CN109623786B - 一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器，包括弹性体，弹性体为弹性材料的空心圆环柱体，在弹性体的内侧壁上设有环状凸起，在凸起中设有固定环，在弹性体的空心间隙中设有纤维管，纤维管为圆柱形管状且其通过固定线固接在固定环上，在弹性体的两端固接端盖，端盖为阶梯状圆柱体，在端盖的大直径圆柱上设有与弹性体连接的凸棱，在端盖的小直径圆柱的中心部设有螺纹孔且在螺纹孔中设有内螺纹、在其外侧壁上设有外螺纹。通过从弹性体的内腔抽气，从而弹性体的外壁被挤压，因驱动器的弹性体中设有的固定环和纤维管，使得在受到驱动力的驱动时，固定于固定环的纤维管发生很小变形，因此本实用具有在大驱动力的驱动下同时还可以保持柔顺性好的优点。

Description

一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器
技术领域
本发明涉及软体驱动器领域，尤其涉及一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器。
背景技术
驱动器的研究在机器人研究领域占有重要地位，软体驱动器尤为突出。软体驱动器是与传统的传统驱动器相比，具有质量轻、安全性好、自适应性强的优点。软体驱动器的研发受到国内外科研组织和机构的广泛关注，已经出现了很多有关软体驱动器的创新设计。
在众多的软体驱动器中，气动人工肌肉具有较大的影响力，并且FESTO公司已经形成了多款产品。气动人工肌肉是通过正压工作的一类收缩型软体驱动器，但不足的是随着充气压力的增大其整体刚度随之增大，这使得气动人工肌肉的柔顺特性降低。因此，创造出柔顺性好、驱动力大且工艺简单的软体驱动器具有重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有软体驱动器柔顺性与驱动力之间的矛盾，提供了一种驱动力大且柔顺性好的负压收缩式纤维加强型软体驱动器。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器，包括弹性体，所述弹性体为弹性材料的空心圆环柱体，在弹性体的内侧壁上设有环状凸起，在凸起中设有固定环，在弹性体的空心间隙中设有纤维管，所述纤维管为圆柱形管状且其通过固定线固接在固定环上，在弹性体的两端固接端盖，所述端盖为阶梯状圆柱体，在端盖的大直径圆柱上设有与弹性体连接的凸棱，在端盖的小直径圆柱的中心部设有螺纹孔且在螺纹孔中设有内螺纹、在其外侧壁上设有外螺纹。
优选地，所述端盖为铝合金材质。
优选地，在端盖的小直径圆柱上、靠近大直径圆柱的一侧设有凹槽。
优选地，所述凸起有两个且分别设在弹性体的三分之一和三分之二处。
优选地，所述弹性体和端盖通过卡箍连接。
优选地，所述弹性体的弹性材料为硅橡胶或乳胶。
本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种柔顺性好、驱动力大的负压收缩式纤维加强型软体驱动器。通过气动管道从弹性体的内腔抽气，从而驱动器内外产生气压差，外界气体的压力会挤压弹性体的外壁，因驱动器的弹性体中设有的固定环和纤维管，同时将纤维管通过固定线等间距固接在固定环上，使得在受到驱动力的驱动时，固定于固定环的纤维管发生很小变形，使得整个具有弹性体的驱动器的整体刚度变化不大，这使得软体驱动器具有在大驱动力的驱动下同时还可以保持柔顺性好的优点。
附图说明
图1为本发明的驱动器的主视示意图；
图2为本发明的驱动器图1的A-A剖视图；
图3为本发明的驱动器图2的B处的局部放大图；
图4为本发明的驱动器端盖的立体示意图；
图5为本发明的驱动器的初始状态与抽气状态的对比图。
图中：1、端盖；1a、内螺纹；1b、外螺纹；2、卡箍；3、弹性体； 4、固定环；5、固定线；6、纤维管。
具体实施方式
请参见1-3所示，根据本发明的一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器，包括弹性体3，所述弹性体3为弹性材料的空心圆环柱体，在弹性体3的内侧壁上设有环状凸起，在凸起中设有固定环4，在弹性体3的空心间隙中设有纤维管6，所述纤维管6为圆柱形管状且其通过固定线5固接在固定环4上，在弹性体33 的两端固接端盖1。弹性体3的制作过程，是用将纤维管6通过固定线5固接在固定环4上作为整体，放在模具里浇注硅橡胶或者乳胶而成的，从而形成空心圆环柱体，纤维管6嵌套在空心间隙中。为了使得弹性体3具有良好的弹性，本实施例中，弹性体3的弹性材料为硅橡胶或乳胶。
请参见图4，为了保证端盖1的具有良好的硬度和较轻的重量同时便于加工，本实施例中，端盖1为铝合金材质。端盖1为阶梯状圆柱体，整体为回转体，在端盖1的大直径圆柱上设有与弹性体3连接的凸棱，在端盖1的小直径圆柱的中心部设有螺纹孔且在螺纹孔中设有内螺纹1a、在其外侧壁上设有外螺纹1b，内螺纹用于连接气动管道，外螺纹用与被驱动对象连接。
请参见图1，为了便于卡箍2强弹性体3与端盖1箍紧，在端盖1的小直径圆柱上、靠近大直径圆柱的一侧设有凹槽，通过卡箍2安装在凹槽中将弹性体3 与端盖1箍紧。为了便于弹性体3和端盖1固接，弹性体3和端盖1通过卡箍2 连接。
请参见图1-图3，为了便于防止固定环4且保证弹性体3整体具有良好的强度，本实施例中，凸起有两个且分别设在弹性体3的三分之一和三分之二处。
工作过程：如图5所示，通过气动管道从弹性体3的内腔抽气，从而驱动器内外产生气压差，外界气体的压力会挤压弹性体3的外壁，由于固定环4将弹性体分为三节，固定于固定环4的纤维管6发生很小变形，使弹性体3的三节分别内凹，径向尺寸减小，轴向尺寸减小，故驱动器的高度整体变短，从而实现驱动器的拉行程过程。而又在弹性体3的腔体内充入气体，则弹性体3恢复原状。

