CN110253561A - 用于弯曲运动的柔性驱动装置 - Google Patents
用于弯曲运动的柔性驱动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110253561A CN110253561A CN201810198461.2A CN201810198461A CN110253561A CN 110253561 A CN110253561 A CN 110253561A CN 201810198461 A CN201810198461 A CN 201810198461A CN 110253561 A CN110253561 A CN 110253561A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flexible
- driving device
- connection component
- flexible pipe
- restraint
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
-
- 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
- B25J9/142—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid comprising inflatable bodies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于弯曲运动的柔性驱动装置,包括:柔性管,该柔性管包括第一端和第二端;编织网套,该编织网套被布置在柔性管的外侧,且包括第一端和第二端;第一端部连接组件,该第一端部连接组件与柔性管的第一端和编织网套的第一端固定连接,第一端部连接组件设有与柔性管的内部连通的通孔;第二端部连接组件,该第二端部连接组件与柔性管的第二端和编织网套的第二端固定连接,第二端部连接组件密闭柔性管的第二端;其中,该驱动装置还包括至少一个柔性约束件,柔性约束件包括第一端和第二端,第一端部连接组件与柔性约束件的第一端固定连接,第二端部连接组件与柔性约束件的第二端固定连接。本发明的柔性驱动装置结构简单、控制方便且精确。
Description
技术领域
本发明涉及机械手领域,尤其涉及一种用于弯曲运动的柔性驱动装置。
背景技术
众所周知,在机械手的运动操作中,弯曲运动是机械手运动中的一种基本运动形式。传统的刚性机械手一般采用刚性驱动机构来实现弯曲运动,例如,多连杆结构,这需要复杂的机械结构和传感控制系统来完成工作任务、适应工作环境并避免在与人员互动中造成意外伤害。与之相比较,柔性驱动机构则由于自身的结构简单、灵活性高、柔顺性好的特点在机械手领域,特别是在与人员互动较为频繁的应用中展示出了巨大的前景和潜力,成为各研究单位和商业机构的焦点。
现有的柔性驱动机构,在各类仿生机器人、柔性机械臂、可穿戴运动辅助装置、医疗康复设备等应用中具有广泛的应用价值,例如,作为气动人工肌肉。基于编织式柔性驱动装置的气动人工肌肉一般采用内部柔性管和外部编织网的结构。当对内部柔性管充气时,内部柔性管因弹性变形而抵靠外部编织网,但由于编织网的编织结构,限制其径向变形或轴向变形,从而带动负载实现类似于生物骨骼肌力学特性的运动方式。然而,这种编织式柔性驱动装置仅能实现推拉运动,并不能实现弯曲运动。另外,基于形状记忆合金、导电聚合物、电/磁致伸缩器等的柔性驱动装置在实现弯曲运动时,往往采用复杂的控制系统和执行机构,因此存在着结构复杂、控制方法复杂和/或控制精度较差的问题。
因此,需要提供一种能够通过简单的结构、精确的控制来实现弯曲运动的柔性驱动装置。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术中存在的上述缺陷中的至少一种,提出一种改进的用于弯曲运动的柔性驱动装置,该驱动装置能够利用简单的结构显著地提高控制的精度。
为此,根据本发明的一方面,提供了一种用于弯曲运动的柔性驱动装置,所述驱动装置包括:
柔性管,所述柔性管包括第一端和第二端;
编织网套,所述编织网套被布置在所述柔性管的外侧,所述编织网套包括第一端和第二端;
第一端部连接组件,所述第一端部连接组件与所述柔性管的第一端和所述编织网套的第一端固定连接,所述第一端部连接组件设有与所述柔性管的内部连通的通孔;
第二端部连接组件,所述第二端部连接组件与所述柔性管的第二端和所述编织网套的第二端固定连接,所述第二端部连接组件密闭所述柔性管的第二端;
