[实用新型]充气式柔性轻质机械臂

说明书

本实用新型属于机械臂领域，具体地说是一种充气式柔性轻质机械臂，包括气压回路模块、相机、瘦人工肌肉、气囊体、机座、气囊充气罐、输气管道、树脂垫片、空气压缩机、电线、电源，瘦人工肌肉通过树脂垫片连接于气囊体，使机械臂得以驱动，瘦人工肌肉的驱动力来源于气压回路模块通过输气管道所提供的压缩空气，压缩空气来源于空气压缩机，机械臂的连杆是采用充入氦气的气囊体，气囊体具有自重补偿能力，相机安装于机械臂的最末端，通过电线连接到机座的电源上；整个充气式柔性轻质机械臂固定于机架上。本实用新型结构新颖，控制简单，适用于危险、高空、受灾领域以及外太空的检验和侦查。

技术领域

本实用新型属于机械臂领域，具体地说是一种充气式柔性轻质机械臂。

背景技术

近年来，传统的机械臂暴露出越来越多的问题。逐渐由刚性转变为柔性的机械臂，制造出了很多仿生的机器人。蛙泳机器人、灵动机械手的关键部分均采用了人工肌肉驱动，柔性化的趋势随之而展开。现有的机械臂大多数是刚性的，而柔性的机械臂能弥补刚性机械臂的一些不足，它能够在危险、高空和复杂的领域开展检验和勘察任务，长而轻的优势，让制造成本和危险系数大大降低。

实用新型内容

针对传统机械臂存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种充气式柔性轻质机械臂，适用于危险、高空、受灾领域以及外太空的检验和侦查。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括气囊体、瘦人工肌肉、输气管道、气囊充气罐、机座、空气压缩机及气压回路模块，其中气囊充气罐、空气压缩机及气压回路模块分别安装在机座上，所述气囊体为至少四个，彼此之间通过关节轴串联连接、形成机械臂的连杆，且各气囊体内部相通，位于第一的气囊体安装在所述气压回路模块上，并通过充气管路与气囊充气罐相连通，由该气囊充气罐向各所述气囊体内部充入比空气轻的气体，使充气后的各气囊体悬浮在空气中；每个所述气囊体上连接或跨越有仅能轴向伸缩的瘦人工肌肉，该瘦人工肌肉跨越三个气囊体，瘦人工肌肉的两端分别与所跨越的三个气囊体中位于两侧的连接，所述瘦人工肌肉为内部中空结构，一端连接有输气管道，另一端为封闭端；所述气压回路模块具有控制瘦人工肌肉充气或放气的三位四通电磁换向阀，该三位四通电磁换向阀分别与所述空气压缩机及输气管道相连；所述空气压缩机通过三位四通电磁换向阀经输气管道向瘦人工肌肉内充气，被充气的瘦人工肌肉与输气管道连接的一端所相连的气囊体在瘦人工肌肉因充气而收缩的过程中作为基座保持不动，由作为基座的气囊体向远离气压回路模块方向的其余气囊体则向充气的瘦人工肌肉一侧转动。

其中：所述瘦人工肌肉分为铅垂面瘦人工肌肉组及水平面瘦人工肌肉组，该铅垂面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉在铅垂面上对称位于气囊体的上下两侧，所述水平面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉在水平面上对称位于气囊体的左右两侧，该铅垂面瘦人工肌肉组及水平面瘦人工肌肉组中的瘦人工肌肉长度相等，任意一根瘦人工肌肉均跨越三个气囊体；所述铅垂面瘦人工肌肉组与水平面瘦人工肌肉组沿气囊体形成的机械臂连杆长度方向交替设置，且相邻铅垂面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉与水平面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉部分重叠。

所述铅垂面瘦人工肌肉组及水平面瘦人工肌肉组分别设有各自独立的三位四通电磁换向阀，每个三位四通电磁换向阀分别通过输气管道与铅垂面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉或水平面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉相连；所述铅垂面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉不同时充气，即一根充气、另一根放气；所述水平面瘦人工肌肉组的两根瘦人工肌肉不同时充气，即一根充气、另一根放气。

所述气囊体在四个的基础上，每增加一个气囊体即增加一组所述铅垂面瘦人工肌肉组或水平面瘦人工肌肉组；相应地，所述气压回路模块中增加一个所述三位四通电磁换向阀。

所述瘦人工肌肉由在乳胶管外面包裹一层尼龙网织物制成，一端为绝缘带，另一端为密封区域，在所述绝缘带上开设有压缩空气入口，该压缩空气口的一端与所述输气管道相连，另一端与所述乳胶管的内部连通。