Claims (5)

1.一种负压收缩式纤维加强型软体驱动器，其特征在于：包括弹性体（3），所述弹性体（3）为弹性材料的空心圆环柱体，在弹性体（3）的内侧壁上设有环状凸起，所述凸起有两个且分别设在弹性体（3）的三分之一和三分之二处，在凸起中设有固定环（4），在弹性体（3）的空心间隙中设有纤维管（6），所述纤维管（6）为圆柱形管状且其通过固定线（5）固接在固定环（4）上；当从弹性体（3）的内腔抽气时，弹性体（3）内部的纤维管（6）提供拉力，在固定环（4）的约束作用下，弹性体（3）产生收缩运动；
在弹性体（3）的两端固接端盖（1），所述端盖（1）为阶梯状圆柱体，在端盖（1）的大直径圆柱上设有与弹性体（3）连接的凸棱，在端盖（1）的小直径圆柱的中心部设有螺纹孔且在螺纹孔中设有内螺纹（1a）、在其外侧壁上设有外螺纹（1b）。
2.根据权利要求1所述的负压收缩式纤维加强型软体驱动器，其特征在于：所述端盖（1）为铝合金材质。
3.根据权利要求1所述的负压收缩式纤维加强型软体驱动器，其特征在于：在端盖（1）的小直径圆柱上、靠近大直径圆柱的一侧设有凹槽。
4.根据权利要求1所述的负压收缩式纤维加强型软体驱动器，其特征在于：所述弹性体（3）和端盖（1）通过卡箍（2）连接。
5.根据权利要求1所述的负压收缩式纤维加强型软体驱动器，其特征在于：所述弹性体（3）的弹性材料为硅橡胶或乳胶。
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