CN110385706A - 仿生力驱动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仿生力驱动装置，该装置参考生物体骨骼‑肌肉结构进行设计，其包括驱动组件和动作组件，动作组件包括可转动连接的固定端杆和自由端杆，驱动组件包括弹性单元和驱动单元，弹性单元两端分别固定连接于固定端杆和自由端杆，弹性单元内部容纳有填充物，驱动单元能够控制填充物的输入和输出，以使弹性单元发生形变，弹性单元形变时通过其两端带动固定端杆和自由端杆相对转动，相较于传统的驱动方式更加灵活。本发明还提供了一种仿生力驱动装置的控制方法，能够精确控制该装置的输出力。

Description

仿生力驱动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及仿生机械领域，特别是涉及一种仿生力驱动装置及其控制方法。

背景技术

骨骼肌通过自我收缩和舒展的配合实现对人体运动的灵活控制，且力的持续性和爆发力强。不仅如此，骨骼肌还保护较脆骨骼不受重力作用而断裂，同时骨骼肌具有自适应能力，随着使用的频率和力量变化，其收缩能力相应改变，以适应更强大的力量和驱动要求。

现有具有灵活要求的机械臂或运动装置采用电机、气动、液压等方式驱动，气动、液压驱动方式具有强的爆发力但力的精确性和持续性无法保证，电机驱动对强输出要求的装置控制能力弱。

现有机器人可以替代人完成繁琐工作，如模仿手指的上下料装置、模仿生物腿部运动的运载装置、模仿人手臂的起升装置等等，现有的驱动方式无法做到精确模仿人的运动模式，与人体关节处的运动差异较大，不够灵活，因此一个仿肌肉驱动装置显得尤为必要。

发明内容

基于此，有必要针对目前的仿生驱动装置所存在的不够灵活的问题，提供一种仿生力驱动装置及其控制方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种仿生力驱动装置，包括：驱动组件和动作组件，所述动作组件包括可转动连接的固定端杆和自由端杆，所述自由端杆一端可转动连接于所述固定端杆的端部；所述驱动组件包括弹性单元和驱动单元，所述弹性单元两端分别固定连接于所述固定端杆和自由端杆，所述弹性单元的内部用于容纳填充物，所述驱动单元能够控制所述填充物的输入和输出，以使所述弹性单元发生形变，所述弹性单元形变时通过其两端带动所述固定端杆和所述自由端杆相对转动。

在其中一个实施例中，所述弹性单元包括原动弹性体和拮抗弹性体，其二者位于同一平面内且相对设置于所述动作组件的两侧。

在其中一个实施例中，所述弹性单元还包括协同弹性体，所述协同弹性体与所述原动弹性体设置于所述动作组件的同侧。

在其中一个实施例中，所述协同弹性体为两个以上。

在其中一个实施例中，所述弹性单元还包括固定弹性体，所述固定弹性体能够限制所述固定端杆和自由端杆的转动。

在其中一个实施例中，所述原动弹性体、拮抗弹性体、协同弹性体和固定弹性体均包括弹性表皮和腱连接端，所述弹性表皮包围形成第一腔体，所述第一腔体用于容纳所述填充物；所述腱连接端位于所述第一腔体的两端，并连接所述弹性表皮和动作组件。

在其中一个实施例中，所述腱连接端的材质包括硅橡胶和涤纶。

在其中一个实施例中，所述弹性单元的数量为多个，多个所述弹性单元分别位于不同平面内。

在其中一个实施例中，所述驱动单元包括泵体和平衡库容，所述泵体控制所述弹性单元内填充物的输入和输出，所述平衡库容能够存储所述填充物。

在其中一个实施例中，所述填充物包括柔性颗粒物。

在其中一个实施例中，所述柔性颗粒物为硅胶颗粒。

在其中一个实施例中，所述固定端杆和自由端杆通过球铰可转动地连接。

在其中一个实施例中，还包括固定弹性体，固定弹性体两端分别连接所述球铰中的球座和球销连接。

在其中一个实施例中，所述固定端杆和/或自由端杆为可伸缩杆。

本发明还提供了一种上述实施例中仿生力驱动装置的控制方法，所述驱动单元向所述弹性单元内输入填充物，使得所述弹性单元中间膨胀并引起两端变形，带动所述自由端杆转动。

在其中一个实施例中，所述弹性单元包括原动弹性体和拮抗弹性体，所述原动弹性体和拮抗弹性体设置于动作组件的两侧，所述驱动单元向所述原动弹性体内输入所述填充物，所述原动弹性体变形带动所述自由端杆向第一方向转动；所述驱动单元向所述拮抗弹性体内输入所述填充物，所述拮抗弹性体变形带动所述自由端杆向第二方向转动；所述第一方向与第二方向相反。