其中,所述驱动装置还包括至少一个柔性约束件,所述柔性约束件包括第一端和第二端,所述第一端部连接组件与所述柔性约束件的第一端固定连接,所述第二端部连接组件与所述柔性约束件的第二端固定连接。
优选地,所述柔性约束件被布置在所述柔性管与所述编织网套之间、所述编织网套外侧或被嵌置在所述柔性管的管壁或所述编织网套的编织结构中。
优选地,所述驱动装置还包括柔性传感器,所述柔性传感器被布置在所述柔性约束件上或所述柔性约束件中。
优选地,所述柔性传感器被配置成将与所述驱动装置的弯曲状态相关联的信号提供给控制系统。
优选地,所述编织网套的编织角介于5°至54°或56°至85°的范围内。
优选地,所述柔性约束件是具有一定抗拉伸强度的弹性件、纤维束、织物中的至少一种,且所述柔性约束件的横截面轮廓是矩形、圆形、椭圆形、圆弧形或不规则形状中的至少一种。
优选地,所述柔性约束件包括:至少一个纵向部分;和多个横向肋,所述横向肋从所述纵向部分横向延伸且沿着所述柔性约束件的纵向间隔分布。
优选地,所述横向肋为圆环形状。
优选地,所述第一端部连接组件包括第一端密封连接件,所述第一端密封连接件包括第一端本体部分和第一端延伸部分,所述第一端密封连接件设有贯穿所述第一端本体部分和所述第一端延伸部分的通孔,且所述第一端本体部分的外侧设有至少一个环形凹槽,所述第一端延伸部分的外侧设有至少一个环形凸出部。
优选地,所述第二端部连接组件包括第二端密封连接件,所述第二端密封连接件包括第二端本体部分和第二端延伸部分,所述第二端本体部分在与所述第二端延伸部分相反的一端设有连接部,且所述第二端本体部分的外侧设有至少一个环形凹槽,所述第二端延伸部分的外侧设有至少一个环形凸出部。
优选地,所述第一端部连接组件和所述第二端部连接组件分别包括紧固连接件,所述紧固连接件为圆筒形状,所述紧固连接件的外侧设有至少一个环形外凸出部,且所述紧固连接件的内侧设有至少一个环形内凸出部。
根据本发明的另一方面,提供了一种气动人工肌肉驱动器,包括:如上所述的任一种驱动装置;压力气体源,所述压力气体源与所述驱动装置的柔性管连通;控制系统,所述控制系统被配置成接收来自所述驱动装置的柔性传感器的信号,并输出控制所述压力气体源的信号。
与传统的刚性驱动机构和现有的柔性驱动机构相比,本发明的用于弯曲运动的柔性驱动装置结构简单、控制方便、控制精确,且具有较显著的经济性。
附图说明
通过下面参照附图给出的详细描述,本发明的特征和优点将更为明显,其中:
图1a是根据本发明的一实施例的柔性驱动装置的示意性前视图,其中去除了编织网套的一部分,以露出柔性驱动装置的内部结构;
图1b和1c分别是沿图1a中的线A-A和线B-B所作的图1a所示的柔性驱动装置的示意性截面图;
图2a是根据本发明的另一实施例的柔性驱动装置的示意性前视图;
图2b是沿图2a中的线C-C所作的图2a所示的柔性驱动装置的示意性截面图;
图2c是图2a所示的柔性驱动装置中的柔性约束件的透视图;
图3a和3b分别是根据本发明的一实施例的第一端密封连接件的示意性半剖前视图和俯视图;
图4a和4b分别是根据本发明的一实施例的第二端密封连接件的示意性半剖前视图和俯视图;
图5a和5b分别是根据本发明的一实施例的紧固连接件的示意性前视图和截面图;
图6a和6b分别是根据本发明的一实施例的柔性驱动装置的第一端的前视图和截面图;
图7a和7b分别是根据本发明的一实施例的柔性驱动装置的第二端的前视图和截面图;
图8a和8b分别示出了根据本发明的一实施例的柔性驱动装置在沿轴向伸长的同时产生弯曲运动的初始状态和弯曲状态;
图9a和9b分别示出了根据本发明的另一实施例的柔性驱动装置在沿轴向缩短的同时产生弯曲运动的初始状态和弯曲状态。
具体实施方式
下面结合附图详细描述根据本发明的优选实施例的柔性驱动装置。本领域技术人员应理解的是,这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在附图中,为简要起见,省略了其它的部件,但这并不表明本发明的柔性驱动装置不可包括其它部件。另外,应当理解的是,附图仅用于对本发明进行示例性说明,其中各部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本发明的限制。在不同的附图中,相同或相似的部件用相同的附图标记表示。
