15)的梯形槽。3.根据权利要求1所述的一种具有混合动力源的三自由度柔顺驱动器，其特征在于，所述第一端头(10)和第二端头(11)伸入硅胶管(8)内部的一端均设置有用于与弹簧(7)相连接的螺旋槽。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有混合动力源的三自由度柔顺驱动器，由并联设置的三根人工气动肌肉、端盖和中央固定盘组成，每根人工气动肌肉由内置有弹簧的硅胶管构成，硅胶管的外部覆盖有尼龙编织套，所述硅胶管的两端分别设置有伸入硅胶管内的端头，其中一侧端头上设置有充放气接头，所述硅胶管内还设置有钢丝和用于将钢丝限制在硅胶管管道中轴线的限制片，所述钢丝的一端固定连接于端头，另一端通过另一侧端头后穿出人工气动肌肉。本实用新型提高了人工气动肌肉在低气压条件下的刚度，使得其在运动过程中更容易控制，且在气压撤除后能够自动恢复到初始的直线状态，完全满足高精度、高承载、大行程、快速响应等多样化的工程需求。
【IPC分类】B25J9/10
【公开号】CN205111850
【申请号】CN201520753917
【发明人】康荣杰, 郭勇
【申请人】天津大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月25日