CN108568811A - 仿生肌肉动力装置 - Google Patents

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金阳
罗亚非
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1075—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with muscles or tendons

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Abstract

本发明涉及一种仿生肌肉动力装置。该仿生肌肉动力装置包括弹性胶囊，弹性气囊的轴向两端设有开口，所述开口处固定连接有铰接接头，所述铰接接头通过开口伸入所述弹性胶囊内部，铰接接头与所述开口之间密封配合，铰接接头伸入弹性胶囊内部的一端设有径向尺寸大于开口的防脱段。该仿生肌肉动力装置与动物肌肉的相似度高，铰接接头伸入弹性胶囊内部的一端设有径向尺寸大于开口的防脱段，防脱段能够防止铰接接头弹性胶囊内脱出，保证了运动的可靠性；铰接接头通过开口伸入弹性胶囊内部进行安装固定，结构简单，设计成本低。

Description

仿生肌肉动力装置
技术领域
本发明涉及一种仿生肌肉动力装置。
背景技术
迄今为止，生物具有的功能比任何人工制造的机械都优越的多，如人体肌肉作为人类运动的驱动部分，具有较高的柔韧性和灵活性。仿生学便是人们研究生物体结构与功能的工作原理，并根据这些工作原理制造出适用于生产、学习和生活的技术。
公布号为CN103802126A，公布日为2014.05.21的中国专利申请公开了一种液压仿生肌肉，该液压仿生肌肉包括弹性胶囊和与弹性胶囊内部连通的高压油口，弹性胶囊的轴向两端固定连接有安装耳环，安装耳环即铰接接头，当通过高压油口向弹性胶囊内部加压时，弹性胶囊膨胀逐渐增大，在膨胀力的作用下，弹性胶囊轴向两端的铰接接头相对距离缩小，模拟肌肉的收缩状态；反之，当弹性胶囊内部泄压时，弹性胶囊轴向两端的铰接接头相对距离逐渐恢复，模拟肌肉的舒张状态。
现有技术中也有以气压作为动力源的气压仿生肌肉，为使仿生肌肉在运动过程中更加可靠，必须保证仿生肌肉的弹性胶囊与铰接接头连接的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运动可靠、结构简单的仿生肌肉动力装置。
为实现上述目的，本发明仿生肌肉动力装置的技术方案是：该仿生肌肉动力装置包括弹性胶囊，弹性气囊的轴向两端设有开口，所述开口处固定连接有铰接接头，所述铰接接头通过开口伸入所述弹性胶囊内部，铰接接头与所述开口之间密封配合，铰接接头伸入弹性胶囊内部的一端设有径向尺寸大于开口的防脱段。
其有益效果是：该仿生肌肉动力装置与动物肌肉的相似度高，铰接接头伸入弹性胶囊内部的一端设有径向尺寸大于开口的防脱段，防脱段能够防止铰接接头弹性胶囊内脱出，保证了运动的可靠性；铰接接头通过开口伸入弹性胶囊内部进行安装固定，结构简单，设计成本低。
所述防脱段为沿靠近开口方向径向尺寸逐渐减小的圆台结构。
所述圆台结构的棱边处为平滑过渡。
其有益效果：圆台结构的棱边处为平滑过渡，使用过程中能够避免圆台结构划伤弹性胶囊。
所述弹性胶囊中部的壁厚小于弹性胶囊轴向两端的壁厚。
其有益效果是：弹性胶囊在充气膨胀的过程中，中部的形变量大于两端的形变量，便于拉近弹性胶囊两端铰接接头的相对距离。
所述弹性胶囊中部的外径大于弹性胶囊两端的外径。
所述弹性胶囊的轴向两端设有用于将弹性胶囊的压紧固定到铰接接头上并使铰接接头与开口密封配合的紧固件。
其有益效果：紧固件能够将弹性胶囊的压紧固定到铰接接头上，同时能够实现铰接接头与开口的密封，结构形式更加简单。
所述紧固件为扎带。
其有益效果是：扎带价格低廉，能够降低生产成本。
所述弹性胶囊为橡胶气囊。
附图说明
图1为发明仿生肌肉动力装置的实施例1的结构示意图；
图2为图1所示的仿生肌肉动力装置模拟肌肉舒张状态的结构示意图；
图3为图2的剖视图；
图4为图1所示的仿生肌肉动力装置模拟肌肉收缩状态的结构示意图；
图5为图4的剖视图；