在其中一个实施例中，所述弹性单元还包括协同弹性体，所述原动弹性体和协同弹性体设置于动作组件的同侧，所述驱动单元同时向所述原动弹性体和协同弹性体内输入所述填充物，所述原动弹性体和协同弹性体同时变形，并共同带动所述自由端杆向第一方向转动。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种仿生力驱动装置，该装置包括驱动组件和动作组件，动作组件包括可转动连接的固定端杆和自由端杆，驱动组件包括弹性单元和驱动单元，弹性单元两端分别固定连接于固定端杆和自由端杆，弹性单元内部容纳有填充物，驱动单元能够控制填充物的输入和输出，以使弹性单元发生形变，弹性单元形变时通过其两端带动固定端杆和自由端杆相对转动。并提供了一种该装置的控制方法，通过控制填充物的输入输出量，能够精确控制该装置的输出力。相较于传统的电气、气压、液压驱动方式，本发明所提供的驱动装置参考生物体骨骼和肌肉的驱动方式，能够克服电气驱动输出功率不足、液压驱动持久性不足和气压驱动定位精度不足的缺点，自适应控制能力强，灵活性高，承载范围大。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的仿生力驱动装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的仿生力驱动装置中动作组件和弹性单元的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的仿生力驱动装置中弹性体的剖视图；

图4为本发明一实施例提供的仿生力驱动装置处于转动状态下的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的仿生力驱动装置中弹性体的结构示意图。

其中：

弹性单元110；原动弹性体111；拮抗弹性体112；协同弹性体113；固定弹性体114；弹性表皮115；腱连接端116；填充物117；驱动单元120；泵体 121；平衡库容122；动作组件200；自由端杆210；固定端杆220。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图3所示，本发明提供了一种仿生力驱动装置，包括驱动组件和动作组件200。动作组件200包括自由端杆210和固定端杆220，自由端杆210 的一端可转动地连接于固定端杆220的一端；驱动组件包括弹性单元110和驱动单元120，弹性单元110两端分别固定连接于固定端杆220和自由端杆210，弹性单元110内部容设有填充物117，驱动单元120能够控制弹性单元110内填充物117的输入和输出，以改变弹性单元110内填充物117的量，并使弹性单元110发生形变；弹性单元110形变时，其两端能够带动固定端杆220和自由端杆210相对转动。可以理解的，本发明所提供的仿生力驱动装置当中，动作组件200相当于生物体当中通过关节可转动连接的骨骼，驱动组件相当于生物体当中的肌肉和肌腱，通过弹性元件100形变带动动作组件200转动，相当于生物体当中肌肉收缩/放松带动骨骼转动，即本发明所提供的仿生力驱动装置相当于生物体当中的骨骼肌系统。驱动组件能够控制填充物117的量，以控制弹性体的形变量，从而控制弹性体对动作组件200输出力的大小。与传统电气、气压、液压方式驱动的转动装置相比，本发明克服了电气驱动功率小、气压、液压驱动不稳定的问题，更加近似于生物体，尤其是人体当中关节的运动方式，能够灵活适用于多种设备和场景。

优选的，如图2所示，弹性单元110包括原动弹性体111和拮抗弹性体112，其二者设置于同一平面内，且位于动作组件200的两侧。原动弹性体111能够驱动自由端杆210相对于固定端杆220沿某一特定方向(以下称为第一方向) 进行转动，相应的，拮抗弹性体112能够驱动自由端杆210沿着与第一方向相反的方向进行转动。由于弹性体只于填充物117增加、内部压强增大、中部膨胀而两端收缩时(相当于肌肉收缩)对动作组件200做功并具进行准确的控制，而弹性体填充物117减少、内部压强减小时对动作组件200不做功且无法准确控制，然而很多情况下一个转动副要进行沿一个方向正向/反向的转动，故设置原动弹性体111控制动作组件200沿第一方向的转动，设置拮抗弹性体112控制动作组件200与第一方向反向的转动。通常情况下，原动弹性体111收缩以控制动作组件200沿第一方向转动时，拮抗弹性体112处于放松状态，不会对原动弹性体111引起的动作组件200转动起拮抗作用；一些特殊情况下，例如对动作组件200转动力大小进行精确控制时，原动弹性体111也可与拮抗弹性体112共同作用，以起到精确控制输出力的效果。

