一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人的制作方法_2

文档序号:9918671阅读:来源:国知局
髋关节驱动气动肌肉1-6安装在一组气动肌肉架体上,两个髋关节驱动气动肌肉1-6的一端通过两个气动肌肉第一连接件
1-5安装在气动肌肉架体的左右两端,两个髋关节驱动气动肌肉1-6的另一端通过一个髋关节5与大腿本体2连接,
[0023]两个大腿本体2和两个小腿本体3的结构相同,每个大腿本体2均包括密封壳上2-
1、大腿密封壳2-2、大腿骨骼上2-3、大腿骨骼下2-4、大腿骨骼连接件2-5和两个膝关节驱动气动肌肉2-6,大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4上下设置,大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2_4之间通过大腿骨骼连接件2-5连接,两个膝关节驱动气动肌肉2-6的一端与大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4的一端连接,两个膝关节驱动气动肌肉2-6的另一端与膝关节6连接,密封壳上2-1和大腿密封壳2-2分别密封盖装在大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4的上下两端;
[0024]足部4包括脚蹼连杆4-1、脚掌4-2、脚掌支撑4_3、四个脚趾4_4和脚蹼4_5,脚掌4_2通过脚掌支撑4-3与脚蹼连杆4-1连接,每个脚趾4-4与脚掌4-2转动连接,脚蹼4-5与四个脚趾4-4连接;
[0025]膝关节6包括固定基座A-1、旋转基座A-2、旋转轴A-3、静密封机构A-4、动密封机构A-5、第一轴承A-6、杠杆A-7、两个驱动器A-8和编码器A-9,
[0026]固定基座A-1和旋转基座A-2上下设置,旋转轴A-3竖直穿设在固定基座A-1和旋转基座A-2内,旋转轴A-3与固定基座A-1和旋转基座A-2之间的连接处通过动密封机构A-5密封,旋转基座A-2内通过静密封机构A-4与旋转轴A-3密封连接,编码器A-9安装在固定基座A-1内的旋转轴A-3的上端,杠杆A-7和第一轴承A-6依次套装在旋转轴A-3上,杠杆A-7与旋转轴A-3的上部相互配合实现联动,两个驱动器A-8的末端分别与杠杆A-7的一端连接;
[0027]静密封机构A-4包括第一密封圈A-4-1、旋转筋骨A-4-2和螺钉A-4-3,伸入到旋转基座A-2内的旋转轴A-3下部设有静密封阶梯台肩,旋转筋骨A-4-2的设有多个筋骨台肩,旋转筋骨A-4-2套装在旋转轴A-3下部的静密封阶梯台肩上,静密封阶梯台肩上部外侧壁与旋转筋骨A-4-2之间留有静密封空隙,第一密封圈A-4-1套装在静密封空隙内,螺钉A-4-3穿设在旋转筋骨A-4-2的下部;
[0028]动密封机构A-5包括第二密封圈A-5-1、V型密封圈A-5-2和套筒A-5-3,第二密封圈A-5-1套装在旋转轴A-3的外侧壁上,且第二密封圈A-5-1与固定基座A-1的壳体之间留有储油腔室,V型密封圈A-5-2套装在旋转轴A-3上并位于固定基座A-1的壳体的下部内侧壁与旋转基座A-2的上端之间,套筒A-5-3套装在旋转轴A-3的外侧壁上,且位于V型密封圈A-5-2的下端;
[0029]髋关节5包括髋关节轴5-1、髋关节轴承座5-2、两个气动肌肉第二连接件5-3和两个拉杆5-4,髋关节轴5-1的上部与基体骨骼上1-3和基体骨骼下1-4固定连接,髋关节轴承座5-2可转动套装在髋关节轴5-1上,髋关节轴5-1的下部与大腿骨骼下2-4转动连接,并且转动处通过动密封机构A-5密封,两个拉杆5-4的一端固连在大腿骨骼下2-4中,两个拉杆5-4另一端对称安装在髋关节轴承座5-2的两端,每个拉杆5-4还插在一个气动肌肉第二连接件5-3中,气动肌肉第二连接件5-3与一个髋关节驱动气动肌肉1-6连接。
