一种紧凑型具有机械柔性的人工肌肉模块制造技术

一种紧凑型具有机械柔性人工肌肉模块，其利用绕线盘拉动驱动绳将电机的旋转输出转换为线性输出，并穿过两个滑轮减小摩擦，压力弹簧套在外壳外，并由凸起平台限制；外壳上有四个滑轨，四个滑块能够在滑轨上滑动；滑块上凸起部分限制住压力弹簧另一端。四根被动绳固定在滑块的一端；当模块的驱动绳一端运动受到限制时，被动绳拉动滑块滑动，使得压力弹簧压缩，从而实现机械柔性。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型具有机械柔性的人工肌肉模块
本专利技术涉及机器人驱动
，尤其涉及一种紧凑型具有机械柔性的人工肌肉模块。
技术介绍
在早期的仿生机器人设计中，关节多采用电机通过减速器直接驱动的方式。在有的设计中，通过在减速器和所驱动的关节之间添加弹性元件，从而实现柔性驱动，即安全驱动。这类设计拥有精确运动，降低设计难度的优势。但是在仿生机器人的发展中，机器人朝着更接近于真实人体的方向。因此实现类似人体的关节驱动方式，即肌肉驱动，在现如今高仿真机器人的设计中至关重要。电机驱动是目前较为可靠，易实现精准控制的驱动方式。因此将电机制作成人工肌肉，是很多机器人设计中的首选。大多肌肉可以等效为细长柔性线性驱动器。电机的形态多为长圆柱形，将其旋转输出高效地转换为线性输出，并在不过多增加体积的情况下实现柔性，从而模拟出肌肉的形态和性能一直是一个挑战。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提出了一种利用电机实现的紧凑型具有机械柔性人工肌肉模块。一种紧凑型具有机械柔性人工肌肉模块，包含外壳、外壳盖、电机、压力弹簧、滑块、第一滑轮、第一螺钉、第二滑轮、第二螺钉、第三螺钉、电机固定环、轴承、绕线盘、驱动绳和被动绳；电机插入到外壳，绕线盘插入在电机输出轴，绕线盘上固定驱动绳的一端，驱动绳另一端穿过由第一螺钉铰接的第一滑轮，和由第二螺钉铰接的第二滑轮，从外壳盖的顶部中间穿出。轴承穿过电机输出轴压在绕线盘上，外壳盖压住轴承并由第三螺钉穿过外壳旋入电机上的螺纹孔，从而固定在电机和外壳上；压力弹簧套在外壳外，一端由外壳上的凸起平台限制。外壳上有四个滑轨，四个滑块能够在滑轨上滑动。滑块上凸起部分限制住压力弹簧另一端。四根被动绳从压力弹簧内部穿过外壳，分别穿过四个滑块内部，并固定在滑块的一端。四根被动绳在外壳外的一端打结并为单根被动绳。电机固定环放置入外壳并限制住电机。由螺钉将电机固定环固定在外壳上。本专利技术的工作过程：1、肌肉模块的驱动绳和被动绳，分别连接需要被驱动关节的两端。2、当该肌肉模块收到收缩的指令时，电机旋转，驱动绕线盘旋转，从而拉动驱动绳。驱动绳绕过第一滑轮和第二滑轮，从肌肉模块顶端输出线性运动，实现收缩，进而实现关节运动。3、当该肌肉模块的收缩受到限制的时候，被动绳将拉动位于滑轨中的四个滑块，沿着压缩压力弹簧的方向移动，从而压缩压力弹簧。本专利技术的有益效果：1.紧凑型线性输出：该肌肉模块的设计将电机的旋转输出转换为线性输出，并在有限空间内采用滑轮降低了摩擦，最大限度上保证了整个模块的直径。从而便于后续将该肌肉模块应用在利用细长形人工肌肉驱动的机器人上。2.机械柔性：该肌肉模块实现了柔性被动性能。当驱动绳的收缩受到限制时，压力弹簧压缩，防止电机和所驱动设备的损坏。同时实现人员操作安全性。3.紧凑性机械柔性：该肌肉模块采用了外置压力弹簧的方式，由于外置弹簧的直径较大，可以采用较大压缩行程和较大压缩压力的压力弹簧。不会额外增加模块的长度，将更多长度空间预留给电机，从而能够采用大功率电机。该设计同时不会过大增大肌肉模块的直径，便于实现类似于人体肌肉的细长形状。附图说明图1是本专利技术的主视图。图2是本专利技术的侧视图。图3是本专利技术的俯视图。图4是图1中的A-A剖视图。图5是本专利技术的爆炸视图。