一种抽气转动型气动人工肌肉及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种抽气转动型气动人工肌肉及其制造方法，抽气转动型气动人工肌肉由厚度具有较大差异的径向支柱和周向支柱分割成的扇环型结构腔体单元组成，在负压作用下产生旋转运动，提供旋转弯曲的转矩，从负压切换到正压输入时产生反向回转运动，可提供伸展的转矩。气转动型气动人工肌肉突破了现有负压气动人工肌肉只能实现直线运动，需要借用其他机械转化装置或者转换结构形式才能实现旋转运动的缺陷，提高了驱动效率。抽气转动型气动人工肌肉制造方法包括开模加工制造半成品、半成品整理和检验、复合粘接定位、模具固定静置、恒温干燥并取出降温以及成品整理检验及测试包装等步骤。

A kind of pneumatic artificial muscle with suction and rotation and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种抽气转动型气动人工肌肉及其制造方法
本专利技术属于气动人工肌肉以及柔性执行器
，特别涉及一种抽气转动型气动人工肌肉及其制造方法。
技术介绍
传统的液压驱动、电机驱动存在如噪声、功率密度低等缺点。近年来，以充气型气动人工肌肉为代表的新型气动元件发展迅猛。相比液压驱动和电机驱动，充气型气动人工肌肉具有较高的功率密度比、功率体积比等优点，但是也存在明显的缺点。首先，充气型气动人工肌肉一般由内部弹性橡胶管和外部编织网组成，他们之间的干摩擦和编织网的非弹性变形将会产生迟滞现象，难以精确控制；其次，气动人工肌肉通常都具有较高的“阈值”，当输入气压小于“阈值”时，人工肌肉无法执行相应的运动。再次，在气动人工肌肉反复使用过程中，较高的工作压力容易使橡胶管沿编制网眼突出或者在某一点处破坏，甚至有发生爆破的危险。再有，目前充气型气动肌肉充气变形后会使径向体积变大，不适合对空间受限的场合。除此之外，目前大部分气动人工肌肉都是在充气后实现直线运动，即充气后伸长或者缩短。对于外骨骼机器人来说，如果想要实现关节辅助转动，就需要借用其他机械装置将其直线运动转化为旋转运动，使外骨骼的体积和质量显著增大。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽气转动型气动人工肌肉，所述抽气转动型气动人工肌肉能够在负压作用下产生旋转运动，提供旋转弯曲的转矩，并且能够从负压切换到正压输入时产生反向回转运动，提供伸展的转矩；其特征在于，所述抽气转动型气动人工肌肉包括一可弯曲转动的柱体，所述柱体的横截面为扇形；所述柱体内设置有支柱，用于将所述扇形按照10°均分进行分组，并按照半径为等差数列的同心圆进行周向分割；所述支柱包括沿分度线的径向支柱，以及沿圆周线的周向支柱，从而在所述柱体内形成若干个扇环型结构腔体单元，并且具有气体连通的通路。

【技术特征摘要】
1.一种抽气转动型气动人工肌肉，所述抽气转动型气动人工肌肉能够在负压作用下产生旋转运动，提供旋转弯曲的转矩，并且能够从负压切换到正压输入时产生反向回转运动，提供伸展的转矩；其特征在于，所述抽气转动型气动人工肌肉包括一可弯曲转动的柱体，所述柱体的横截面为扇形；所述柱体内设置有支柱，用于将所述扇形按照10°均分进行分组，并按照半径为等差数列的同心圆进行周向分割；所述支柱包括沿分度线的径向支柱，以及沿圆周线的周向支柱，从而在所述柱体内形成若干个扇环型结构腔体单元，并且具有气体连通的通路。2.根据权利要求1所述的抽气转动型气动人工肌肉，其特征在于，所述柱体内所述分组的每一个中的各个气室体积不同，越靠近中心的气室体积越小，周向支柱的位移量越小；越远离中心的气室体积越大，周向支柱的位移量越大，由此在内部形成负压时可以形成了沿圆周的旋转运动。3.根据权利要求1所述的抽气转动型气动人工肌肉，其特征在于，所述抽气转动型气动人工肌肉由甲基乙烯基硅橡胶材料制成；所述周向支柱厚度为所述径向支柱厚度的3.5倍，从而所述抽气转动型气动人工肌肉在负压作用下既能使周向支柱保持原有的固定形状，径向支柱能够发生形变，周向支柱插入到相邻的气室中，这样使得每个扇环型腔体单元产生一个旋转角度。4.根据权利要求1-3任一项所述的抽气转动型气动人工肌肉的制造方法，包括以下步骤：步骤1，开模加工制造半成品；步骤2，半成品整理和检验；步骤3，复合粘接定位；步骤4，模具固定静置；步骤5，恒温干燥并取出降温，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连存，王志恒，王文康，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11