参照图1a-1c,图1a是根据本发明的一实施例的柔性驱动装置的示意性前视图,图1b和图1c分别是沿图1a中的线A-A和B-B所作的本发明的柔性驱动装置的示意性截面图。如图1a、1b和1c所示,柔性驱动装置包括柔性管10、编织网套20、第一端部连接组件50、第二端部连接组件60。在图1a中,为了清楚地示出柔性驱动装置的内部结构,去除了编织网套20的一部分。从图1a、1b和1c还可以看出,该柔性驱动装置还包括至少一个柔性约束件30和至少一个柔性传感器40。
如图所示,柔性管10是沿纵向延伸的细长部件,包括第一端和第二端,且通常由具有气密性的弹性材料(例如,乳胶、硅胶等橡胶制品)制成。编织网套20是包括第一端和第二端的沿纵向延伸的细长部件,且通常由高强度纤维编织形成。编织网套20被布置在柔性管10的外侧。柔性约束件30是沿纵向延伸的细长部件,且在图1a-1c中被示为杆状部件,其横截面轮廓为圆弧形状。但是,柔性约束件30的横截面轮廓也可以是矩形、圆形、椭圆形、方形或不规则的其它任何形状。图1a、1b和1c中仅示出了一个柔性约束件30,但根据需要也可以设置2个、3个或更多个柔性约束件。在该实施例中,柔性约束件30被示为设置在柔性管10和编织网套20之间。然而,柔性约束件30还可以设置在编织网套20的外侧,或者嵌置在柔性管10的管壁中,或者嵌置在编织网套20的编织结构中。由于要实现弯曲运动,本发明的柔性约束件优选地设置在柔性管10的一侧。柔性约束件30的作用在于限制柔性管10一侧的变形,同时增强柔性驱动装置的承载能力,防止在载荷作用下发生结构失稳。第一端部连接组件50将柔性管10的第一端、柔性约束件30的第一端和编织网套20的第一端固定,第二端部连接组件60将柔性管10的第二端、柔性约束件的第二端和编织网套20的第二端固定。关于第一端部连接组件50和第二端部连接组件60的详细描述,将在下文中参照图3a-图7b给出。
当柔性管10内充入压力流体(例如,气体、液体)时,柔性管10在编织网套20的约束下沿轴向或径向膨胀,但同时受到柔性约束件30的约束作用而向一侧弯曲,从而产生弯曲运动。关于本发明的柔性驱动装置的弯曲运动,将在下文中参照图8a、8b、9a和9b详细描述。
如图1c所示,柔性约束件30上还固定有至少一个柔性传感器40。当然,柔性传感器40也可以固定在柔性约束件30内。柔性传感器40能够感测柔性驱动装置的弯曲状态,并将与弯曲状态相关联的信号传输到控制系统,以便随时控制柔性驱动装置的弯曲运动。这样,可以实现本发明的柔性驱动装置的弯曲状态自感知功能。
参照图2a-2c,图2a是根据本发明的另一实施例的柔性驱动装置的示意性前视图,而图2b是沿图2a中的线C-C所作的柔性驱动装置的示意性截面图,图2c是在该另一实施例中的柔性约束件的透视图。在该实施例中,类似于前一实施例,柔性驱动装置包括柔性管10、编织网套20、第一端部连接组件50、第二端部连接组件60、至少一个柔性约束件30和至少一个柔性传感器40。与前一实施例不同的是,在该实施例中,柔性约束件30被布置在编织网套20的外侧,且柔性约束件30采用另一种不同的结构。如图2a、2b和2c所示,柔性约束件30包括至少一个纵向部分31以及从纵向部分31横向延伸的多个横向肋32,该多个横向肋32沿着柔性约束件30的纵向间隔分布。横向肋32被示为圆环状,且根据柔性管10的形状,横向肋32也可以是其它相应的形状,例如椭圆形状等。
当柔性管10内充入压力流体时,柔性管10在编织网套20的约束下沿轴向或径向膨胀,同时受到柔性约束件30的约束作用而向一侧弯曲,从而产生弯曲运动。但是,由于该实施例的柔性约束件30设有多个横向肋32,横向肋32套设在编织网套20的外侧,所以可以保证柔性约束件30和柔性管10的弯曲运动同步,从而使驱动产生相应方向的弯曲运动。
另外,从图1b和图2b可以看出,第一端部连接组件50包括第一端密封连接件80和紧固连接件70,第一端密封连接件80被配置成与柔性管10的第一端的内壁形成气密密封,且设有与柔性管10的内部连通的通孔83;第二端部连接组件60包括第二端密封连接件90和紧固连接件70,第二端密封连接件90被配置成密闭柔性管10的第二端。
下面参照图3a、3b、4a、4b、5a和5b进一步详细描述根据本发明的优选实施例的第一端部连接组件50和第二端部连接组件60的具体结构。
首先参照图3a和3b,其分别是根据本发明的第一端密封连接件的示意性半剖前视图和俯视图。第一端密封连接件80包括第一端本体部分86和从第一端本体部分86延伸的第一端延伸部分88,且第一端密封连接件80设有贯穿第一端本体部分86和第一端延伸部分88的通孔83,通孔83与柔性管10的内部连通。第一端本体部分86和第一端延伸部分88形成一种类似于宝塔形状的结构。第一端延伸部分88的外径稍大于柔性管10的内径,且第一端延伸部分88的外侧设有至少一个环形凸出部82,以便增强与柔性管10的内壁的气密性。第一端本体部分86的外侧设有至少一个环形凹槽81,以与紧固连接件70相配合。