应当理解的是，原动弹性体111和拮抗弹性体112只是功能上的划分，其二者结构并不因此而产生限定，例如，对于设置有原动弹性体111和拮抗弹性体112的仿生力驱动装置，当第一方向为主要运动方向而第一方向反向为次要运动方向时，控制第一方向运动的弹性体称为原动弹性体111，控制其反向运动的弹性体称为拮抗弹性体112；当主要运动方向由第一方向变为第一方向反向时，控制第一方向运动的弹性体为拮抗弹性体112，控制其反向运动的弹性体称为原动弹性体111，上述主要运动方向是人为设置的方向，可以为优先运动的方向，也可是输出力较大的方向等。同时，原动弹性体111和拮抗弹性体112所产生的输出力可以相等，也可以不等，相应的其二者结构可以是完全镜像或不完全镜像设置。

优选的，如图2所示，弹性单元110还包括协同弹性体113，协同弹性体 113和原动弹性体111设置于动作组件200的同侧，其二者对动作组件200的作用力位于同一平面内且同向，协同弹性体113对原动弹性体111起辅助作用，用以增强弹性单元110沿第一方向的输出力。由于部分场合需要较大的输出力，仅靠一个原动弹性体111难以满足需求，可增设协同弹性体113以提高输出力。在一些实施例当中，原动弹性体111和协同弹性体113以环套方式设置，尺寸较小的弹性体设置于内部，尺寸较大的弹性体设置于外部，形成一种类似于同心环的结构。应当理解的是，协同弹性体113亦可设置于拮抗弹性体112同侧，由于协同弹性体113起到增加输出力的作用，当拮抗弹性体112的输出力不足时也可增设协同弹性体113以增加输出力。

优选的，协同弹性体113为多个(图中未示出)。由于空间和结构限制，单个弹性体的输出力有限。为了提供更大的输出力，可以设置多个协同弹性体113 以增加输出力。多个协同弹性体113可以以环套方式设置。显然，多个协同弹性体113可以均设置于动作组件200设有原动弹性体111或拮抗弹性体112一侧，也可在动作组件200两侧均设置协同弹性体113。并且，多个协同弹性体 113可以设置于同一平面内，多个协同弹性体113的作用力方向与原动弹性体 111相同；多个协同弹性体113也可设置于不同平面内，例如两个协同弹性体113对称设置于原动弹性体111的两侧，两个协同弹性体113的作用力的合力方向与原动弹性体111的作用力方向相同。

优选的，如图2所示，弹性单元110还包括固定弹性体114，固定弹性体 114尺寸较小，因此其变形幅度较小，能够限制自由端杆210相对于固定端杆 220的转动幅度。为防止动作组件200转动角度过大，设置用于限位的固定弹性体114，固定弹性体114一般设置于动作组件200，且与拮抗弹性体112同侧，当动作组件200转动超过一定幅度后，超过了固定弹性体114的弹性变形范围，此时固定弹性体114相当于刚性绳，对动作组件200的转动起限制作用。

优选的，如图2和图3所示，上述原动弹性体111、拮抗弹性体112、协同弹性体113和固定弹性体114结构相似，均包括弹性表皮115和腱连接端116，弹性表皮115包围形成第一腔体，第一腔体用于容纳填充物117，腱连接端116 位于第一腔体的两端，并连接弹性表皮115和动作组件200。在一些实施例当中，第一腔体可近似视为椭球形，当驱动组件向第一腔体内输入填充物117时，椭球形的第一腔体中间部分膨胀，两端向中部收缩，使得两个腱连接端116发生相对位移，并以此带动自由端杆210相对于固定端杆220的转动。应当理解的是，椭球形只是弹性表皮115包围形成第一腔体的一种形状，其他形状如圆柱形、不规则条形均等能够中部膨胀带动两端运动的形状均可应用于本发明。

