[发明专利]一种机器蛙人、手爪组件及基于预载力差分驱动的驱动器

权利要求书

1.一种机器蛙人，包括机身及安装在所述机身上的仿人机械臂，所述仿人机械臂包括手爪组件；所述手爪组件包括掌部、抓放驱动器及可摆动地安装在所述掌部上的手爪，所述抓放驱动器用于驱使所述手爪在抓紧位置与释放位置间往复摆动；其特征在于：

所述抓放驱动器包括用于驱使所述手爪由所述释放位置摆动至所述抓紧位置的抓紧驱动器，及用于驱使所述手爪由所述抓紧位置摆动至所述释放位置的释放驱动器；所述抓紧驱动器与所述释放驱动器均为基于预载力差分驱动的记忆合金丝驱动器；

所述记忆合金丝驱动器包括支架及可沿第一方向移动地安装在所述支架上的动子，所述动子通过驱动连接件与所述手爪连接；沿所述第一方向，在所述动子的前后两侧上各布设有一个紧拉驱动器，均用于驱使所述动子朝远离另一个紧拉驱动器的方向移动；所述紧拉驱动器包括形状记忆合金丝、预载用弹性机构及预载连接件，所述第一方向为所述形状记忆合金丝的延伸方向；沿所述第一方向，所述预载连接件可在靠近所述动子的第一位置与远离所述动子的第二位置间往复移动；所述形状记忆合金丝的一端与所述动子固连，另一端与所述预载连接件固连；所述预载用弹性机构的弹性恢复力用于迫使所述预载连接件由所述第一位置移至所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的机器蛙人，其特征在于：

所述预载用弹性机构为压簧；所述紧拉驱动器包括套装在所述压簧外的套筒，固定安装在所述套筒的一端上的限位端盖板，及固定安装在所述套筒的另一端上的止挡端盖板；所述预载连接件为可移动地套装在所述套筒内的环体；所述压簧压于所述止挡端盖板与所述环体之间，所述止挡端盖板上设有供所述形状记忆合金丝可移动穿过的过丝孔；所述预载连接件抵靠所述限位端盖板时，其位于所述第二位置上。

3.根据权利要求2所述的机器蛙人，其特征在于：

所述手爪为柔性爪；所述掌部包括固连座、安装座及支撑地固定该两座之间的支撑架，所述柔性爪的固定端通过铰轴而可摆动地安装在所述安装座上，所述驱动连接件为牵引线，所述抓紧驱动器与所述释放驱动器均安装在所述固连座上，且分别通过一根所述牵引线与所述柔性爪连接。

4.根据权利要求2所述的机器蛙人，其特征在于：

在所述形状记忆合金丝外套装有柔性管壳，及填充于所述柔性管壳与所述形状记忆合金丝之间的凝胶状混合物；所述柔性管壳由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成，而所述凝胶状混合物由硅油与硅脂按4:1的比例混合而成；并在所述柔性管壳内布设有温度传感器。

5.根据权利要求1所述的机器蛙人，其特征在于：

在所述形状记忆合金丝外套装有柔性管壳，及填充于所述柔性管壳与所述形状记忆合金丝之间的凝胶状混合物；所述柔性管壳由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成，而所述凝胶状混合物由硅油与硅脂按4:1的比例混合而成；并在所述柔性管壳内布设有温度传感器。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的机器蛙人，其特征在于：

所述仿人机械臂包括肩关节、大臂、肘关节、小臂及腕关节，所述手爪组件通过所述腕关节而与所述小臂的末端连接，在所述机身上布设有臂动作驱动单元；

所述大臂和/或所述小臂为杆状的无极弯扭用驱动机构；

所述无极弯扭用驱动机构包括可弯曲的刚性杆体，套装在所述刚性杆体外且在二者间存有套装间隙的编织合金网套，填充于所述刚性杆体与所述编织合金网套之间的柔性填充套筒，固设在编织合金网套的两端上且与所述刚性杆体的端部固连的外连环，及紧套在所述编织合金网套外的柔性包裹套筒；所述外连环与所述肩关节、所述肘关节或所述腕关节的关节驱动机构固连；

所述编织合金网套为由形状记忆合金丝编织而成圆筒状网套结构，且其上网孔为由两两相交的四根形状记忆合金丝段所围成夹角可调的菱形网孔结构；所述编织合金网套的两端固连在所述外连环上；在所述编织合金网套上，两段相交的所述形状记忆合金丝段在该二者的相交处通过节点连接件进行不可移动地固连；所述臂动作驱动单元通过一端连接于所述节点连接件上的导线，而对布设在该节点连接件上的相交两根形状记忆合金丝段的交接点提供等电位的驱动电压。