参照图4a和4b,其分别是根据本发明的第二端密封连接件的示意性半剖前视图和俯视图。第二端密封连接件90包括第二端本体部分96和从第二端本体部分96延伸的第二端延伸部分98,且在第二端本体部分96的与第二端延伸部分98相反的一端设有连接部93,例如,螺纹孔,以连接外部负载。第二端本体部分96和第二端延伸部分98类似地形成一种类似于宝塔形状的结构。第二端延伸部分98的外径稍大于柔性管10的内径,且第二端延伸部分98的外侧设有至少一个环形凸出部92,以便增强与柔性管10的内壁的气密性。第二端本体部分96的外侧设有至少一个环形凹槽91,以与紧固连接件70相配合。
参照图5a和5b,图5a是根据本发明的紧固连接件的示意性前视图,图5b是沿图5a中的线D-D所作的示意性截面图。紧固连接件70为大致圆筒形状。当组装时,紧固连接件70被布置在编织网套20的外侧,并在紧固连接件70的外侧使用扎带、金属丝或卡箍等紧固装置对紧固连接件70施加足够的紧固力,从而将柔性管10、编织网套20和柔性约束件30的端部分别固定在第一端密封连接件80和第二端密封连接件90上。为保证密封和连接的可靠性,在紧固连接件70的外侧沿纵向设有多个环形外凸出部71,以便限制外部紧固装置的位置,且在紧固连接件70的内侧沿纵向设有多个环形内凸出部72,以与第一端密封连接件80上的环形凹槽82和第二端密封连接件90上的环形凹槽92相配合。
下面参照图6a、6b、7a和7b进一步详细描述组装完成的柔性驱动装置的第一端和第二端的结构。首先参照图6a、6b,图6a是根据本发明的柔性驱动装置的第一端的前视图,图6b是沿图6a中的线E-E所作的示意性截面图。如图所示,柔性管10的第一端与第一端密封连接件80的第一端延伸部分88形成密封连接,且编织网套20的第一端与第一端密封连接件80的第一端本体部分86形成固定连接。从图6b可以看出,第一端密封连接件80上的环形凹槽82与紧固连接件70上的环形内凸出部72相配合,以增大摩擦力并更好地固定编织网套20,且第一端密封连接件80上的环形凸出部81与柔性管10的第一端的内壁形成更紧密的接触,以确保足够的气密性。第一端密封连接件80的通孔83使压力流体进入柔性管10的内部或从中排出。
参照图7a和7b,图7a是根据本发明的柔性驱动装置的第二端的前视图,图7b是沿图7a中的线F-F所作的示意性截面图。如图所示,柔性管10的第二端与第二端密封连接件90的第二端延伸部分98形成密封连接,且编织网套20的第二端与第二端密封连接件90的第二端本体部分96形成固定连接。从图7b可以看出,第二端密封连接件90上的环形凹槽92与紧固连接件70上的环形内凸出部72相配合,以增大摩擦力并更好地固定编织网套20,且第二端密封连接件90上的环形凸出部91与柔性管10的第二端的内壁形成更紧密的接触,以确保足够的气密性。第二端密封连接件90上的连接部93可以连接外部负载和固定其它拓展部件。
考虑到气密性和固定连接的需要,第一端密封连接件80和第二端密封连接件90可以由金属或硬质塑料制成,而紧固连接件70则可由弹性材料制成。另外,根据柔性约束件30和柔性传感器40所在的位置,可以在第一端密封连接件80、第二端密封连接件90或紧固连接件70上设置相应的凹入部分,以容纳柔性约束件30和/或柔性传感器40的端部。例如,如图1b所示,在第一端密封连接件80和第二端密封连接件90上分别设有用于容纳柔性约束件30和柔性传感器40的端部凹入部分,而如图2b所示,在紧固连接件70上设有相应的凹入部分。当然,也可以不设置凹入部分,而通过柔性约束件30和紧固连接件70的变形实现安装。
根据本发明的另一实施例,本发明的柔性驱动装置可不采用紧固连接件70,而采用扎带、卡箍等紧固装置直接将编织网套20和柔性管10固定在第一端密封连接件80和第二端密封连接件90上。
以上内容描述了本发明的柔性驱动装置的结构,下面针对图8a、8b和图9a、9b所示的两种情况,举例说明如何利用本发明的柔性驱动装置实现弯曲运动。
图8a和8b分别示出了根据本发明的一实施例的柔性驱动装置在沿轴向伸长的同时产生弯曲运动的初始状态和弯曲状态。图8a和8b所示的柔性驱动装置包括柔性管10、编织网套20、第一端部连接组件50、第二端部连接组件60、柔性约束件30和柔性传感器40。编织网套20布置在柔性管10的外侧,柔性约束件30布置在柔性管10和编织网套20之间,且柔性传感器40固定在柔性约束件30上。柔性管10、柔性约束件30和编织网套20的两端分别通过第一端部连接组件50和第二端部连接组件60固定在一起。第一端密封连接件80的通孔83与外部压力流体源(例如,压力气体源)连通。