优选的，腱连接端116的材质包括硅橡胶和涤纶。由于腱连接端116作为驱动组件和动作组件200的传力零件，其需具备足够的韧性和弹性。在一些实施例当中腱连接端116结构和材质类似于人工肌腱，其由硅橡胶和涤纶经压制而成，具有良好的力学性能。显然，其他具备优良韧性和弹性的材质亦可应用于本发明，例如其他适合制作人工肌腱的高分子纤维、高分子复合材料等。

优选的，弹性单元110设置有多个，多个弹性单元110施加于动作组件200 的力位于不同平面内。由上述描述可知，同一组弹性单元110只能控制动作组件200沿某一特定方向及其反向的转动。为了实现动作组件200多方向的运动控制，可以设置多个弹性单元110，每个弹性单元110控制一个方向上的转动。例如，仿生力驱动装置包括第一弹性单元110和第二弹性单元110，其二者分别控制动作组件200沿第一方向和第二方向的转动，第一方向和第二方向所在平面互相垂直，通过控制特定弹性单元110运动以使动作组件200完成特定方向的转动。并且，多个弹性单元110之间的运动可以同步控制，使得动作组件200 的运动为多个方向上运动的合成运动。例如，当第一弹性单元110和第二弹性单元110同步驱动动作组件200运动，使得动作组件200沿第三方向进行运动；若第一弹性单元110和第二弹性单元110对动作组件200施加的力大小相同，方向垂直，则第三方向所在的平面与第一方向所在的平面夹角为45°，与第二方向所在的平面夹角也为45°；显然，根据力的合成原理，通过调节第一弹性单元110和第二弹性单元110输出力的大小，即可控制动作组件200沿任意方向进行转动。

优选的，如图1所示，驱动单元120包括泵体121和平衡库容122，泵体 121能够控制弹性单元110内填充物117的输入和输出，平衡库容122能够存储填充物117。当某个弹性体需要输出力时，其相应的泵体121工作，向该弹性体内输入填充物117使其碰撞，并向外输出力，该输入的填充物117来自平衡库容122。泵体121向弹性体内输入一定量的填充物117后，停止输入，并保持一定工作压力，使得弹性体内的填充物117维持在一定量的水平，保证填充物117 在外部负载下不会倒流，填充物117能够正常工作；该维持工作可由泵体121 持续运转完成，也可在泵体121与弹性体之间连接单向阀等阀体完成。弹性体动作完成，不需要输出时，泵体121停止工作，弹性体在外部负载，或是弹性表皮115的回弹作用下使弹性体收缩，填充物117由于弹性体内压强作用被挤压流回平衡库容122内。平衡库容122内填充物117的量应大于弹性体工作时所需填充物117的最大量。

优选的，填充物117包括柔性颗粒物。柔性颗粒物能够承受较大的压力载荷，同时能够对弹性体的弹性表皮115起到一定的支撑作用。填充物117通常还包括润滑剂，润滑剂可以为润滑液或固体润滑颗粒，能够使柔性颗粒能够较为顺畅地在驱动组件和动作组件200内流动。

优选的，填充物117为硅胶颗粒。在一些实施例当中，填充物117为直径 1mm左右的硅胶颗粒。可以理解的是，硅胶只是一种可实施的方式，其他常见柔性材料如树脂、塑料、复合物等亦可应用于本发明。同时，颗粒状填充物117 的直径也应根据具体需求进行选择，直径越小，控制力的灵敏度越高。

优选的，如图4所示，动作组件200当中的固定端杆220和自由端杆210 通过球铰连接。通过球铰连接自由端杆210和固定端杆220，能够使自由端杆 210沿多个方向转动。此外，其他多向可转动连接方式亦可应用于本发明，如万向节等亦可应用于固定端杆220和自由端杆210的连接处。此外，在一些情况下动作组件200只需沿某一个特定方向转动，则自由端杆210可通过普通铰链等常见转动结构连接。

优选的，对于通过球铰连接的动作组件200，球铰包括球座和球销，球座固定安装于固定端杆220，球销设置于球座内并可多向转动，球销一端连接自由端杆210。为了防止自由端杆210受力过大导致球销脱出球座，可设置固定弹性体 114，固定弹性体114一端连接于球座，一端连接于球销或自由端杆210，避免自由端杆210脱开连接。

