双向力输出的气动柔性驱动装置制造方法及图纸

双向力输出的气动柔性驱动装置，包括由端盖、第一橡胶管、嵌套在橡胶管管壁中的弹簧构成的气动柔性驱动器，气动柔性驱动器的前方设置有一活塞缸，气动柔性驱动器外气密地套接有第二橡胶管，第二橡胶管的前端气密地套接于活塞缸的后端盖上；活塞缸有前气口和后气口，活塞体位于前气口和后气口之间；活塞体连接一中空的活塞杆，活塞杆的后端连接气动柔性驱动器的前端盖，活塞杆连通所述活塞缸的连通前气口的内腔和气动柔性驱动器的内腔；活塞杆的后端盖上有通孔，通孔连通所述活塞缸的连通后气口的内腔和第二橡胶管的内腔。本发明专利技术具有动作灵活、柔顺性好、刚度大、行程大、与生物肌肉运动形式接近的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气动柔性驱动器，在农业机器人、医疗机器人、服务 机器人等场合有较好的应用前景。
技术介绍
气动柔性驱动器因具有结构简单，清洁无污染，功率重量比大和 柔顺性等优点，克服了电机驱动器结构尺寸大，不易于小型化等缺点， 因此在农业、医疗、服务等领域受到越来越多的应用。但气动柔性驱 动器也存在着柔性与刚度的矛盾、迟滞性等缺点。有提出一种气动柔性驱动器，如专利号CN2790700:是一种气动柔性驱动器(如 图l)，公开了一种气动柔性驱动器包括左端盖、橡胶管、嵌套在橡胶 管管壁中的弹簧、右端盖、管接头，所述的橡胶管两端分别与左端盖 和右端盖密封连接，右端盖中部开有螺纹孔，所述的管接头通过螺纹 安装在右端盖上，所述的橡胶管内腔通过管接头与大气连通。还存在 的缺点是1、主要用嵌套在橡胶管管壁中的弹簧来保证其刚度， 一旦 受到径向的外部作用力，驱动器易于变形，表现为刚度差。2、驱动器 在通气的情况下，轴向伸长，放气时靠橡胶和弹簧的弹性恢复原状。 作用力单一、力度不大。3、在不漏气的情况下，驱动器的轴向最大位 移表现为橡胶管的最大伸长量，驱动器的行程太小。
技术实现思路
为了克服已有技术中气动柔性驱动器径向刚度差、作用力过于单 一、行程太小的缺点，本专利技术提供一种动作灵活、柔顺性好、刚度大、 行程大、与生物肌肉运动形式接近的双向力输出的气动柔性驱动装置。双向力输出的气动柔性驱动装置，包括由端盖、第一橡胶管、嵌 套在第一橡胶管管壁中的弹簧构成的气动柔性驱动器，其特征在于 所述的气动柔性驱动器的前方设置有一活塞缸，所述的气动柔性驱动 器外气密地套接有第二橡胶管，所述的第二橡胶管的前端气密地套接 于活塞缸的后端盖上；所述的活塞缸有前气口和后气口，活塞位于所 述的前气口和后气口之间；所述的活塞连接一中空的活塞杆，.所述的 活塞杆的后端连接所述的气动柔性驱动器的前端盖，所述的活塞杆连 通所述活塞缸的连通前气口的前内腔和所述的气动柔性驱动器的内 腔；所述的活塞缸的后端盖上有通孔，所述的通孔连通所述活塞缸的 连通后气口的后内腔和所述的第二橡胶管的内腔。进一步，所述的第二橡胶管的后端连接于所述的气动柔性驱动器 的后端盖上。本专利技术的技术构思是所述的双向力输出的气动柔性驱动装置有 两路与大气相通 一是大气通过活塞缸的前气口，进入活塞缸前内腔， 通过活塞杆内通道进入气动柔性驱动器内；二是大气通过活塞缸的后 气口，进入活塞缸后内腔，再通过活塞缸后端盖的通孔与第二橡胶管 内腔相通。驱动器向后运动时，活塞缸的后气口与大气连通，压縮气体从活 塞缸的前气口进入活塞前内腔，压縮气体沿着活塞杆内通道进入气动 柔性驱动器，这样气压作用于活塞，使其向后运动，直到活塞杆达到 活塞缸的最后端，同时，气动柔性驱动器因内腔压力增大而表现为向 后轴向伸长，气压越大，伸长量越大。驱动器向前运动时，活塞缸的前气口与大气连通而压縮气体通过 活塞缸的后气口进入活塞缸后内腔时，压縮气体经过活塞缸后端盖的通孔进入到第二橡胶管内腔，由于压縮气体作用于活塞杆，使活塞杆 位置达到活塞缸的最前端。随着内腔气体压力上升，第二橡胶管沿径 向膨胀，膨胀的第二橡胶管撑起外层纤维编织网，使得径向膨胀力变 为轴向收縮力而驱动气动柔性驱动器进一步向前移动，其运动形式酷 似生物肌肉。本专利技术所述的双向力输出的气动柔性驱动器的有益效果主要表现 在i、气动柔性驱动器包含在第二橡胶管中，且受作用于第二橡胶管 中的气压，使其刚度增加。2、作用力为双向力，能双向驱动；3、工 作行程大，其最大行程可以达到活塞缸的活塞杆最大轴向位移量加上气动柔性驱动器的最大伸长量。4、其运动形式类似于生物肌肉的运动形式，具有柔顺性、功率/质量比大的优点。 