在该实施例中,编织网套20具有初始编织角α。在本文中,初始编织角α被定义为在初始状态下编织网套的编织网线与柔性驱动装置的轴线方向所形成的夹角。从理论上来说,编织角的极值分别为αmin=0°和αmax=90°,而编织网线是有一定几何形状的,所以,实际编织角极值与理论编织角极值存在差别。另外,经过理论推导和试验验证,初始编织角α在接近55°(即约为54.7°)时,编织网套20的网眼变形达到极值。因此,实际上,在选择编织网套的初始编织角α时,往往避开上述极值。在该实施例中,为了限定编织网套20的约束方向,编织网套20的初始编织角α设为56°至85°。工作流体可以是气体或液体。例如,在工作流体为气体的情况下,柔性驱动装置的工作气压可以设为相对大气压力0-0.5MPa。柔性约束件30可以是具有一定抗拉伸强度的弹性件,或者是具有一定抗拉伸强度的纤维束、织物或其它条带件。当在柔性管10中充入压力流体时,柔性管10在编织网套20的约束下沿轴向膨胀,同时由于柔性约束件30的约束作用而朝向柔性约束件30的方向弯曲,从而产生弯曲运动。
图9a和9b分别示出了根据本发明的另一实施例的柔性驱动装置在沿径向膨胀的同时产生弯曲运动的初始状态和弯曲状态。图9a和9b所示的柔性驱动装置与图8a和8b所示的柔性驱动装置在结构上基本相同,所不同的是编织网套20的初始编织角α为5°至54°,且柔性约束件30为具有较大抗弯刚度的弹性件。当在柔性管10中充入压力流体时,柔性管10在编织网套20的约束下沿径向膨胀,但同时由于柔性约束件30的约束作用而朝向与柔性约束件30相对的方向弯曲,从而产生另一方向的弯曲运动。
关于初始编织角和工作压力的大小,本领域技术人员根据柔性驱动装置的功能需求,可以通过常规技术相应地调整。
根据本发明的另一方面,还提供了一种气动人工肌肉驱动器,其包括本发明的柔性驱动装置、压力气体源和控制系统。该压力气体源与本发明的驱动装置的柔性管连通,例如通过第一端部连接组件的通孔。该控制系统被配置成接收来自本发明的驱动装置的柔性传感器的信号,并根据该信号确定驱动装置的弯曲状态,输出控制压力气体源的信号,以便精确地控制弯曲运动。
如上所述,本发明的柔性驱动装置可以实现弯曲运动,能够被广泛的应用于各类机器人、柔性机械臂、机械手的关节驱动以及仿生机器人、可穿戴运动辅助装置、医疗康复设备等。在本发明的柔性驱动装置中,主要包括柔性管、编织网套、柔性约束件和端部连接件,可以采用轻质的非金属材料制成,从而克服了传统机械类驱动装置结构复杂、重量大、不易小型化的缺点,使得结构更加简单紧凑、重量更轻、更易小型化。另外,本发明的柔性驱动装置的主要结构为柔性材料,因此具有良好的柔顺性,使其在驱动装置的布置上更加灵活方便,同时能在与人员物品发生意外接触或者碰撞时最大程度地避免意外伤害。此外,本发明的驱动装置的各部件可以仅通过紧固装置相互组装在一起,不需要特殊的成型工艺,从而具有加工装配工艺简单、维护方便、使用成本低廉的优势。在本发明中,柔性传感器被布置在应变量较小的柔性约束件上,在避免传感器承受过大变形量的同时对驱动装置的运动状态进行感知,并反馈给控制系统作为控制参考信息以建立起闭环控制,从而可以提高驱动器的控制精度。此外,使用压力流体(例如,压缩空气)直接驱动本发明的柔性驱动装置实现弯曲运动,不需要其他附加的传动以及转换机构,工作效率更高,并且使用压力流体为驱动介质具有取材方便、使用成本低廉、环保无污染的优点。
以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然,以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的,而不构成对本发明的限制。例如,在优选实施例中以作为气动人工肌肉的用于弯曲运动的柔性驱动装置为例对本发明进行了描述,但是,在需要利用类似驱动装置的任何设备中,都可获得相应的应用。对于本领域技术人员而言,可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改,这些变型或修改均不脱离本发明的范围。
Claims (12)
1.一种用于弯曲运动的柔性驱动装置,所述驱动装置包括:
柔性管(10),所述柔性管(10)包括第一端和第二端;
编织网套(20),所述编织网套(20)被布置在所述柔性管(10)的外侧,所述编织网套(20)包括第一端和第二端;
