[发明专利]一种基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱

权利要求书

1.一种基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，包括仿生脊柱骨架和气动仿生肌肉；其中，

所述仿生脊椎骨架包括骨架件，所述骨架件设置有多个，相邻的两骨架件之间通过万向节相连接，以使得仿生脊椎骨架具有上下弯曲俯仰及左右弯曲侧摆两个自由度；

所述气动仿生肌肉设置有两组，分别安装在所述仿生脊椎骨架长度方向相邻的两侧，以通过气动仿生肌肉的动作使得仿生脊椎骨架实现上下弯曲俯仰、左右弯曲侧摆两个自由度的运动。

2.如权利要求1所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述气动仿生肌肉包括气动驱动器和多腔体弹性气囊，所述气动驱动器的出气端密封安装在多腔体弹性气囊的进气端处，以往多腔体弹性气囊内进行充气或抽气；所述多腔体弹性气囊用于安装在所述仿生脊椎骨架长度方向的侧面上。

3.如权利要求2所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述多腔体弹性气囊包括单腔体弹性气囊以及多孔导气件；其中，所述多孔导气件的主体部分是中空的导气室，沿着所述导气室上端面的长度方向间隔分布有气孔，每一所述气孔中均连通安装有所述单腔体弹性气囊；所述导气室的下端面用于安装在所述仿生脊椎骨长度方向的侧面上。

4.如权利要求3所述的的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述多腔体弹性气囊还包括材料为环氧基玻璃纤维的弹性支架，所述弹性支架安装在所述导气室上端面中且对应地设置有气孔，所述单腔体弹性气囊对应地安装在弹性支架的气孔上表面，以和导气室的气孔相连通。

5.如权利要求3所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述多孔导气件的进气口端部密封接口设置有O型圈密封槽，所述多孔导气件的进气口端部密封接口与气动驱动器通过螺栓及O型密封圈气密装配连接。

6.如权利要求5所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述气动驱动器包括气嘴、储气缸阀以及活塞；所述气嘴为多宝塔结构，以和所述多孔导气件的进气口过盈装配；所述气嘴和储气缸相连通，活塞安装在储气缸内。

7.如权利要求3所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，还包括弯曲变形传感器、薄膜压力传感器、模块化控制电路板、上位计算机；所述弯曲变形传感器安装在导气室的下端面上，以用于监测多孔导气件的曲率变形量；所述薄膜压力传感器安装在所述单腔体弹性气囊的表面上，以用于监测单腔体弹性气囊的弹性变形力，所述模块化控制电路板用于接收弯曲变形传感器所监测到的曲率变形量以及薄膜压力传感器所监测到的弹性变形力数据，并将所接收到数据传输至上位计算机，由上位计算机对该数据进行处理，并根据处理后的结果来向模块化控制电路板下达控制命令，由模块化控制电路板来控制气动驱动器的动作。

8.如权利要求1所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述骨架件为板块状，一相邻的两侧边面朝外延伸形成平面安装部，在骨架件的前后两个面上设置有与万向节适配的圆形凹槽面。

9.如权利要求4所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述单腔体弹性气囊的材料为硅橡胶。

10.如权利要求1所述的基于气动肌肉的四足机器人柔性脊柱，其特征在于，所述万向节主要由两端的万向节叉和中间的十字轴装配组成，以有上下俯仰及水平侧摆两个自由度。