具体实施方式如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种利用电机实现柔性线性传输的机械柔性人工肌肉模块，包含外壳1、外壳盖2、电机3、压力弹簧4、四个滑块5、第一滑轮9、第一螺钉10、第二滑轮11、第二螺钉12、5个第三螺钉13、电机固定环14、轴承7，绕线盘6、驱动绳15和被动绳16；如图1、图4、图5所示，电机3插入到外壳1，绕线盘6插入在电机3输出轴中，绕线盘6上固定驱动绳15的一端，驱动绳15另一端穿过由第一螺钉10铰接的第一滑轮9，和由第二螺钉12铰接的第二滑轮11，从外壳盖2的顶部中间穿出；轴承7穿过电机3的输出轴压在绕线盘6上，外壳盖2压住轴承7并由五个第三螺钉13穿过外壳1旋入电机3上的螺纹孔，从而将外壳盖2固定在电机3和外壳1上。如图1、图2所示，压力弹簧4套在外壳1外，压力弹簧4的一端由外壳1上的凸起平台17限制；外壳1上有四个滑轨，四个滑块5能够在滑轨上滑动，四个滑块5上凸起部分限制住压力弹簧4另一端，四根被动绳16从压力弹簧4内部穿过外壳1，再分别穿过四个滑块5内部，并固定在滑块5的一端；四根被动绳16在外壳1外的一端打结并为单根被动绳。如图5所示，电机固定环14放置入外壳1并限制住电机3。由螺钉将电机固定环14固定在外壳1上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用电机实现柔性线性传输的机械柔性人工肌肉模块，其特征在于：包含外壳(1)、外壳盖(2)、电机(3)、压力弹簧(4)、四个滑块(5)、第一滑轮(9)、第一螺钉(10)、第二滑轮(11)、第二螺钉(12)、5个第三螺钉(13)、电机固定环(14)、轴承(7)，绕线盘(6)、驱动绳(15)和被动绳(16)；/n电机(3)插入到外壳(1)，绕线盘(6)插入在电机(3)输出轴中，绕线盘(6)上固定驱动绳(15)的一端，驱动绳(15)另一端穿过由第一螺钉(10)铰接的第一滑轮(9)，和由第二螺钉(12)铰接的第二滑轮(11)，从外壳盖(2)的顶部中间穿出；轴承(7)穿过电机(3)的输出轴压在绕线盘(6)上，外壳盖(2)压住轴承(7)并由五个第三螺钉(13)穿过外壳(1)旋入电机(3)上的螺纹孔，从而将外壳盖(2)固定在电机(3)和外壳(1)上；/n压力弹簧(4)套在外壳(1)外，压力弹簧(4)的一端由外壳(1)上的凸起平台(17)限制；外壳(1)上有四个滑轨，四个滑块(5)能够在滑轨上滑动，四个滑块(5)上凸起部分限制住压力弹簧(4)另一端，四根被动绳(16)从压力弹簧(4)内部穿过外壳(1)，再分别穿过四个滑块(5)内部，并固定在滑块(5)的一端；四根被动绳(16)在外壳(1)外的一端打结并为单根被动绳；/n电机固定环(14)放置入外壳(1)并限制住电机(3)。由螺钉将电机固定环(14)固定在外壳(1)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用电机实现柔性线性传输的机械柔性人工肌肉模块，其特征在于：包含外壳(1)、外壳盖(2)、电机(3)、压力弹簧(4)、四个滑块(5)、第一滑轮(9)、第一螺钉(10)、第二滑轮(11)、第二螺钉(12)、5个第三螺钉(13)、电机固定环(14)、轴承(7)，绕线盘(6)、驱动绳(15)和被动绳(16)；
电机(3)插入到外壳(1)，绕线盘(6)插入在电机(3)输出轴中，绕线盘(6)上固定驱动绳(15)的一端，驱动绳(15)另一端穿过由第一螺钉(10)铰接的第一滑轮(9)，和由第二螺钉(12)铰接的第二滑轮(11)，从外壳盖(2)的顶部中间穿出；轴承(7)穿过电机(3)的输出轴压在绕线盘(6)上，外...

【专利技术属性】
技术研发人员：任雷，杨皓森，魏国武，钱志辉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22