附图说明图1所述的气动柔性驱动器的结构示意图图2本专利技术所述的双向力输出气动柔性驱动器位于第一种工作形式的示意图图3本专利技术所述的双向力输出气动柔性驱动器位于第二种工作形式的示意图 具体实施例方式结合图2、 3，进一步说明本专利技术双向力输出的气动柔性驱动装置，包括由端盖ll、 14、第一橡胶 管12、嵌套在第一橡胶管12管壁中的弹簧13构成的气动柔性驱动器， 所述的气动柔性驱动器的前方设置有一活塞缸2，所述的气动柔性驱动 器外气密地套接有第二橡胶管3，所述的第二橡胶管3的前端气密地套 接于活塞缸2的后端盖25上；所述的活塞缸2有前气口21和后气口22，5活塞27位于所述的前气口21和后气口22之间；所述的活塞27连接一中 空的活塞杆24，.所述的活塞杆24的后端连接所述的气动柔性驱动器的 前端盖14，所述的活塞杆24连通所述活塞缸2的连通前气口21的前内腔 23和所述的气动柔性驱动器的15内腔;所述的活塞缸2的后端盖25上有 通孔251，所述的通孔251连通所述活塞缸2的连通后气口22的后内腔26 和所述的第二橡胶管3的内腔。所述的第二橡胶管3的后端连接于所述的气动柔性驱动器1的后端 盖11上。本专利技术的技术构思是所述的双向力输出的气动柔性驱动装置有两路与大气相通 一是大气通过活塞缸的前气口，进入前内腔，通过 活塞杆内通道进入气动柔性驱动器内；二是大气通过活塞缸的后气口 ， 进入活塞缸后内腔，再通过活塞缸后端盖的通孔与第二橡胶管内腔相 通。压縮气体进入活塞前内腔，又沿着活塞杆内通道进入气动柔性驱 动器，这样气压作用于活塞杆，使其向后运动， 一直到活塞杆达到活 塞缸的最后端，同时，气动柔性驱动器在内腔压力作用下而表现为轴 向伸长，气压越大，伸长量越大。驱动器能克服向前的外载荷而做功；压縮气体通过后气口进入活塞缸后内腔，又经过活塞缸后端盖的 通孔进入到第二橡胶管内腔，由于压縮气体作用于活塞杆，使活塞杆 位置达到活塞缸的最前端。随着内腔气体压力上升，第二橡胶管沿径 向膨胀，膨胀的第二橡胶管撑起外层纤维编织网，使得径向膨胀力变 为轴向收縮力而驱动气动柔性驱动器进一步向前移动，驱动器能克服 向后的外载荷而做功。本专利技术所述的双向力输出气动柔性驱动器，具有一定刚度，能双向驱动，工作行程大，运动形式类似于生物肌肉，具有较大的应用前本说明书实施例所述的内容仅仅是对专利技术构思的实现形式的列 举，本专利技术的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式， 本专利技术的保护范围也及于本领域技术人员根据本专利技术构思所能够想到 的等同技术手段。权利要求1.双向力输出的气动柔性驱动装置，包括由端盖、第一橡胶管、嵌套在橡胶管管壁中的弹簧构成的气动柔性驱动器，其特征在于所述的气动柔性驱动器的前方设置有一活塞缸，所述的气动柔性驱动器外气密地套接有第二橡胶管，所述的第二橡胶管的前端气密地套接于活塞缸的后端盖上；所述的活塞缸有前气口和后气口，活塞位于所述的前气口和后气口之间；所述的活塞连接一中空的活塞杆，所述的活塞杆的后端连接所述的气动柔性驱动器的前端盖，所述的活塞杆连通所述活塞缸的连通前气口的内腔和所述的气动柔性驱动器的内腔；所述的活塞杆的后端盖上有通孔，所述的通孔连通所述活塞缸的连通后气口的内腔和所述的第二橡胶管的内腔。2. 如权利要求1所述的双向力输出的气动柔性驱动装置，其特征 在于所述的第二橡胶管的后端连接于所述的气动柔性驱动器的后端盖上。全文摘要双向力输出的气动柔性驱动装置，包括由端盖、第一橡胶管、嵌套在橡胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
双向力输出的气动柔性驱动装置，包括由端盖、第一橡胶管、嵌套在橡胶管管壁中的弹簧构成的气动柔性驱动器，其特征在于：所述的气动柔性驱动器的前方设置有一活塞缸，所述的气动柔性驱动器外气密地套接有第二橡胶管，所述的第二橡胶管的前端气密地套接于活塞缸的后端盖上；所述的活塞缸有前气口和后气口，活塞位于所述的前气口和后气口之间；所述的活塞连接一中空的活塞杆，所述的活塞杆的后端连接所述的气动柔性驱动器的前端盖，所述的活塞杆连通所述活塞缸的连通前气口的内腔和所述的气动柔性驱动器的内腔；所述的活塞杆的后端盖上有通孔，所述的通孔连通所述活塞缸的连通后气口的内腔和所述的第二橡胶管的内腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍官军，张庆丰，杨庆华，高峰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]