CN106493726B - 一种双层多气路软体驱动器 - Google Patents

一种双层多气路软体驱动器 Download PDF

Info

Publication number
CN106493726B
CN106493726B CN201611055503.4A CN201611055503A CN106493726B CN 106493726 B CN106493726 B CN 106493726B CN 201611055503 A CN201611055503 A CN 201611055503A CN 106493726 B CN106493726 B CN 106493726B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air flue
road air
road
gas chamber
superstructure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611055503.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106493726A (zh
Inventor
张琪
张志胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201611055503.4A priority Critical patent/CN106493726B/zh
Publication of CN106493726A publication Critical patent/CN106493726A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106493726B publication Critical patent/CN106493726B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/14—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B25J9/065—Snake robots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双层多气路软体驱动器，该软体驱动器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，下层结构包括内部相互独立封闭的四路气道和位于底部的连接层；上层结构内部的四路气道与下层结构内部的四路气道一一对应，内部结构完全相同，分别将上层结构和下层结构的中上部均匀分成四个部分；每路气道包含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。该软体驱动器使用一根弹性管实现多重运动，具有占用空间小，运动形式多，运动方向全的优点。

Description

一种双层多气路软体驱动器
技术领域
本发明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。
发明内容
技术问题：本发明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：本发明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，通过向上层机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.本发明利用一个弹性管，通过内部结构设计实现弯曲，伸缩，平移等多重运动。
2.本发明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.本发明可以实现八个方向的弯曲和平移运动，本发明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是本发明一种双层多气路软体驱动器的主视图和三维视图。
图2是本发明一种双层多气路软体驱动器的剖视图。
图3是本发明一种双层多气路软体驱动器的局部放大视图。
图4a是本发明一种双层多气路软体驱动器的伸展运动示意图。
图4b是本发明一种双层多气路软体驱动器的平移运动示意图。
图4c是本发明一种双层多气路软体驱动器的下层弯曲运动示意图。
图4d是本发明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发明进一步说明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明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，本发明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，从上至下依次为第五工作气室2-1.1、第五辅助气室2-1.2、第六工作气室2-1.3、第六辅助气室2-1.4、第七工作气室2-1.5、第七辅助气室2-1.6和第八工作气室2-1.7；底部连接层2-5为实心结构，实现本发明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，通过向上层机构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发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明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。

Claims (4)

1.一种双层多气路软体驱动器，其特征在于：该驱动器 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)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(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，从上至下依次为第五工作气室(2-1.1)、第五辅助气室(2-1.2)、第六工作气室(2-1.3)、第六辅助气室(2-1.4)、第七工作气室(2-1.5)、第七辅助气室(2-1.6)和第八工作气室(2-1.7)；底部连接层(2-5)为实心结构，实现所述软体驱动器的安装；
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。
2.如权利要求1所述的一种双层多气路软体驱动器，其特征在于：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；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。
3.如权利要求1所述的一种双层多气路软体驱动器，其特征在于：所述软体驱动器为柔性，通过向上层结构(1)和下层结构(2)的不同气道即第一路气道(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。
4.如权利要求1所述的一种双层多气路软体驱动器，其特征在于：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。
CN201611055503.4A 2016-11-25 2016-11-25 一种双层多气路软体驱动器 Active CN106493726B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611055503.4A CN106493726B (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种双层多气路软体驱动器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611055503.4A CN106493726B (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种双层多气路软体驱动器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106493726A CN106493726A (zh) 2017-03-15
CN106493726B true CN106493726B (zh) 2018-10-23

