CN113664817B - 一种由气动人工肌肉驱动的气动马达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气动人工肌肉驱动的气动马达，包括转子、底座、支撑架、滚动轴承、气动人工肌肉、套环和细绳。当气动人工肌肉收缩时，拉动细绳，细绳牵连套环，拉动转子转动，接着气动人工肌肉复原，同时下一根气动人工肌肉激活，继续拉动转子转动，这样依次激活气动人工肌肉，使转子完成连续的转动。通过调节气源给定气压以及激活气动人工肌肉频率可调节转子转速，调节气动人工肌肉激活顺序可控制转子旋转方向，根据循环周期可确定转子旋转位移。本发明用于气动管道机器人的气动旋转执行器，可以在保证驱动旋转性能的情况下使得管道机器人的尺寸降低，从而实现对各种小型管道的探测活动。
Description
技术领域
本发明涉及气动马达技术领域，特别是涉及一种由气动人工肌肉驱动的气动马达。
背景技术
软体机器人是机器人领域的一个新兴的分支，相比于传统刚性机器人，其采用各种软/弹性物质作为本体，采用气压驱动、化学驱动等具有不同特性的智能驱动方式。由于本体材料和驱动方式的特殊性，使得软体机器人具有传统刚性机器人无法比拟的柔顺性和环境适应能力。而其中，由于气动驱动方式具有简单、安全、稳定等特点，所以气动软体机器人是最受关注并且适合向应用层次推进的。
气动执行器作为气动机器人必不可少的重要部件，其性能决定了气动机器人的优劣。传统的气动执行器比如气缸和气动马达，性能稳定但是尺寸较大且小型化困难，因此无法用于制作小型气动机器人。随着气动机器人应用领域的推广，对一些狭窄、微小环境探测的需求日益提升，设计一种新型的气动驱动机构具有很大的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，以解决上述现有技术存在的问题，在保证一定的速度和稳定输出的同时，结构更加紧凑简单，材料易得，并且具有较小的尺寸，能够适用于驱动小型的气动机器人。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，包括转子、底座、支撑架、滚动轴承、气动人工肌肉、套环和细绳；
所述转子包括两个轮盘、一个中间连接轴和两个端部连接轴，所述中间连接轴连接于两个轮盘之间，两个端部连接轴分别安装在两个轮盘的外侧，且所述中间连接轴和两个端部连接轴与轮盘套合的位置按圆周方向彼此间隔120°，两个所述端部连接轴的末端与轮盘同轴心设置；所述中间连接轴和两个端部连接轴上均开设有用于放置所述套环的环形凹槽；
两个支撑架对应固定在所述底座两侧，两个端部连接轴分别与两个支撑架顶部的轴承孔内装配的滚动轴承配合安装，所述细绳的一端系在所述套环上，另一端穿过所述底座上的圆槽后与设置在底座上的气动人工肌肉相连接。
优选地，所述底座的头部均布有三个四分之一圆弧的圆槽，圆槽内安装有固定轴，所述细绳的另一端穿过圆槽处的固定轴后与气动人工肌肉相连接。
优选地，所述底座的中间底板上设有两个对称的固定槽，两个所述支撑架分别固定于两个固定槽内。
优选地，所述底座的尾部开设有三个圆孔，所述圆孔用于气动人工肌肉穿过并固定在圆孔处。
优选地，所述气动人工肌肉包括橡胶内管、编织网、对接头、送气管和尾部密封件，所述编织网用于包裹橡胶内管，尾部密封件用于将橡胶内管和编织网一同固定密封，对接头用于将橡胶内管和编织网在头部固定，所述送气管穿过对接头并与橡胶内管对合。
优选地，所述细绳的另一端与所述气动人工肌肉的尾部密封件相连接。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
1、本发明采用细径气动人工肌肉作为气动执行器，相比传统气动执行器尺寸更小，操作更加简洁。
2、通过采用三根气动人工肌肉按次序激活进行驱动，可实现准确的旋转方向控制，速度控制和行程距离控制。
3、采用气动人工肌肉，耗气量更小，并且不需要额外的排气管道，使整个回路结构更加简单。
4、结构简单，管道等材料易于制备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明转子结构示意图；
图3为本发明底座结构示意图；
图4为本发明气动人工肌肉结构示意图；