第一端部连接组件(50),所述第一端部连接组件(50)与所述柔性管(10)的第一端和所述编织网套(20)的第一端固定连接,所述第一端部连接组件(50)设有与所述柔性管(10)的内部连通的通孔(83);
第二端部连接组件(60),所述第二端部连接组件(60)与所述柔性管(10)的第二端和所述编织网套(20)的第二端固定连接,所述第二端部连接组件(60)密闭所述柔性管(10)的第二端;
其特征在于,所述驱动装置还包括至少一个柔性约束件(30),所述柔性约束件(30)包括第一端和第二端,所述第一端部连接组件(50)与所述柔性约束件(30)的第一端固定连接,所述第二端部连接组件(60)与所述柔性约束件(30)的第二端固定连接。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述柔性约束件(30)被布置在所述柔性管(10)与所述编织网套(20)之间、所述编织网套(20)外侧或被嵌置在所述柔性管(10)的管壁或所述编织网套(20)的编织结构中。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动装置还包括柔性传感器(40),所述柔性传感器(40)被布置在所述柔性约束件(30)上或所述柔性约束件(30)中。
4.根据权利要求3所述的驱动装置,其特征在于,所述柔性传感器(40)被配置成将与所述驱动装置的弯曲状态相关联的信号提供给控制系统。
5.根据权利要求1或2所述的驱动装置,其特征在于,所述编织网套(20)的编织角α介于5°至54°或56°至85°的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的驱动装置,其特征在于,所述柔性约束件(30)是具有一定抗拉伸强度的弹性件、纤维束、织物中的至少一种,且所述柔性约束件(30)的横截面轮廓是矩形、圆形、椭圆形、圆弧形或不规则形状中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的驱动装置,其特征在于,所述柔性约束件(30)包括:
至少一个纵向部分(31);和
多个横向肋(32),所述横向肋(32)从所述纵向部分(31)横向延伸且沿着所述柔性约束件(30)的纵向间隔分布。
8.根据权利要求7所述的驱动装置,其特征在于,所述横向肋(32)为圆环形状。
9.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述第一端部连接组件(50)包括第一端密封连接件(80),所述第一端密封连接件(80)包括第一端本体部分(86)和第一端延伸部分(88),所述第一端密封连接件(80)设有贯穿所述第一端本体部分(86)和所述第一端延伸部分(88)的所述通孔(83),且所述第一端本体部分(86)的外侧设有至少一个环形凹槽(82),所述第一端延伸部分(88)的外侧设有至少一个环形凸出部(81)。
10.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述第二端部连接组件(60)包括第二端密封连接件(90),所述第二端密封连接件(90)包括第二端本体部分(96)和第二端延伸部分(98),所述第二端本体部分(96)在与所述第二端延伸部分(98)相反的一端设有连接部(93),且所述第二端本体部分(96)的外侧设有至少一个环形凹槽(92),所述第二端延伸部分(98)的外侧设有至少一个环形凸出部(91)。
11.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述第一端部连接组件(50)和所述第二端部连接组件(60)分别包括紧固连接件(70),所述紧固连接件(70)为圆筒形状,所述紧固连接件(70)的外侧设有至少一个环形外凸出部(71),且所述紧固连接件(70)的内侧设有至少一个环形内凸出部(72)。
12.一种气动人工肌肉驱动器,包括:
根据权利要求1-11中的任一项所述的驱动装置;
压力气体源,所述压力气体源与所述驱动装置的柔性管(10)连通;