[0030]踝关节结构与部分膝关节的结构相同,踝关节7包括旋转基座A-2、踝关节旋转轴H-1、与膝关节相同的动密封机构A-5、杠杆H-2和肌肉连接件H-3,踝关节旋转轴H-1安装在旋转基座A-2内,杠杆H-2固定安装在踝关节旋转轴H-1上,肌肉连接件H-3安装在杠杆H-2上,且安装在小腿本体3内的膝关节驱动气动肌肉与肌肉连接件H-3连接,旋转基座A-2与足部4之间通过与膝关节相同的动密封机构A-5密封连接。
[0031 ]其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0032]两个气动肌肉形成拮抗方式驱动关节,通过一个气动肌肉收缩一个气动肌肉舒张带动关节轴转动,进而实现蹬腿与收腿动作,能够精确和快速控制关节位置,并且可以调整关节刚度。
[0033]在本发明中壳体间需要密封防水,通过在两壳体结合处分别设置两层半圆凹槽,然后放置两条密封条机械压紧实现水密封。
[0034]本实施方式的大腿本体2包括大腿密封壳上2-1、大腿密封壳下2-2、大腿骨骼上2-
3、大腿骨骼下2-4、大腿骨骼连接件2-5和两个膝关节驱动气动肌肉2-6,大腿骨骼上2_3与大腿骨骼下2-4通过大腿骨骼连接件2-5固定连接,每个膝关节驱动气动肌肉2-6—端通过气动肌肉第一连接件1-5与大腿骨骼上2-3和大腿骨骼下2-4连接,每个膝关节驱动气动肌肉2-6另一端通过膝关节6与小腿本体3连接,大腿骨骼上2-3固定在大腿密封壳上2-1内部平面,大腿骨骼下2-4固定在大腿密封壳下2-2内部平面,大腿密封壳上2-1与大腿密封壳下
2-2密封连接,两个膝关节驱动气动肌肉2-6设置在大腿骨骼上2-3与大腿骨骼下2-4中间部位,且呈V字形设置在两侧与膝关节6构成拮抗式关节驱动。
[0035]本实施方式中足部4还包括四个套筒4-6,每个脚趾4-4通过套筒4-6与脚掌4-2转动连接,工作时完成脚蹼的开合,脚趾4-4上打有较多小孔,便于柔性脚蹼4-5与脚趾4-4固定连接。
[0036]本实施方式的髋关节5包括髋关节轴5-1、髋关节轴承座5-2、两个气动肌肉第二连接件5-3和两个拉杆5-4,髋关节轴5-1—端与基体骨骼上1-3和基体骨骼下1-4固定连接,髋关节轴5-1另一端与大腿骨骼下2-4转动连接,髋关节轴承座5-2与髋关节轴5-1转动连接,每个拉杆5-4—端与髋关节轴承座5-2连接,拉杆5-4另一端与大腿骨骼下2-4固定连接,每个气动肌肉第二连接件5-3—端与髋关节驱动气动肌肉1-6连接,气动肌肉第二连接件5-3另一端与拉杆5-4中部转动连接。
[0037]本实施方式中髋关节轴5-1与基体骨骼上1-3和基体骨骼下1-4固定连接是通过髋关节轴5-1连接端D型轴配合以及机械紧定实现的。
[0038]本发明中基体本体1、大腿本体2、小腿本体3和足部4为两两层叠方式设置,即两个大腿本体2始端设置在基体本体I末端上方,两个小腿本体3始端设置在大腿本体2末端下方,足部4始端设置在小腿本体3末端上方,这样可以根据需要调整两关节间距,不受内部机构几何参数影响。
[0039]本发明工作时,依靠气动肌肉充气后爆发性收缩,结合拮抗式肌肉配置,使得髋关节驱动气动肌肉1-6、膝关节驱动气动肌肉2-6和踝关节驱动气动肌肉3-2—侧肌肉收缩,另一侧肌肉舒张,带动髋关节5、膝关节6和踝关节7转动,进而拉动大腿本体2、小腿本体3和足部4运动,实现机器人游动时蹬腿与收腿动作。
[0040]【具体实施方式】二:结合图7至图8说明本实施方式,本实施方式的供气气动系统包括高压舱B-1、气栗B-2、低压舱B-3、空气过滤网B-4、高压舱压力传感器B-5、电池B-6、低压舱压力传感器B-7、两个开关气动系统B-20和两个气动执行单元B-30,高压舱B-1和低压舱B-3相对设置且高压舱B-1和低压舱B
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