其中，1转子；2套环；3细绳；4底座；5支撑架；6气动人工肌肉；7滚动轴承；8轮盘；9端部连接轴；10环形凹槽；11中间连接轴；12圆孔；13固定槽；14圆槽；15固定轴；16对接头；17送气管；18橡胶内管；19尾部密封件；20编制网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，以解决上述现有技术存在的问题，在保证一定的速度和稳定输出的同时，结构更加紧凑简单，材料易得，并且具有较小的尺寸，能够适用于驱动小型的气动机器人。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本实施例提供一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，主要包含七部分，转子1、套环2、细绳3、底座4、支撑架5、气动人工肌肉6和滚动轴承7。转子1的端部轴与滚动轴承7内孔套合，滚动轴承7固定在支撑架5的轴承孔中，支撑架5固定在底座4的中间底板上的固定槽13中。套环2固定在转子1上的环形凹槽10中，细绳3一端与套环2系合，然后穿过底座4头部的四分之一的圆槽14与气动人工肌肉6的尾部密封件19连接。
具体地，如图2所示，转子1主要由两个轮盘8、两个端部连接轴9和一个中间连接轴11组成。轮盘8含有凹槽，凹槽用于与轴套合，三个连接轴与轮盘8套合的位置沿轴向呈120度间隔分布。三个连接轴上均含有环形凹槽10，环形凹槽10允许与套环2套合。
如图3所示，底座4主要包括中间底板上的两个对称固定槽13，头部的四分之一圆槽14以及圆槽14内部的固定轴15和尾部的圆孔12。头部四分之一圆槽14允许细绳3穿过，中间底板固定槽13用于固定支撑架5，尾部圆孔12允许气动人工肌肉6穿过并进行横向固定。
如图4所示，气动人工肌肉6主要包括对接头16、送气管17、橡胶内管18、尾部密封件19和编制网20。
压缩气体通过送气管17通入，然后进入橡胶内管18。橡胶内管18因为通入压缩气体发生变形，轴向尺寸缩短，径向尺寸增大。外部的编织网20会限制橡胶内管18径向膨胀距离。当外部气源撤去，气动人工肌肉6恢复原状。细绳3与气动人工肌肉6的尾部密封件19连接，当气动人工肌肉6收缩时，拉动细绳3，细绳3牵连套环2，拉动转子1转动，接着气动人工肌肉6复原，同时下一根气动人工肌肉6激活，继续拉动转子1转动，这样依次激活气动人工肌肉6，使转子1完成连续的转动。
本发明中的由气动人工肌肉驱动的气动马达，采用气体驱动气动人工肌肉6，气动人工肌肉6收缩时拉动细绳3，细绳3拉动转子1转动的驱动方式。通过调节气源给定气压以及激活气动人工肌肉6频率可调节转子1转速，调节气动人工肌肉6激活顺序可控制转子1旋转方向，根据循环周期可确定转子1旋转位移。本发明用于气动管道机器人的气动旋转执行器，可以在保证驱动旋转性能的情况下使得管道机器人的尺寸降低，从而实现对各种小型管道的探测活动。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，其特征在于：包括转子、底座、支撑架、滚动轴承、气动人工肌肉、套环和细绳；
所述转子包括两个轮盘、一个中间连接轴和两个端部连接轴，所述中间连接轴连接于两个轮盘之间，两个端部连接轴分别安装在两个轮盘的外侧，且所述中间连接轴和两个端部连接轴与轮盘套合的位置按圆周方向彼此间隔120°，两个所述端部连接轴的末端与轮盘同轴心设置；所述中间连接轴和两个端部连接轴上均开设有用于放置所述套环的环形凹槽；
两个支撑架对应固定在所述底座两侧，两个端部连接轴分别与两个支撑架顶部的轴承孔内装配的滚动轴承配合安装，所述细绳的一端系在所述套环上，另一端穿过所述底座上的圆槽后与设置在底座上的气动人工肌肉相连接。
2.根据权利要求1所述的由气动人工肌肉驱动的气动马达，其特征在于：所述底座的头部均布有三个四分之一圆弧的圆槽，圆槽内安装有固定轴，所述细绳的另一端绕过圆槽处的固定轴后与气动人工肌肉相连接。
3.根据权利要求1所述的由气动人工肌肉驱动的气动马达，其特征在于：所述底座的中间底板上设有两个对称的固定槽，两个所述支撑架分别固定于两个固定槽内。
4.根据权利要求1所述的由气动人工肌肉驱动的气动马达，其特征在于：所述底座的尾部开设有三个圆孔，所述圆孔用于气动人工肌肉穿过并固定在圆孔处。
5.根据权利要求1所述的由气动人工肌肉驱动的气动马达，其特征在于：所述气动人工肌肉包括橡胶内管、编织网、对接头、送气管和尾部密封件，所述编织网用于包裹橡胶内管，尾部密封件用于将橡胶内管和编织网一同固定密封，对接头用于将橡胶内管和编织网在头部固定，所述送气管穿过对接头并与橡胶内管对合。
6.根据权利要求5所述的由气动人工肌肉驱动的气动马达，其特征在于：所述细绳的另一端与所述气动人工肌肉的尾部密封件相连接。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2605698A1 (fr) * | 1986-10-23 | 1988-04-29 | Girard Jean Pierre | Dispositif de transmission de l'energie musculaire lie a la propulsion de vehicules et de machines |
| DE19955235A1 (de) * | 1999-11-17 | 2000-05-25 | Armbruster Harald | Doppelwellenpleulantrieb |
| WO2006046246A2 (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Pt Holding Gmbh | Powered personal light vehicle with pneumatic propulsion system |
| DE102012025432B3 (de) * | 2012-12-21 | 2014-04-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Roboteranordnung nach Art eines parallelen Seilroboters sowie Verfahren zum Antreiben der Roboteranordnung |
| CN109895066A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-06-18 | 中国科学院自动化研究所 | 基于肌肉非线性特性的人工肌肉模块 |
| CN211540325U (zh) * | 2019-12-10 | 2020-09-22 | 江苏贝达尔科技有限公司 | 一种压缩机曲轴端部气动打孔设备 |
| CN212547602U (zh) * | 2020-07-10 | 2021-02-19 | 河南理工大学 | 一种利用气动人工肌肉的牵引式手指康复训练装置 |
-
2021
- 2021-08-24 CN CN202110972872.4A patent/CN113664817B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2605698A1 (fr) * | 1986-10-23 | 1988-04-29 | Girard Jean Pierre | Dispositif de transmission de l'energie musculaire lie a la propulsion de vehicules et de machines |
| DE19955235A1 (de) * | 1999-11-17 | 2000-05-25 | Armbruster Harald | Doppelwellenpleulantrieb |
| WO2006046246A2 (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Pt Holding Gmbh | Powered personal light vehicle with pneumatic propulsion system |
| DE102012025432B3 (de) * | 2012-12-21 | 2014-04-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Roboteranordnung nach Art eines parallelen Seilroboters sowie Verfahren zum Antreiben der Roboteranordnung |
| CN109895066A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-06-18 | 中国科学院自动化研究所 | 基于肌肉非线性特性的人工肌肉模块 |
| CN211540325U (zh) * | 2019-12-10 | 2020-09-22 | 江苏贝达尔科技有限公司 | 一种压缩机曲轴端部气动打孔设备 |
| CN212547602U (zh) * | 2020-07-10 | 2021-02-19 | 河南理工大学 | 一种利用气动人工肌肉的牵引式手指康复训练装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 人工关节润滑技术与摩擦学测试研究;华子恺;中国博士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑;全文 * |
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