[发明专利]一种刚柔耦合气动肌肉

说明书

本发明公开了一种刚柔耦合气动肌肉，包括骨架和沿骨架周向设置的若干气管，所述骨架由若干轴节首尾活动连接组成，骨架与气管通过设置于两者端部的盖板封闭固定，其中一个盖板上设置有用于向气管内充气的充气孔；所述轴节包括端轴节和间轴节，所述间轴节包括外轴节和套于外轴节内且能轴向活动的内轴节；所述间轴节的内轴节与相邻间轴节的外轴节活动连接，其中一个端轴节与相邻间轴节的外轴节活动连接，另一个端轴节与相邻间轴节的内轴节活动连接。本发明通过刚性骨架和柔性气管结合，在保证稳定运动的同时，不会对生物造成损伤。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种刚柔耦合气动肌肉。

背景技术

随着科学和技术的不断发展，在过去的几个世纪里，人类在许多方面都取得了重大的进展。机器人技术作为人类最伟大的发明之一，自20世纪 60年代初问世以来，经历了短短的50年，已取得巨大的进步。工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后，已成为制造业中必不可少的核心装备，而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴，而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。刚性机器人的发展可以说是十分成熟。我国的工业机器人发展的历史已经有20 多年。而目前的工业机器人大部分都实现了柔性控制，现在亟待解决的问题就是刚性机器人所存在的一些缺点。例如：和生物直接接触，由于坚硬的外表可能会伤害到生物。由于刚性关节的存在，所以不够灵活，以及无法忽视的重量问题。

例如公告号为CN104029217B的专利说明书中公开了一种基于万向联轴节式并联机构的气动肌肉仿生关节，主要部件包括：支撑杆，固定端平台，连接轴，深沟球轴承，三根气动肌肉，第一万向联轴节，前臂平台，孔用弹性挡圈，圆螺母和六个第二万向联轴节，支撑杆的一端与固定端平台的中心通过螺纹固连，另一端通过第一万向联轴节和连接轴与前臂平台相连接；所述三根气动肌肉与前臂平台及固定端平台的连接部分分别采用所述万向联轴节、连接轴、深沟球轴承和弹性挡圈连接，所述连接轴为一阶梯轴，其一端加工螺纹，另一端加工有销钉孔，其中三个第二万向联轴节通过连接轴的销孔端与固定端平台相连，其余三个第二万向联轴节通过连接轴的销孔端与前臂平台相连；两个平台上分别加工出三个120°均布的阶梯孔；阶梯孔中安装深沟球轴承，并通过连接轴、圆螺母和孔用弹性挡圈固定。

软体机器人就能很好地解决上述问题。它的柔软使生物在与其直接接触过程中不会受到伤害，还有它的运动的柔顺性具有美感，且软体机器人的材质密度也比刚性机器人低，这就意味着，软体机器人的轻便。

例如公告号为CN105856219B的专利说明书中公开了一种具有自感知和驱动功能的气动人工肌肉，其特征在于，包括纤维丝、弹性软管、集丝卡箍、压电体、圆柱套管、气管接头、卡箍、电极、驱动电路、感知电路和集丝孔；纤维丝以固定的编织角缠绕在弹性软管外表面，组成编织网。

但是软体机器人同样存在着缺点，那就是不可控性，这就是软体机器人的两面性。所以将刚性机器人和软体机器人相结合就是一个趋势，可以扬长避短，达成最优解。

总之，各种类型机器人的出现和应用是人类进步的一大标志，在未来社会中，机器人的广泛应用和发展是一个必然的趋势。相信在不远的将来，机器人技术将一定能够为人类带来更多的方便，为人类的文明和发展做出巨大的贡献。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚柔耦合气动肌肉，通过刚性骨架和柔性气管结合，在保证稳定运动的同时，不会对生物造成损伤。

一种刚柔耦合气动肌肉，包括骨架和沿骨架周向设置的若干气管，所述骨架由若干轴节首尾活动连接组成，骨架与气管通过设置于两者端部的盖板封闭固定，其中一个盖板上设置有用于向气管内充气的充气孔。

本方案采用刚性骨架和柔性气管相结合的方式，刚性骨架起到支撑作用，其运动灵活，柔性气管避免了与生物接触时造成生物损伤，充分运用两者优点，弥补两者的不足，得到适用范围广的气动肌肉。