Family

ID=58328837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611055503.4A Active CN106493726B (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种双层多气路软体驱动器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106493726B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107902001B (zh) * 2017-10-09 2019-09-27 上海交通大学 差动软体机器人
CN108263504A (zh) * 2018-03-21 2018-07-10 刘海成 一种气动仿生软体爬行机器人
CN108297955B (zh) * 2018-03-29 2023-07-04 燕山大学 一种仿生轮足式蠕动软体机器人
CN108621148A (zh) * 2018-05-07 2018-10-09 中国人民解放军国防科技大学 一种模块化的气控型软体伸缩机械臂
CN110497439A (zh) * 2018-05-16 2019-11-26 天津大学 一种带有楔形横纹结构的双关节变截面软体手
CN109719704B (zh) * 2018-11-13 2020-11-20 浙江大学 一种全柔性双向扭转执行器
CN110116422A (zh) * 2019-04-29 2019-08-13 天津大学 一种双驱动多模块软体末端连接装置
CN111231189B (zh) * 2020-01-14 2021-11-02 鹏城实验室 一种无缆水驱软体机器人、制造模具及其制造方法
CN115194729A (zh) * 2022-03-08 2022-10-18 厦门大学嘉庚学院 一种蛇形机器人橡胶气囊驱动装置及工作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325363A (en) * 1978-06-26 1982-04-20 Joseph Berkeley Posture training therapeutic neck support
JP2006087548A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Masanori Sugisaka マッスルトラウザ
CN202091363U (zh) * 2011-05-17 2011-12-28 厦门思尔特机器人系统有限公司 一种多通路旋转气室
CN204893948U (zh) * 2015-07-17 2015-12-23 苑雪山 柔性气动肌肉及柔性机器人
CN204916752U (zh) * 2015-07-28 2015-12-30 湖北神州建材有限责任公司 一种恒温控制料浆罐
CN206536470U (zh) * 2016-11-25 2017-10-03 东南大学 一种双层多气路软体驱动器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325363A (en) * 1978-06-26 1982-04-20 Joseph Berkeley Posture training therapeutic neck support
JP2006087548A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Masanori Sugisaka マッスルトラウザ
CN202091363U (zh) * 2011-05-17 2011-12-28 厦门思尔特机器人系统有限公司 一种多通路旋转气室
CN204893948U (zh) * 2015-07-17 2015-12-23 苑雪山 柔性气动肌肉及柔性机器人
CN204916752U (zh) * 2015-07-28 2015-12-30 湖北神州建材有限责任公司 一种恒温控制料浆罐
CN206536470U (zh) * 2016-11-25 2017-10-03 东南大学 一种双层多气路软体驱动器

Also Published As

Publication number Publication date
CN106493726A (zh) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106493726B (zh) 一种双层多气路软体驱动器
CN105730541B (zh) 气动多囊式软体爬壁机器人及其控制方法
US6463699B1 (en) Air beam construction using differential pressure chambers
CN108297089A (zh) 一种软体运动装置以及软体机器人
CN206536470U (zh) 一种双层多气路软体驱动器
US20180207814A1 (en) Distributed pressurization and exhaust systems for soft robots
CN214267928U (zh) 一种基于软体驱动器的仿水母水下机器人
CN110293581A (zh) 一种仿生软体机械臂及抓持系统
US9850922B2 (en) Soft buckling actuators
US20080000030A1 (en) Inflatable mattress
CN110524523A (zh) 一种模块化软体机械手
ITMI20071229A1 (it) Imbarcazione pneumatica
CN106144941B (zh) 车载空气动力装置
CN103158799B (zh) 柔性表面球形移动机器人
CN110900654B (zh) 一种充气式柔性轻质机械臂
CN111331586A (zh) 一种流体控制的逻辑软体驱动器
CN111482949A (zh) 一种新型柔性机械臂及其驱动方法
CN112373258A (zh) 一种气动水陆两栖软体仿生机器人
CN110116422A (zh) 一种双驱动多模块软体末端连接装置
CN111706752B (zh) 一种可弯曲的电视
CN208196802U (zh) 一种软体运动装置以及软体机器人
CN1425590A (zh) 薄膜结构
CN210616533U (zh) 一种含充气气囊的变体结构
CN211164030U (zh) 充气式柔性轻质机械臂
CN205931211U (zh) 一种系留艇充气尾翼结构及系留艇

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant