柔性电磁驱动机械关节的制作方法

文档序号:13269304阅读:599来源:国知局
技术领域本实用新型提供的是机器人领域的部件,具体地说是柔性电磁驱动机械关节。

背景技术:
目前的机器人动作采用刚性的机械关节,由于机械部件相互动作,显得有些刚性,不柔和,而且受机械部件结构和尺寸的限制,制造起来很困难,甚至显得动作生硬。根据机器人工业的发展,越来越多地对机器人进行仿生处理与设计,所以柔性并且通过电磁驱动的机器人关节越来越重要,关系到机器人的升级换代。所以研究开发柔性电磁驱动的机械关节对机器人的发展至关重要。

技术实现要素:
为了实现机器人关节电磁驱动并具有柔性功能,本实用新型提供了柔性电磁驱动机械关节。该机械关节通过在关节肢体内设置电磁体串动作韧带,经过磁极方向的转变,使关节扭转,使肢体弯曲或伸直,实现机械关节的电磁驱动。解决机械关节电磁驱动与柔性设置的技术问题。本实用新型解决技术问题所采用的方案是:在关节臂外层包裹有外皮,在关节臂内装有电磁体串和感应线,外皮内的关节臂内充填有柔性硅胶体,在关节臂一端设有肢体转动关节,在肢体转动关节前端连接有前关节臂,在前关节臂的前端连接有夹手,夹手内设有夹手转动关节,在夹手转动关节内横向装有夹手电磁体串,在夹手上装有夹手臂,受夹手电磁体串的作用,实现夹手臂的开合。在关节臂另一侧连接有控制器,控制器内装有数据输入芯片,数据输入芯片与动作数据转换芯片电路连接,而动作数据转换芯片又与换向开关器电路连接,在换向开关器上连接电磁体串,而感应线则与数据输入芯片电路连接,用于感应电磁体串的动作状态,将信号反馈到数据输入芯片内,用于调节或输入计算机实现模拟控制与数据存储和转换。关节臂内的电磁体串围绕感应线圆周分布或上下两层分布。电磁体串间隔穿在弹性线上。电磁体串为圆形或椭圆形剖面,外层为电磁体外壳,电磁体外壳内部缠绕有电磁线圈。积极效果,本实用新型采用电磁驱动电磁体串韧带进行伸缩,并采用柔性硅胶体结构,所以,具有体积小,重量轻,结构简单,控制容易,特别是能够实现小型化。适宜作为机器人机械关节以及人体肢体器官替换采用。附图说明图1为本实用新型结构图;图2为本实用新型机械臂剖面图;图3为本实用新型电磁体串示意图;图4为本实用新型电磁体串剖面示意图。图中,1.控制器,2.数据输入芯片,3.动作数据转换芯片,4.换向开关器,5.关节臂,6.柔性硅胶体,7.电磁体串,7.1.弹性线,7.2.电磁体外壳,7.3.电磁线圈,8.感应线,9.肢体转动关节,10.夹手,11.夹手转动关节,12.夹手电磁体串,13.夹手臂。具体实施方式据图所示,在关节臂5外层包裹有外皮,在关节臂内装有电磁体串7和感应线8,外皮内的关节臂内充填有柔性硅胶体6,在关节臂一端设有肢体转动关节9,在肢体转动关节前端连接有前关节臂,在前关节臂的前端连接有夹手10,夹手内设有夹手转动关节11,在夹手转动关节内横向装有夹手电磁体串12,在夹手上装有夹手臂13,受夹手电磁体串的作用,实现夹手臂的开合。在关节臂另一侧连接有控制器1,控制器内装有数据输入芯片2,数据输入芯片与动作数据转换芯片3电路连接,而动作数据转换芯片又与换向开关器4电路连接,在换向开关器上连接电磁体串,而感应线则与数据输入芯片电路连接,用于感应电磁体串的动作状态,将信号反馈到数据输入芯片内,用于调节或输入计算机实现模拟控制与数据存储和转换。关节臂内的电磁体串围绕感应线圆周分布或上下两层分布。电磁体串间隔穿在弹性线7.1上。电磁体串为圆形或椭圆形剖面,外层为电磁体外壳7.2,电磁体外壳内部绕绕有电磁线圈7.3。工作原理:对于磁性元件来说,磁极同性相斥,异性相吸,而电磁体串呈线性分布在弹性线上,形成能够伸缩的韧带类组织,当所有电磁体串通入同一方向电流时,则相邻的电磁体串磁极相同,互相排斥,使电磁体串韧带伸长,而相对面不通入电流,则呈松弛状态,这样,关节臂为伸直状态。如果所有电磁体串通入反向电流,则关节臂呈收缩状态,由于电磁体串有序分布在关节臂内,所以能够实现关节臂的屈伸。肢体转动关节的作用是通过关节臂内电磁体串的工作状态,实现关节臂位置转换,实现关节转动的目的。夹手为开合结构,以夹手转动关节为轴,通过电磁体串的伸缩,实现夹手臂的开合,用于抓放物品或对物体施力。关节臂外皮采用硅橡胶,而关节臂内充填柔性硅胶体,外皮用于保护和包裹关节臂,而柔性硅胶体用于束缚电磁体串。特点:本实用新型采用电磁驱动原理设计机械臂,由于没有刚性部件,所以体积小,重量轻,能够实现小型化。本实用新型采用控制器控制,便于输入动作数据和调节数据参数,控制与驱使电磁体串的伸缩,实现力的转换。由于本实用新型具有柔性性质,因此所制成的关节外形与动作仿真,就像动物肢体结构,包括血管,韧带和肌肉的组合,本实用新型相当于韧带,因为韧带是实现肢体动作的动力来源。本实用新型不但适宜作为机器人的部件,也能作为单独功能的部件使用,还能作为人造关节用于人体缺失部分的补偿,诸如手臂,腿以及脚等活动部分。
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