一种双层多气路软体驱动器的制作方法

本实用新型涉及软体机器人的技术领域，尤其涉及一种能够实现多重运动的双层多气路软体驱动器。

背景技术：

目前，目前能够实现多重运动的软体驱动器主要有气动组驱动器和气动网驱动器。气动组驱动器是由多个单一运动的弹性管组成，通过分别控制对应弹性管的气压，通过压差实现各种各样的运动。这组软体驱动器的缺点是由多个弹性管组成，要想实现弯曲、平移、伸缩等运动，至少需要6个弹性管，所占空间比较大。

气动网驱动器由硅胶浇铸或软刻蚀技术制作，通过内部结构的设计，控制每个气室的压力大小，实现各种运动。目前现有的气动网驱动器是由一个可扩展的顶层和一个不能伸展的底层组成，驱动器的顶层在空腔内壁之间有缺口，该驱动器主要实现弯曲运动，不能同时实现伸缩和平移运动。

故需要设计一种能够同时实现弯曲、平移、伸缩等运动的软体驱动器。

技术实现要素：

技术问题：本实用新型提出了一种双层多气路软体驱动器，利用一个弹性管，通过内部结构的设计，能同时实现弯曲、平移、伸缩等运动。

技术方案：本实用新型的一种双层多气路软体驱动器，该驱动从上至下依次包括上层结构和下层结构；

上层结构包括内部相互独立封闭的四路气道，按顺时针依次为第一路气道、第二路气道、第三路气道、第四路气，将所述软体驱动器的上层结构均匀分成4个部分；第一路气道、第二路气道、第三路气道、第四路气道分别包括四个工作气室和三个辅助气室，工作气室与辅助气室间隔分布，互相连通，从上至下依次为第一工作气室、第一辅助气室、第二工作气室、第二辅助气室、第三工作气室、第三辅助气室和第四工作气室；

下层结构包括内部相互独立封闭的四路气道第五路气道、第六路气道、第七路气、第八路气道和位于底部的连接层；所述第五路气道、第六路气道、第七路气道、第八路气道按顺时针分布，将该软体驱动器的下层结构的中上部均匀分成个部分，第五路气道、第六路气道、第七路气道、第八路气道分别包括四个工作气室和三个辅助气室，工作气室与辅助气室间隔分布，互相连通，从上至下依次为第五工作气室、第五辅助气室、第六工作气室、第六辅助气室、第七工作气室、第七辅助气室和第八工作气室；底部连接层为实心结构，实现所述软体驱动器的安装；

上层结构与下层结构之间为固定连接，两层连接处为实心区域，上层结构内部的第一路气道、第二路气道、第三路气道、第四路气道与下层结构内部的第五路气道、第六路气道、第七路气道、第八路气道分别一一对应，即上层结构中的第一路气道对应下层结构中的气道第五路气道，上层结构中的第二路气道对应下层结构中的第六路气道，上层结构中的第三路气道对应下层结构中的第七路气道，上层结构中的第四路气道对应下层结构中的第八路气道，气道内部结构完全相同。

优选的，所述工作气室的径向长度大于所述辅助气室的径向长度；所述工作气室的轴向高度小于所述辅助气室的轴向高度；所述工作气室与辅助气室的侧面壁厚相同，两相邻气道之间的壁厚大于气道与外部空间的壁厚，即四分之一圆半径一侧的壁厚大于圆弧一侧的直径；所述气道顶部工作气室的上部封面与所述气道底部工作气室的下部封面的厚度相同，大于两相邻气道间的厚度；所述相邻的两个工作气室，外部之间有缺口，缺口的径向高度与气道与外部空间的壁厚相同。

优选的，所述软体驱动器为柔性，通过向上层结构和下层结构的不同气道第一路气道、第二路气道、第三路气道、第四路气道、第五路气道、第六路气道、第七路气道、第八路气道充放气，控制每个气道内部的压力大小，实现弯曲、平移，伸展变形。

优选的，所述软体驱动器通过3D打印机打印的模具，由硅胶浇铸而成。

有益效果：

1.本实用新型利用一个弹性管，通过内部结构设计实现弯曲，伸缩，平移等多重运动。

2.本实用新型通过向不同的通道内充放气，既可以实现弯曲、伸缩运动，也可以实现平移运动。

2.本实用新型可以实现八个方向的弯曲和平移运动，本实用新型可实现的弯曲运动包括上层弯曲，下层弯曲和全弯曲运动。

附图说明

图1是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的主视图和三维视图。

图2是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的剖视图。

图3是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的局部放大视图。

图4a是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的伸展运动示意图。

图4b是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的平移运动示意图。

图4c是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的下层弯曲运动示意图。

图4d是本实用新型一种双层多气路软体驱动器的上层弯曲运动示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对本实用新型进一步说明。应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1至图4所示，本实用新型公开一种双层多气路软体驱动器，从上至下依次包括上层结构1和下层结构2；