附图标记说明：1.铰接接头；2.扎带；4.弹性胶囊；5.气体通道；6.防脱段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明仿生肌肉动力装置的实施例1，如图1至图5所示，该仿生肌肉动力装置包括弹性胶囊4和与弹性胶囊4内部连通的气体通道5，弹性胶囊4的轴向两端设有开口，开口处固定连接有铰接接头1，气体通道5设置在铰接接头1上，铰接接头1通过开口伸入弹性胶囊4内部，铰接接头1与开口之间密封配合，铰接接头1伸入弹性胶囊内部的一端设有径向尺寸大于开口的防脱段6，防脱段6为沿靠近开口方向径向尺寸逐渐减小的圆台结构，圆台结构的棱边处为平滑过渡。
在本实施例中，弹性胶囊4采用弹性较好的橡胶气囊，弹性胶囊4中部的外径大于弹性胶囊4轴向两端的外径，弹性胶囊4中部的壁厚小于弹性胶囊4轴向两端的壁厚。该弹性胶囊4在充气膨胀的过程中，其中部的形变量大于其轴向两端的形变量，便于拉近弹性胶囊两端铰接接头的相对距离。
弹性胶囊4的两端设有用于将弹性胶囊4的压紧固定到铰接接头1上并使铰接接头1与开口密封配合的紧固件，紧固件为扎带2，扎带2扎紧固定后，弹性胶囊4与铰接接头1的接触面形成密封。
上述仿生肌肉动力装置组装时，将铰接接头1设置防脱段6的一端强装入弹性胶囊4的开口内，用扎带2弹性胶囊4的轴向两端均扎紧固定，组装完成后的仿生肌肉动力装置可以作为仿生机器人的运动机构。
上述仿生肌肉动力装置工作时，通过带有气体通道5向弹性胶囊4内充气时，弹性胶囊4内部气压升高，弹性胶囊4膨胀过程中，径向尺寸逐渐增大，轴向尺寸逐渐减小，由于弹性胶囊4中部的壁厚小于弹性胶囊4轴向两端的壁厚，弹性胶囊4在膨胀过程中，其中部变形量大于轴向两端的变形量，因此弹性胶囊轴向两端的更容易被拉近，而弹性胶囊4的两端均被扎带2扎紧固定在铰接接头1上，所以两个铰接接头1的相对距离会逐渐被拉近，模拟肌肉的收缩状态，弹性胶囊4内的气体由气体通道5放出时，两个铰接接头1之间的相对距离会逐渐恢复，模拟肌肉舒张状态。
本发明仿生肌肉动力装置与动物肌肉的相似度高，防脱段能够防止铰接接头1从弹性胶囊4内脱出，保证了运动的可靠性，弹性胶囊4的体积可根据需要做出相应调整，结构简单，设计成本低。
本发明仿生肌肉动力装置的实施例2，与实施例1的不同之处在于，防脱段的形状可以为半球状。
在其他实施例中，铰接接头与开口可以通过密封胶密封配合。
在其他实施例中，弹性胶囊也可以通过液压实现模拟肌肉的收缩和舒张状态。

Claims (8)

1.仿生肌肉动力装置，包括弹性胶囊，弹性气囊的轴向两端设有开口，所述开口处固定连接有铰接接头，其特征在于：所述铰接接头通过开口伸入所述弹性胶囊内部，铰接接头与所述开口之间密封配合，铰接接头伸入弹性胶囊内部的一端设有径向尺寸大于开口的防脱段。
2.根据权利要求1所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述防脱段为沿其靠近开口方向径向尺寸逐渐减小的圆台结构。
3.根据权利要求2所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述圆台结构的棱边处为平滑过渡。
4.根据权利要求1或2或3所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述弹性胶囊中部的壁厚小于弹性胶囊轴向两端的壁厚。
5.根据权利要求4所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述弹性胶囊中部的外径大于弹性胶囊两端的外径。
6.根据权利要求1或2或3所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述弹性胶囊的轴向两端设有用于将弹性胶囊的压紧固定到铰接接头上并使铰接接头与开口密封配合的紧固件。
7.根据权利要求6所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述紧固件为扎带。
8.根据权利要求1或2或3所述的仿生肌肉动力装置，其特征在于：所述弹性胶囊为橡胶气囊。
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