-3之間通過氣栗B-2連通,電池B-6接在氣栗B-2上并為氣栗B-2供電,高壓艙B-1連接空氣過濾網B-4并通過一個開關氣動系統B-20為一個氣動執行單元B-30提供氣源,低壓艙B-3通過另一個開關氣動系統B-20為另一個氣動執行單元B-30提供氣源,高壓艙壓力傳感器B-5用于測量高壓艙B-1的艙內壓力,低壓艙壓力傳感器B-7用于測量低壓艙B-3的艙內壓力。如此設置:高壓艙提供氣源供執行單元工作后排氣到低壓艙,高低艙壓差減小,通過氣栗恢復高低艙之間的壓差。從而使本發明的氣動系統與外部大氣隔離,形成可集成的獨立氣源。通過高速開關閥組控制氣動肌肉的充氣和放氣,相對其他調壓閥,體積和質量都有極大的減小,減小了一倍。將供電電池、開關閥、氣栗等相關組件配置在低壓艙內,使結構緊湊,有效縮減整個系統的體積,體積縮小一倍。通過控制開關閥的高速開關來控制沖入肌肉密閉腔內的氣體,從而達到控制肌肉收縮的目的。相比其他調壓閥質量和體積有了較大減小,與壓力比例閥相比,成本也有顯著的降低。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0041]【具體實施方式】三:結合圖7至圖8說明本實施方式,本實施方式的氣栗B-2的進氣口A端與低壓艙B-3連接,氣栗B-2的排氣口 B端與高壓艙B-1連接。如此設置:便于實現高壓艙和低壓艙之間的壓差,從而使本發明的氣動系統與外部大氣隔離,形成可集成的獨立氣源。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一或二相同。
[0042]【具體實施方式】四:結合圖7至圖8說明本實施方式,本實施方式的開關氣動系統B-20包括進氣高速開關閥B-21和排氣高速開關閥B-22,進氣高速開關閥B-21和排氣高速開關閥B-22并聯設置并與空氣過濾網B-4或低壓艙B-3連接。如此設置的益處是:便于減小體積。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一、二或三相同。
[0043]【具體實施方式】五:結合圖7至圖8說明本實施方式,本實施方式的氣動執行單元B-30包括氣動肌肉B-31和工作壓力傳感器B-32,氣動肌肉B-31和工作壓力傳感器B-32并聯設置并與開關氣動系統B-20連接。如此設置的益處是:便于與外界連接,實現對氣動肌肉的動作控制,另外,每個開關氣動系統通過工作壓力傳感器B-32測量氣動肌肉B-31的工作壓力。控制向氣動肌肉的充氣與放氣。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一、二、三或四相同。
[0044]本供氣系統具有的邏輯關系是:
[0045]邏輯一,進氣高速開關閥B-21通電時,排氣高速開關閥B-22斷電,使高壓氣體從高壓艙B-1通入氣動肌肉B-31 ;
[0046]邏輯二,進氣高速開關閥B-21斷電,排氣高速開關閥B-22也斷電,氣動肌肉內部氣體質量守恒。
[0047]邏輯三,排氣高速開關閥B-22通電時,進氣高速開關閥B-21斷電,氣動肌肉B-31內的壓縮空氣排入低壓艙B-3中。
[0048]本發明的供氣系統在工作時,利用以上邏輯關系能夠實現氣動肌肉的主動收縮功能,具有驅動能力;零進氣量時具有被動柔性,相當于變剛度彈簧;氣動肌肉放氣復位功能。本發明具有體積小,質量輕,開關量控制,與外界大氣隔離的特點,非常適用于集成在移動機器人本體上。
[0049]【具體實施方式】六:結合圖5至圖6說明本實施方式,本實施方式的膝關節6的旋轉軸A-3上對稱設有兩切面,并形成外突臺肩,杠桿A-7卡套在旋轉軸A-3的外突臺肩上,并與旋轉軸A-3的兩切面配合實現聯動。如此設置的益處是:為杠桿提供定位。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一或五相同。