上层结构1包括内部相互独立封闭的四路气道，按顺时针依次为第一路气道1-1、第二路气道1-2、第三路气道1-3、第四路气道1-4，将所述软体驱动器的上层结构1均匀分成4个部分；第一路气道1-1、第二路气道1-2、第三路气道1-3、第四路气道1-4包括四个工作气室和三个辅助气室，工作气室与辅助气室间隔分布，互相连通，从上至下依次为第一工作气室 1-1.1、第一辅助气室1-1.2、第二工作气室1-1.3、第二辅助气室1-1.4、第三工作气室1-1.5、第三辅助气室1-1.6和第四工作气室1-1.7；

下层结构2包括内部相互独立封闭的四路气道第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4和位于底部的连接层2-5；所述第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4按顺时针方向分布，将该软体驱动器的下层结构2的中上部均匀分成4个部分，第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4分别包括四个工作气室和三个辅助气室，工作气室与辅助气室间隔分布，互相连通，底部连接层 2-5为实心结构，实现本实用新型一种双层多气路软体驱动器的安装；

上层结构1与下层结构2之间为固定连接，两层连接处为实心区域，上层结构1内部的第一路气道1-1、第二路气道1-2、第三路气道1-3、第四路气道1-4与下层结构2内部的第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4分别一一对应，即上层结构1 中的第一路气道1-1对应下层结构2中的气道第五路气道2-1，上层结构1中的第二路气道 1-2对应下层结构2中的第六路气道2-2，上层结构1中的第三路气道1-3对应下层结构2中的第七路气道2-3，上层结构1中的第四路气道1-4对应下层结构2中的第八路气道2-4，气道内部结构完全相同。

参阅图3，所述工作气室的径向长度大于所述辅助气室的径向长度；所述工作气室的轴向高度小于所述辅助气室的轴向高度；所述工作气室与辅助气室的侧面壁厚相同，两相邻气道之间的壁厚大于气道与外部空间的壁厚，即四分之一圆半径一侧的壁厚大于圆弧一侧的壁厚；所述气道顶部工作气室的上部封面与所述气道底部工作气室的下部封面的厚度相同，大于两相邻气道间的厚度；所述相邻的两个工作气室，外部之间有缺口，缺口的径向高度与气道与外部空间的壁厚相同。

参阅如图2和图4，所述软体驱动器为柔性，通过向上层结构1和下层结构2的不同气道第一路气道1-1、第二路气道1-2、第三路气道1-3、第四路气道1-4、第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4充放气，控制每个气道内部的压力大小，实现弯曲、平移，伸展变形；该软体驱动器可实现八个方向的平移和弯曲运动，所能实现的弯曲运动包括上层弯曲，下层弯曲和全弯曲运动；当同时向气道第一路气道1-1、第二路气道 1-2、第三路气道1-3、第四路气道1-4、第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4充气时，可实现如图4a所示的伸展运动，当同时向气道第一路气道1-1、第二路气道1-2、第三路气道1-3、第四路气道1-4充气和同时向气道第五路气道2-1、第六路气道2-2、第七路气道2-3、第八路气道2-4充气时，也可实现伸展运动；当同时向气道第一路气道1-1、第四路气道1-4、第五路气道2-1、第七路气道2-3充气时，可实现如图4b所示的平移运动，同时向沿着对角分布的上层结构1的气道和下层结构2的气道(比如第一路气道 1-1和第八路气道2-4)充气，可实现不同方向的平移运动；当同时向气道第五路气道2-1、第七路气道2-3充气时，可实现如图4c所示的下层弯曲运动，同时向着一至三个下层结构2 的气道充气，可实现不同方向的下层弯曲运动；当同时向气道第一路气道1-1、第三路气道 1-3充气时，可实现如图4d所示的上层弯曲运动，同时向着一至三个上层结构1的气道充气，可实现不同方向的上层弯曲运动；当同时向一至三个上下一一对应的一对气道(比如第一路气道1-1和第五路气道2-1)充气时，可实现不同方向的全弯曲运动。

所述软体驱动器通过3D打印机打印的模具，由硅胶浇铸而成。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。例如，所述软体驱动器的层数可以根据需要酌量增减，每层包含气道的数量也可根据需要酌量增减。