优选的，固定端杆220和自由端杆210均为可伸缩杆。通过人工调节固定端杆220和自由端杆210的长多，可灵活调整动作组件200的工作范围。

以下结合具体实施例对仿生力驱动装置的运动过程及其控制进行说明：

仿生力驱动装置包括驱动组件和动作组件200，驱动组件包括设置于同一平面内的原动弹性体111、拮抗弹性体112、协同弹性体113和固定弹性体114，其中原动弹性体111和拮抗弹性体112相对设置于动作组件200的两侧，协同弹性体113设置于原动弹性体111同侧，固定弹性体114设置于拮抗弹性体112 同侧；驱动组件还包括多个泵体121和多个平衡库容122，泵体121和平衡库容 122一一对应。每个泵体121和平衡库容122连接一个弹性体，并能够控制该弹性体内填充物117的输入和输出。动作组件200包括自由端杆210和固定端杆 220，自由端杆210可绕固定端杆220在某一平面内进行转动。

本发明的力驱动收缩控制方法为，当与原动弹性体111相对应的泵体121 向平衡库容122施加压力，平衡库容122内的填充物117注入到原动弹性体111 内部，原动弹性体111体积变大，原动弹性体111内部张力增加，带动腱连接端116收缩，腱连接端116受到原动弹性体111拉力带动自由端杆210绕着原动弹性体111方向做旋转运动，当自由端杆210向原动弹性体111方向弯曲时，拮抗弹性体112内的填充物117因受到挤压，而输出至对应的平衡库容122。当自由端杆210有较大的外力承载时，与原动弹性体111和协同弹性体113相对应的泵体121向平衡库容122施加压力，使得原动弹性体111与协同弹性体113 体积同时变大，自由端杆210受到的拉力为原动弹性体111与协同弹性体113 施加拉力之和。

本发明的力驱动舒张控制方法为，当与拮抗弹性体112相对应的泵体121 向平衡库容122施加压力，平衡库容122内的填充物117注入到拮抗弹性体112 内部，拮抗弹性体112体积变大，拮抗弹性体112内部张力增加，带动腱连接端116收缩，腱连接端116受到拮抗弹性体112拉力带动自由端杆210绕着拮抗弹性体112方向做旋转运动，当自由端杆210向拮抗弹性体112方向弯曲时，原动弹性体111和协同弹性体113内的填充物117因受到挤压，而输出至对应的平衡库容122。

本发明的力驱动计算方法为：

如图5所示，图中和式中，F为弹性体施加于自由端杆的能够使端杆绕球轴承旋转的有效拉力，θ为腱连接端与自由端杆夹角，a为弹性体弹性表皮横截面上下轮廓延长至相交所构成的椭圆的长轴长度，b为弹性体弹性表皮横截面上下轮廓延长至相交所构成的椭圆的长轴长度，L为弹性体实际长度，ρ表示弹性表皮与填充物的平均密度，g为弹性体所处位置的重力加速度，V₀为弹性体产生对自由端杆拉力临界状态时弹性体体积，ΔV为泵体增加填充物的体积。因此可以通过控制ΔV体积产生控制自动端杆的拉力，保证了驱动精度。

上式推导采用微积分思想，将弹性体视为椭球形状，并将其沿短轴方向进行体积微分，微分结果为无穷多个圆柱体，计算该圆柱体所受到填充物与弹性表皮沿横截面的压力，并将每一个微分单元所得到的压力进行积分，即可得到弹性体对腱连接端方向的拉力，又由于使得自由端旋转的有效拉力应垂直于自由端杆，因此通过自由端杆与腱连接端的夹角计算自由端杆所受到的有效分力即为驱动力。其椭球体体积公式为：

又椭圆外轮廓坐标公式如下：

因此，椭圆外轮廓的纵坐标可以由下式表示：

每一坐标x的微分圆柱体所受压强即可表示为：

Pa＝ρg(V₀+ΔV)

对于每一微分圆柱体，其所受到的微压力即表示为：

对上式进行积分即可得到腱连接段所受总拉力，由于椭球体两端均有腱连接端，因此求出的总拉力除以2即可得一端所受拉力值。

通过上述描述可知，本发明提供的仿生力驱动装置具有以下优点：

(1)本发明实现对生物骨骼肌的仿生，可以像骨骼肌一样灵活操控多杆的自由运动，同时可以避免电驱动方式力承载能力不足、液压驱动持久性不足和气动驱动定位精度不足的缺点，提高杆运动力的自适应控制能力，扩大杆的承载范围。