[0050]本實施方式利用杠桿機構驅動關節軸連接轉動部件實現轉動。旋轉基座、旋轉軸和杠桿通過連接件固連一起,形成一個整體,突出的旋轉軸部分和杠桿插入基座中,使基座與旋轉基座之間的轉動等效為基座與旋轉軸之間的轉動,這樣將基座和旋轉基座之間杠桿作用變為基座與旋轉軸之間的杠桿連接,所需的連接點放置在了基座內部。基座與旋轉基座之間的連接間隙僅為旋轉軸和基座殼體之間的間隙,通過套裝在旋轉軸上的動密封裝置實現轉動密封。V型密封圈5-2為橡膠材質,緊套在旋轉軸上,實現旋轉軸與V型密封圈的密封,V型密封圈的另一端與基座殼體相接觸,關節轉動時存在相對轉動,但是柔軟的V型密封圈緊貼在基座殼體表面,保障相對轉動處的密封。第二密封圈5-1與基座殼體形成的密封油腔室中充滿密封油,由于第二密封圈緊套在旋轉軸上,外緣與基座殼體間隙很小,從而保障密封油停留在V型密封圈與第二密封圈之間,組織從V型密封圈漏掉的液體進入基座殼體內。而旋轉基座內部因為裝配形成的間隙則通過靜密封裝置實現關節處的良好密封效果。綜上所述,本發明簡化了關節結構與密封結構。為骨骼-關節式水下機器人提供了一種關節轉動方案。
[0051]【具體實施方式】七:結合圖5至圖6說明本實施方式,本實施方式的編碼器A-9的輸出端為D型軸,與旋轉軸A-3同步轉動,編碼器A-9殼體卡接在固定基座A-1的殼體中。如此設置的益處是:便于與旋轉軸3連接。其它組成和連接關系與【具體實施方式】六相同。
[0052]【具體實施方式】八:結合圖5至圖6說明本實施方式,本實施方式的膝關節6還包括連接件A-1O和第二軸承A-1l,旋轉軸A-3的上部設有連接軸肩,第二軸承A-1l套裝在連接軸肩上,連接件A-1O安裝在旋轉軸A-3上,編碼器A-9的D型軸通過連接件A-1O與旋轉軸A-3的上端連接。如此設置的益處是:便于與外界連接,實現對氣動肌肉的動作控制,另外,每個開關氣動系統通過工作壓力傳感器B-32測量氣動肌肉B-31的工作壓力。控制向氣動肌肉的充氣與放氣。其它組成和連接關系與【具體實施方式】七相同。
[0053]本實施方式的膝關節通過杠桿原理拉動杠桿相對基座旋轉。其中,旋轉基座、旋轉軸和杠桿通過連接件固連一起,形成一個整體,驅動器一端連接基座,另一端連接杠桿,驅動關節轉動。而基座與旋轉基座之間的連接間隙僅為旋轉軸和基座殼體之間的間隙,通過套裝在旋轉軸上的動密封裝置實現轉動密封。而旋轉基座內部因為裝配形成的間隙則通過靜密封裝置實現關節處的良好密封效果。
【主權項】
1.一種氣動肌肉拮抗式驅動的仿青蛙游動機器人,其特征在于:它包括基體本體(I)、兩個大腿本體(2)、兩個小腿本體(3)、兩個足部(4)、兩個髖關節(5)、兩個膝關節(6)和兩個踝關節(7),每個大腿本體(2)分別通過一個髖關節(5)可轉動安裝在基體本體(I)的一側,每個小腿本體(3)通過一個膝關節(6)與一個大腿本體(2)可轉動連接,每個足部(4)通過一個踝關節(7)與一個小腿本體(3)可轉動連接, 基體本體(I)包括密封艙(1-1 )、兩個支撐板(1-2 )、兩個基體骨骼上(1-3 )、兩個基體骨骼下(1-4)、四個氣動肌肉第一連接件(1-5)、四個髖關節驅動氣動肌肉(1-6)、兩個基體骨骼連接件(1-7)和供氣氣動系統,供氣氣動系統安裝在密封艙(1-1)內,兩個支撐板(1-2)分別安裝在密封艙(1-1)的左右兩側,一個基體骨骼上(1-3)和一個基體骨骼下(1-4)為一組氣動肌肉架體,一個基體骨骼上(1-3)和一個基體骨骼下(1-4)由上至下依次分別安裝在一個支撐板(1-2)上,每組氣動肌肉架體之間分別通過一個基體骨骼連接件(1-7)支撐連接,兩個髖關節驅動氣動肌肉(1-6)安裝在一組氣動肌肉架體上,兩個髖關節驅動氣動肌肉(1-6)的一端通過兩個氣