控制系统,所述控制系统被配置成接收来自所述驱动装置的柔性传感器(40)的信号,并输出控制所述压力气体源的信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810198461.2A CN110253561A (zh) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 用于弯曲运动的柔性驱动装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810198461.2A CN110253561A (zh) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 用于弯曲运动的柔性驱动装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110253561A true CN110253561A (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=67911376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810198461.2A Pending CN110253561A (zh) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 用于弯曲运动的柔性驱动装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110253561A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110695980A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-17 | 上海交通大学 | 一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉 |
CN112809656A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-18 | 清华大学 | 柔性驱动结构、柔性驱动器及驱动系统 |
CN113894828A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-07 | 宁波荣勃通机电科技有限公司 | 一种柔性夹持组件、柔性夹持装置及物体识别方法 |
CN114886498A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-12 | 骨圣元化机器人(深圳)有限公司 | 骨钻装置 |
US20230127106A1 (en) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Daniel Aukes | Pinched tubes for reconfigurable robots |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1562583A (zh) * | 2004-03-31 | 2005-01-12 | 浙江工业大学 | 气动柔性弯曲关节 |
CN106956254A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 东北大学 | 多自由度混合驱动人工肌肉 |
CN107107344A (zh) * | 2014-09-17 | 2017-08-29 | 软机器人公司 | 附接轮毂和抓持器组件的软机器人致动器、加强致动器及电附着致动器 |
-
2018
- 2018-03-12 CN CN201810198461.2A patent/CN110253561A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1562583A (zh) * | 2004-03-31 | 2005-01-12 | 浙江工业大学 | 气动柔性弯曲关节 |
CN107107344A (zh) * | 2014-09-17 | 2017-08-29 | 软机器人公司 | 附接轮毂和抓持器组件的软机器人致动器、加强致动器及电附着致动器 |
CN106956254A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 东北大学 | 多自由度混合驱动人工肌肉 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110695980A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-17 | 上海交通大学 | 一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉 |
CN112809656A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-18 | 清华大学 | 柔性驱动结构、柔性驱动器及驱动系统 |
CN112809656B (zh) * | 2021-02-08 | 2022-02-18 | 清华大学 | 柔性驱动结构、柔性驱动器及驱动系统 |
US20230127106A1 (en) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | Daniel Aukes | Pinched tubes for reconfigurable robots |
CN113894828A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-07 | 宁波荣勃通机电科技有限公司 | 一种柔性夹持组件、柔性夹持装置及物体识别方法 |
CN114886498A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-12 | 骨圣元化机器人(深圳)有限公司 | 骨钻装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110253561A (zh) | 用于弯曲运动的柔性驱动装置 | |
CN110497396B (zh) | 一种可变刚度增强型气动软体驱动器 | |
CN205704256U (zh) | 一种软体三指机器人 | |
CN107088884B (zh) | 一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器 | |
CN106956254B (zh) | 多自由度混合驱动人工肌肉 | |
US6067892A (en) | Artificial muscle actuator assembly | |
US5083498A (en) | Bendable actuator | |
US5067390A (en) | Double-acting flexible wall actuator | |
US20180320747A1 (en) | Springs with Dynamically Variable Stiffness and Actuation Capability | |
Suzumori et al. | Long bending rubber mechanism combined contracting and extending tluidic actuators | |
CN113427503B (zh) | 一种波纹气动软体驱动器及软体机械手 | |
JP2021088999A (ja) | 流体圧アクチュエータ | |
CN108784773A (zh) | 端部执行器械 | |
CN107498538A (zh) | 一种高适应性的新型自变形模块化软体机器人 | |
WO2010092321A2 (en) | Robotic musculo-skeletal jointed structures | |
CN110497439A (zh) | 一种带有楔形横纹结构的双关节变截面软体手 | |
JPH0448592B2 (zh) | ||
CN209335647U (zh) | 可伸缩机构及具有该结构的机械臂 | |
CN211220701U (zh) | 一种可变刚度增强型气动软体驱动器 | |
KR102141680B1 (ko) | 매니퓰레이터 장치 | |
CN211220709U (zh) | 仿生机械臂 | |
US9662263B2 (en) | Forearm and wrist support for crutch users | |
Takeshima et al. | Six-braided tube in-pipe locomotive device | |
CN110480668A (zh) | 一种柔性连接与液压驱动的球头关节手指机构 | |
CN109397331B (zh) | 可伸缩机构、机械臂及机器人系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190920 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |