[发明专利]一种气动仿生收缩组织

说明书

技术领域

本发明涉及应用于光机电技术领域，特别是一种气动仿生收缩组织，在机器人制造领域和柔性牵引应用领域。

背景技术

现有诸多仿生肌肉组织主要依靠电动机、发动机或液压马达来驱动，特别在许多工厂中的工业机器人都依靠电机来驱动，这使得机器人的机械臂的关节活动方式受到限制。此外，现有机器人相关的研究只是设法在如何改变类人机器人或其它类四肢动物机械的行走平衡，控制等相关领域，其仿生程度比较低，类人机器人或其它类四肢动物的运动行走等活动方式僵硬，也使其灵活性和制造成本受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动仿生收缩组织，它能够起到模仿动物肌肉组织收缩而运动的功能，充分应用于类人机器人或类其它四肢动物机械技术中，使类人机器人或类其它四肢动物机械的活动更加灵活和自如。

本发明的目的是这样实现的：一种气动仿生收缩组织，由活塞、气缸、通过压缩空气控制收缩构成收缩基本单元，在收缩基本单元内充入按收缩量要求的压缩气体，由压缩气体推动活塞运动，通过活塞的运动牵引另一收缩单元的气缸运动，前一个单元的活塞连接后一个单元的气缸，通过如此无穷的连接，传递联动形成仿生收缩组织。通过控制压缩气体的通断和气体压力来控制气动仿生收缩组织收缩。通过控制收缩基体单元的通气和放气数量达到控制组织收缩行程的目的。该组织的舒张则是通过另一组收缩组织牵引达到排气舒张的目的。

本发明原理为：在每个仿生收缩基本单元中，由压缩气体推动活塞在气缸内来回滑动，形成其仿生收缩基体单元的收缩功能，模仿每个肌肉细胞收缩的原理，使每个仿生收缩基本单元集群同时协作而往复收缩组成仿生收缩组织，可应用在类人机器人或其它类四肢动物机械技术领域当中。本发明能够由对应的两组组成一阴一阳，起到模仿动物肌肉组织收缩而运动的功能，充分应用于类人机器人或类其它四肢动物机械技术中，使类人机器人或类其它四肢动物机械的活动更加灵活和自如。

附图说明

图1是本发明收缩基体单元部件活塞的剖视结构示意图； 

图2是本发明收缩基体单元部件活塞的立体结构示意图； 

图3是本发明收缩基体单元部件气缸的剖视结构示意图； 

图4是本发明收缩基体单元部件气缸的立体结构示意图

图5是本发明气动仿生收缩组织通气收缩前两个连接的剖视结构示意图

图6是本发明气动仿生收缩组织通气收缩后两个连接的剖视结构示意图

图7是本发明气动仿生收缩组织多个连接的立体结构示意图

具体实施方式：一种气动仿生收缩组织，如图1至图7所示，活塞1、气缸2构成收缩基体单元，压缩气体由气缸2的进气口3充入压缩气体，在气缸2内，由压缩气体推动活塞1在气缸2的内管壁滑动，气缸2的后端和活塞1的前端分别柔性卡接连接，气动仿生收缩组织单元由活塞1在气缸2中的行程决定运动行程；通过控制压缩气体的通断和气体压力来控制气动仿生收缩组织收缩。通过控制收缩基体单元的通气和放气数量达到控制组织收缩行程的目的。该组织的舒张则是通过另一组收缩组织牵引到达排气舒张的目的。

每个上述收缩基本单元首、尾连接成排，即相邻收缩基体单元其活塞1与另一个收缩体的气缸2后端相互配合连接构成仿生收缩链；由仿生收缩链相配合形成仿生收缩组织，仿生组织中的每个收缩基本单元在相邻两仿生收缩链当中，一仿生收缩链的收缩基体单元相对于另一仿生收缩链的收缩基体单元并联平行排列，终端通过柔韧性好的人造仿生软体材料连接的仿生关节上，形成手臂的运动效果。

一个收缩基体单元的活塞1与另一个收缩基体单元的气缸2后端柔性卡接。

活塞1和气缸2可由金属、塑料或其他合成材料构成。运动时内壁加注润滑脂。

如图5至图6所示，图5是本发明气动仿生收缩组织通入压缩气体收缩前两个连接的剖视结构舒张状态，图6是本发明气动仿生收缩组织通气收缩后两个连接的剖视结构的收缩状态。图7详细展示了本发明气动仿生收缩组织多个连接的立体结构形成仿生收缩组织状态的立体链状结构。如此多个仿生收缩基体单元链接就会形成类似肌肉组织的仿生收缩组织。

综上所述，本发明结合仿生技术、机械、润滑、气动控制等相关方面领域的发展现状，利用现代微加工技术，最终能做成尺寸较小的单元结构，如有成千上万的仿生收缩基本单元连接起来，就会形成总行程很长的机械运动行程，将这些机械式仿生收缩组织附着在如类人机器人或其它类四肢动物机械的铰接的仿生骨骼或仿生骨架上，就可以使上述类人机器人或其它类四肢动物机械更加灵活自如。