[发明专利]一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人

摘要

一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，它涉及一种仿青蛙游动机器人。本发明使用拮抗式肌肉驱动关节，能够同时调整关节的角度和刚度，并且机器人整体结构紧凑，能够实现水下运动。本发明的每个大腿本体(2)分别通过一个髋关节(5)可转动安装在基体本体(1)的一侧，每个小腿本体(3)通过一个膝关节(6)与一个大腿本体(2)可转动连接，每个足部(4)通过一个踝关节(7)与一个小腿本体(3)可转动连接。本发明尤其适用于水下环境探索。

主权项

一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，其特征在于：它包括基体本体(1)、两个大腿本体(2)、两个小腿本体(3)、两个足部(4)、两个髋关节(5)、两个膝关节(6)和两个踝关节(7)，每个大腿本体(2)分别通过一个髋关节(5)可转动安装在基体本体(1)的一侧，每个小腿本体(3)通过一个膝关节(6)与一个大腿本体(2)可转动连接，每个足部(4)通过一个踝关节(7)与一个小腿本体(3)可转动连接，基体本体(1)包括密封舱(1‑1)、两个支撑板(1‑2)、两个基体骨骼上(1‑3)、两个基体骨骼下(1‑4)、四个气动肌肉第一连接件(1‑5)、四个髋关节驱动气动肌肉(1‑6)、两个基体骨骼连接件(1‑7)和供气气动系统，供气气动系统安装在密封舱(1‑1)内，两个支撑板(1‑2)分别安装在密封舱(1‑1)的左右两侧，一个基体骨骼上(1‑3)和一个基体骨骼下(1‑4)为一组气动肌肉架体，一个基体骨骼上(1‑3)和一个基体骨骼下(1‑4)由上至下依次分别安装在一个支撑板(1‑2)上，每组气动肌肉架体之间分别通过一个基体骨骼连接件(1‑7)支撑连接，两个髋关节驱动气动肌肉(1‑6)安装在一组气动肌肉架体上，两个髋关节驱动气动肌肉(1‑6)的一端通过两个气动肌肉第一连接件(1‑5)安装在气动肌肉架体的左右两端，两个髋关节驱动气动肌肉(1‑6)的另一端通过一个髋关节(5)与大腿本体(2)连接，两个大腿本体(2)和两个小腿本体(3)的结构相同，每个大腿本体(2)均包括密封壳上(2‑1)、密封壳下(2‑2)、大腿骨骼上(2‑3)、大腿骨骼下(2‑4)、大腿骨骼连接件(2‑5)和两个膝关节驱动气动肌肉(2‑6)，大腿骨骼上(2‑3)和大腿骨骼下(2‑4)上下设置，大腿骨骼上(2‑3)和大腿骨骼下(2‑4)之间通过大腿骨骼连接件(2‑5)连接，两个膝关节驱动气动肌肉(2‑6)的一端与大腿骨骼上(2‑3)和大腿骨骼下(2‑4)的一端连接，两个膝关节驱动气动肌肉(2‑6)的另一端与膝关节(6)连接，密封壳上(2‑1)和密封壳下(2‑2)分别密封盖装在大腿骨骼上(2‑3)和大腿骨骼下(2‑4)的上下两端；足部(4)包括脚蹼连杆(4‑1)、脚掌(4‑2)、脚掌支撑(4‑3)、四个脚趾(4‑4)和脚蹼(4‑5)，脚掌(4‑2)通过脚掌支撑(4‑3)与脚蹼连杆(4‑1)连接，每个脚趾(4‑4)与脚掌(4‑2)转动连接，脚蹼(4‑5)与四个脚趾(4‑4)连接；膝关节(6)包括固定基座(A‑1)、旋转基座(A‑2)、旋转轴(A‑3)、静密封机构(A‑4)、动密封机构(A‑5)、第一轴承(A‑6)、杠杆(A‑7)、两个驱动器(A‑8)和编码器(A‑9)，固定基座(A‑1)和旋转基座(A‑2)上下设置，旋转轴(A‑3)竖直穿设在固定基座(A‑1)和旋转基座(A‑2)内，旋转轴(A‑3)与固定基座(A‑1)和旋转基座(A‑2)之间的连接处通过动密封机构(A‑5)密封，旋转基座(A‑2)内通过静密封机构(A‑4)与旋转轴(A‑3)密封连接，编码器(A‑9)安装在固定基座(A‑1)内的旋转轴(A‑3)的上端，杠杆(A‑7) 和第一轴承(A‑6)依次套装在旋转轴(A‑3)上，杠杆(A‑7)与旋转轴(A‑3)的上部相互配合实现联动，两个驱动器(A‑8)的末端分别与杠杆(A‑7)的一端连接；静密封机构(A‑4)包括第一密封圈(A‑4‑1)、旋转筋骨(A‑4‑2)和螺钉(A‑4‑3)，伸入到旋转基座(A‑2)内的旋转轴(A‑3)下部设有静密封阶梯台肩，旋转筋骨(A‑4‑2)的设有多个筋骨台肩，旋转筋骨(A‑4‑2)套装在旋转轴(A‑3)下部的静密封阶梯台肩上，静密封阶梯台肩上部外侧壁与旋转筋骨(A‑4‑2)之间留有静密封空隙，第一密封圈(A‑4‑1)套装在静密封空隙内，螺钉(A‑4‑3)穿设在旋转筋骨(A‑4‑2)的下部；动密封机构(A‑5)包括第二密封圈(A‑5‑1)、V型密封圈(A‑5‑2)和套筒(A‑5‑3)，第二密封圈(A‑5‑1)套装在旋转轴(A‑3)的外侧壁上，且第二密封圈(A‑5‑1)与固定基座(A‑1)的壳体之间留有储油腔室，V型密封圈(A‑5‑2)套装在旋转轴(A‑3)上并位于固定基座(A‑1)的壳体的下部内侧壁与旋转基座(A‑2)的上端之间，套筒(A‑5‑3)套装在旋转轴(A‑3)的外侧壁上，且位于V型密封圈(A‑5‑2)的下端；髋关节(5)包括髋关节轴(5‑1)、髋关节轴承座(5‑2)、两个气动肌肉第二连接件(5‑3)和两个拉杆(5‑4)，髋关节轴(5‑1)的上部与基体骨骼上(1‑3)和基体骨骼下(1‑4)固定连接，髋关节轴承座(5‑2)可转动套装在髋关节轴(5‑1)上，髋关节轴(5‑1)的下部与大腿骨骼下(2‑4)转动连接，并且转动处通过动密封机构(A‑5)密封，两个拉杆(5‑4)的一端固连在大腿骨骼下(2‑4)中，两个拉杆(5‑4)另一端对称安装在髋关节轴承座(5‑2)的两端，每个拉杆(5‑4)还插在一个气动肌肉第二连接件(5‑3)中，气动肌肉第二连接件(5‑3)与一个髋关节驱动气动肌肉(1‑6)连接。