(2)本发明可以应用于多种应用场合，如灵活上下料的机械手、高爆发的短跑机械腿、长耐力的搬运机械腿、承载范围广的起升装置。同时，本发明还可以应用于多连杆串并联的组合，实现力驱动的多自由度灵活控制，如腕关节、小臂关节、大臂关节和肩关节的组合。

(3)本发明的力驱动组合体既保证在较大范围冲击破坏下运动杆的缓冲保护，又能够防止过高的拉伸力导致两连接运动杆的脱离。

(4)本发明的力驱动计算公式说明了弹性体体积变化与驱动力的数学关系，通过控制填充物注入弹性体的体积变化可以精确地控制驱动力，提高了控制的精度。

(5)本发明占用空间小且可以实现较大力范围和空间范围的力驱动灵活控制，降低人力成本。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种仿生力驱动装置，其特征在于，包括：驱动组件和动作组件，所述动作组件包括可转动连接的固定端杆和自由端杆，所述自由端杆一端可转动连接于所述固定端杆的端部；所述驱动组件包括弹性单元和驱动单元，所述弹性单元两端分别固定连接于所述固定端杆和自由端杆，所述弹性单元的内部用于容纳填充物，所述驱动单元能够控制所述填充物的输入和输出，以使所述弹性单元发生形变，所述弹性单元形变时通过其两端带动所述固定端杆和所述自由端杆相对转动。

2.根据权利要求1所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述弹性单元包括原动弹性体和拮抗弹性体，其二者位于同一平面内且相对设置于所述动作组件的两侧。

3.根据权利要求2所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述弹性单元还包括协同弹性体，所述协同弹性体与所述原动弹性体设置于所述动作组件的同侧。

4.根据权利要求3所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述协同弹性体为两个以上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述弹性单元还包括固定弹性体，所述固定弹性体能够限制所述固定端杆和自由端杆的转动。

6.根据权利要求5所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述原动弹性体、拮抗弹性体、协同弹性体和固定弹性体均包括弹性表皮和腱连接端，所述弹性表皮包围形成第一腔体，所述第一腔体用于容纳所述填充物；所述腱连接端位于所述第一腔体的两端，并连接所述弹性表皮和动作组件。

7.根据权利要求6所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述腱连接端的材质包括硅橡胶和涤纶。

8.根据权利要求1-4所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述弹性单元的数量为多个，多个所述弹性单元分别位于不同平面内。

9.根据权利要求1所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述驱动单元包括泵体和平衡库容，所述泵体控制所述弹性单元内填充物的输入和输出，所述平衡库容能够存储所述填充物。

10.根据权利要求1或9所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述填充物包括柔性颗粒物。

11.根据权利要求10所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述柔性颗粒物为硅胶颗粒。

12.根据权利要求1所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述固定端杆和自由端杆通过球铰可转动地连接。

13.根据权利要求12所述的仿生力驱动装置，其特征在于，还包括固定弹性体，固定弹性体两端分别连接所述球铰中的球座和球销连接。

14.根据权利要求1所述的仿生力驱动装置，其特征在于，所述固定端杆和/或自由端杆为可伸缩杆。

15.一种基于权利要求1所述的仿生力驱动装置的控制方法，其特征在于，所述驱动单元向所述弹性单元内输入填充物，使得所述弹性单元中间膨胀并引起两端变形，带动所述自由端杆转动。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述弹性单元包括原动弹性体和拮抗弹性体，所述原动弹性体和拮抗弹性体设置于动作组件的两侧，所述驱动单元向所述原动弹性体内输入所述填充物，所述原动弹性体变形带动所述自由端杆向第一方向转动；所述驱动单元向所述拮抗弹性体内输入所述填充物，所述拮抗弹性体变形带动所述自由端杆向第二方向转动；所述第一方向与第二方向相反。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述弹性单元还包括协同弹性体，所述原动弹性体和协同弹性体设置于动作组件的同侧，所述驱动单元同时向所述原动弹性体和协同弹性体内输入所述填充物，所述原动弹性体和协同弹性体同时变形，并共同带动所述自由端杆向第一方向转动。