专利名称：气动柔性扭转关节的制作方法
技术领域：
本实用新型属于扭转关节，尤其是气动柔性扭转关节，适用于设计制作机械手的场合。
背景技术：
当代电动机器人或液压控制机器人的所有驱动部件都是作往复运动或旋转运动。当它们被用来建造机器人的关节时，要把往复或旋转运动转换成所要求的其他运动方式，通常必需有一套机械装置。以这种方式设计的机器人关节可能具有高精确度和大输出功率。然而，它们趋向于体积大、结构复杂以及价格昂贵。而且灵活性也远远落后于人体的关节。
由于当代机器人驱动部件存在以上缺点，所以灵巧的机器人驱动部件的发展成为机器人制造者的共同兴趣所在，机器人工程师正在寻求驱动部件的新类型以取代那些旧的。我们正在设法发展一种新类型的气动柔性扭转关节，这种部件能直接应用于机器人关节的弯曲运动，特别是在微型化的机器人中的应用。
发明内容
本实用新型的任务是克服现有技术的缺点，提供一种结构简单合理，成本低廉，操作简便，使用效果好的气动柔性扭转关节。
气动柔性扭转关节，其特征是由气动柔性气缸1、金属片2、端盖3、4、固定盘5、中轴6和圆形转盘7所组成，气动柔性气缸1的左右两端分别与端盖3、4相连接，气动柔性气缸1上部设置金属片2，该金属片2分别与左右两端的端盖3、4相连接，端盖3有一通孔和外界大气连通，气动柔性气缸1与端盖4相连的一端是封闭的，两个大小相同的气动柔性气缸1呈轴对称左右安置在固定盘5上，固定盘5上装有中轴6，中轴6上端固定有圆形转盘7，气动柔性气缸1与端盖3相连的一端同时和固定盘5相连，同时气动柔性气缸1与端盖4相连的一端同时和圆形转盘7相连，圆形转盘7和固定轴一起可以围绕着中轴6，相对于固定盘5作自由转动。
本实用新型与现有技术相比，其结构简单合理，采用气动技术，模拟人类关节的扭转运动过程，达到用于机器人关节的弯曲扭转运动的能力，成本低廉，操作简便，使用效果好，具有较大的实施价值。
图1为初始状态的气动柔性扭转关节结构示意图。
其中1-气动柔性气缸，2-金属片，3、4-端盖，5-固定盘，6-中轴，7-圆形转盘图2为充气状态的气动柔性扭转关节结构示意图。
其中1-气动柔性气缸，2-金属片，3、4-端盖，5-固定盘，6-中轴，7-圆形转盘具体实施方式
附图1和附图2为本实用新型的一个实施例。如附图1所示，本实用新型的实施方案为气动柔性扭转关节，其特征是由气动柔性气缸1、金属片2、端盖3、4、固定盘5、中轴6和圆形转盘7所组成，气动柔性气缸1的左右两端分别与端盖3、4相连接，气动柔性气缸1上部设置金属片2，该金属片2分别与左右两端的端盖3、4相连接，端盖3有一通孔和外界大气连通，气动柔性气缸1与端盖4相连的一端是封闭的，两个大小相同的气动柔性气缸1呈轴对称左右安置在固定盘5上，固定盘5上装有中轴6，中轴6上端固定有圆形转盘7，气动柔性气缸1与端盖3相连的一端同时和固定盘5相连，同时气动柔性气缸1与端盖4相连的一端同时和圆形转盘7相连，圆形转盘7和固定轴一起可以围绕着中轴6，相对于固定盘5作自由转动。本实用新型的工作原理为当在两个气动柔性气缸1中通入压缩气体时，圆形转盘7将在气动柔性气缸1的推动下绕中轴6相对于固定盘5旋转一个角度，如图2所示。改变充气压力大小便可控制扭转角度。通过控制柔性扭转关节的充气压力的大小来最终控制扭转角度的大小，由闭环控制的方式实现对柔性关节转动角度的精确控制。在初始阶段，呈轴对称安置的两个气动柔性气缸1处于自然长度状态，即轴向伸长量为0，如附图1所示；然后对两个气动柔性气缸1都通入压强为P的压缩空气，气动柔性气缸1由于受到气体压力拉伸变长，由于气动柔性气缸1的一端与固定盘相连，与圆形转盘7脱开；而另一端与固定盘5脱开，与圆形转盘7相连，故圆形转盘7将在伸长的气动柔性气缸1的推动下，绕中轴6相对于固定盘5旋转一个角度2α(每个伸长的圆柱形弹性壳的扭转角度贡献为角度α)，如附图2所示，这样就实现了扭转角度的大小的最终控制。
权利要求1.气动柔性扭转关节，其特征是由气动柔性气缸(1)、金属片(2)、端盖(3)、(4)、固定盘(5)、中轴(6)和圆形转盘(7)所组成，气动柔性气缸(1)的左右两端分别与端盖(3)、(4)相连接，气动柔性气缸(1)上部设置金属片(2)，该金属片(2)分别与左右两端的端盖(3)、(4)相连接，端盖(3)有一通孔和外界大气连通，气动柔性气缸(1)与端盖(4)相连的一端是封闭的，两个大小相同的气动柔性气缸(1)呈轴对称左右安置在固定盘(5)上，固定盘(5)上装有中轴(6)，中轴(6)上端固定有圆形转盘(7)，气动柔性气缸(1)与端盖(3)相连的一端同时和固定盘(5)相连，同时气动柔性气缸(1)与端盖(4)相连的一端同时和圆形转盘(7)相连，圆形转盘(7)和固定轴一起可以围绕着中轴(6)，相对于固定盘(5)作自由转动。
专利摘要气动柔性扭转关节，其特征是由气动柔性气缸(1)、金属片(2)、端盖(3)、(4)、固定盘(5)、中轴(6)和圆形转盘(7)所组成。两个大小相同的气动柔性气缸(1)呈轴对称左右安置在固定盘(5)上，圆形转盘(7)和固定轴一起可以围绕着中轴(6)，相对于固定盘(5)作自由转动。当在两个气动柔性气缸(1)中通入压缩气体时，圆形转盘(7)将在气动柔性气缸(1)的推动下绕中轴(6)相对于固定盘(5)旋转一个角度，形成模拟机器人的扭转运动过程。其结构简单合理，成本低廉，工作可靠，响应速度快，使用效果好，具有较大的实施价值。
文档编号F15B15/00GK2628779SQ0325564
公开日2004年7月28日 申请日期2003年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者张立彬, 杨庆华, 沈建冰, 阮健 申请人:浙江工业大学