[发明专利]一种基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统

说明书

本发明公开一种基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统，以气动肌肉构成的多缸体元件作为执行元件驱动关节的运动，具有完全模拟蛇运动的功能。所述的基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人主要由气动肌肉、连接件、固定板组成。交错叠加的气动肌肉构成的多缸体元件，其收缩运动范围远远大于同等长度单根气动肌肉。单个多缸体元件可以前进、后退、摆动，多个多缸体元件组合可以实现前进、后退、以及多个方向的摆动。本发明专利以气动肌肉构成的多缸体元件驱动，具有输出力大、清洁、防爆性能好的特点，可用于教学演示、越障、零件抓取。

技术领域

本发明属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统。

背景技术

蛇形机器人具有横截面小的优点，可以在狭窄的空间完成一些工作，因此很多高校对其进行设计和研究。中国专利201610259233.2、201310016188.4、201210552679.6提出采用磁驱动的蛇形机器人，中国专利201420096033.6、201510936582.9、20131.652111.6、201520702251.4、201410240391.4采取了电机驱动设计出蛇形机器人，中国专利201310315747.2提出一种气缸驱动的蛇形机器人，中国专利201320206773.6同时提出缸驱动的蛇形机器人，以上专利设计的蛇形机器人，由于其关节采用的基本为刚性元件，不能模拟蛇柔软多变的躯体。气动肌肉作为一种具有柔性的元器件，具有较高的作为功率/质量比、以及类似于人类肌肉的柔顺性，因此可以被运用到仿生机器人，中国专利201120411072.7提出三根气动肌肉并联驱动的气动肌肉驱动的蛇形机器人，但是其运动范围和运动自由度受到气动肌肉的限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统，该系统输出力大、干净、防爆性能好。具体技术方案如下：

一种基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统，其特征在于，该系统包括n层堆叠的多缸体组，n≥3，每层多缸体组均由第一层板、第二层板和可转动连接在第一、第二层板之间的m个多缸体组成，m≥4；所述的m个多缸体由交替布置的多缸体一和多缸体二组成，所述的多缸体一包括气动肌肉一、气动肌肉二、气动肌肉三和连接件一，所述的气动肌肉一、气动肌肉三的两端均分别与所述的第二层板、所述的连接件一可转动连接，所述的气动肌肉二的两端均分别与所述的第一层板、连接件一可转动连接；所述的多缸体二包括气动肌肉四、气动肌肉五、气动肌肉六和连接件二，所述的气动肌肉四、气动肌肉六的两端均分别与所述的第一层板、所述的连接件二可转动连接，所述的气动肌肉五的两端分别与所述的第二层板、连接件二可转动连接。

进一步地，所述的气动肌肉一和气动肌肉三相对于气动肌肉二对称布置，所述的气动肌肉四和气动肌肉六相对于气动肌肉五对称布置。

进一步地，所述的连接件为字形。

进一步地，所述的可转动连接为铰接。

进一步地，所述的第一层板和第二层板均为中部掏空的板件。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明利用多根气动肌肉与连接件相组合，组成具有多个腔体的多缸体元件，气动肌肉收缩的叠加，大大增加了关节收缩量，即可以前向运动，又可以后向运动，同时还可以摆动，所设计的蛇形机器人具有移动和多个方向的摆动；

2.本发明利用气动肌肉驱动具有较大的功率/质量比、较好的柔顺性、结构紧凑等优点；

3.本发明气动肌肉的输出力是同等缸径气缸输出力的5倍以上，因此此结构可以运用到其他需要提供拉力和推力、干净防爆的场合。

附图说明

图1是基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统的结构示意图：

图2为基于气动肌肉的多缸体蛇形机器人系统的第一层多缸体组的结构示意图；