一种仿生骨架结构及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种仿生骨架结构及其应用，所述仿生骨架结构包括内部框架，所述内部框架内安装有执行器，若干所述内部框架依次活动连接呈长条状，所述内部框架外包裹有均布的依次活动连接的外部框架，所述外部框架外包裹柔性材料，所有所述内部框架依次连接位置的外部框架都与内部框架连接，所述外部框架两侧均布有磁铁，相邻的所述外部框架上磁铁的磁极相反。本发明专利技术具有如下有益效果：通过内部框架和外部框架之间的连接关系与外部框架之间的连接关系配合均布在外部框架两侧的磁铁，其解决了现有仿生机械机构中柔性材料包裹刚性运动关节存在的耐用性差、过度生硬与容易出现失衡形变的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生骨架结构及其应用


[0001]本专利技术涉及仿生机器
，尤其涉及一种仿生骨架结构及其应用。

技术介绍

[0002]随着机器人行业的飞速发展，机器人结构的小型化与仿生化成为了机械设计的一个重要方向，出现如机械鱼、机械狗和机械鸟等仿生化的机械人。
[0003]目前的仿生机械结构中，多使用硅胶等柔性材料对刚性运动关节进行包裹，已到达仿生的效果，但采用此类方法存在柔性材料耐用性差，形变时过渡较为生硬，且柔性材料在大的形变下，容易出现失衡形变的问题，导致其几何结构的形变量的不可控。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种仿生骨架结构及其应用，其解决了现有仿生机械机构中柔性材料包裹刚性运动关节存在的耐用性差、过度生硬与容易出现失衡形变的技术问题。
[0005]根据本专利技术的实施例记载的一种仿生骨架结构，包括内部框架，所述内部框架内安装有执行器，若干所述内部框架依次铰接呈长条状，所述内部框架外包裹有均布的依次铰接的外部框架，所述外部框架外包裹柔性材料，所有所述内部框架依次铰接位置的外部框架都与内部框架铰接，所述外部框架两侧均布有磁铁，相邻的所述外部框架上磁铁的磁极相反。
[0006]进一步的，所述外部框架包括补偿框架与从动框架，与所述内部框架连接的为补偿框架。
[0007]进一步的，所述补偿框架顶部与底部内侧设有连接组件用于连接内部框架，所述补偿框架上设有线性轴承，所述连接组件上设有线性销轴，所述线性销轴与线性轴承活动连接，所述补偿框架紧贴连接组件，所述线性轴承的轴线方向与内部框架的长度方向平行。
[0008]进一步的，所述连接组件包括固定所述线性销轴的固定部与连接所述内部框架的垂直连接部，所述垂直连接部上安装有固定轴承与内部框架连接。
[0009]进一步的，所述内部框架包括空腔壳体与设置在所述空腔壳体一端的伸出铰接部，所述执行器安装在空腔壳体中，所述执行器的输出端与相邻的内部框架的伸出铰接部的顶部传动连接，所述伸出铰接部的底部与相邻的内部框架的空腔壳体另一端的底部铰接。
[0010]进一步的，所述伸出铰接部顶部设有连接臂，所述连接臂一端与伸出铰接部连接，所述连接臂另一端与执行器的输出端传动连接，所述固定轴承中心穿设有连接螺钉，所述连接螺钉穿入连接臂或伸出铰接部与内部框架连接。
[0011]进一步的，所述补偿框架的顶部与底部的内侧设有用于安装线性轴承的线性安装部，所述从动框架与补偿框架的顶部和底部的中间位置设有伸出连接部，所述伸出连接部与相邻的补偿框架或从动框架铰接。
[0012]进一步的，所述伸出连接部上设有光轴，所述从动框架与补偿框架的顶部和底部的中间位置安装有连接轴承，所述光轴穿过连接轴承。
[0013]进一步的，所述外部框架两侧位置设有向内侧倾斜5
‑
15
°
的安装孔，所述磁铁安装在安装孔内，所述外部框架的安装孔位置的一端面设为与安装孔垂直的倾斜面。
[0014]进一步的，所述仿生骨架结构应用于仿生机器人领域中的脊椎与柔性机械臂。
[0015]本专利技术的技术原理为：采用外部框架支撑柔性材料，使得柔性材料与内部框架隔开，且外部框架之间为铰接连接，又因为外部框架两侧均布有磁铁，通过磁铁斥力的作用，使得外部框架不受力时可以自然伸直。
[0016]同时外部框架与内部框架铰接，因此在内部框架之间发生弯曲时，外部框架可以跟随内部框架弯曲，但因为外部框架之间为铰接连接，配合磁铁斥力的作用，外部框架之间的弯曲弧度更加圆滑。
[0017]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：通过内部框架和外部框架之间的连接关系与外部框架之间的连接关系配合均布在外部框架两侧的磁铁，其解决了现有仿生机械机构中柔性材料包裹刚性运动关节存在的耐用性差、过度生硬与容易出现失衡形变的技术问题。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的仿生骨架结构的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术实施例的仿生骨架结构的剖视图。
[0020]图3为本专利技术实施例的补偿框架与连接组件的连接结构示意图。
[0021]图4为本专利技术实施例的内部框架的连接结构示意图。
[0022]图5为图2的A部的局部放大图。
[0023]图6为图3的B
‑
B的断面图。
[0024]上述附图中：100、内部框架；110、空腔壳体；120、伸出铰接部；121、连接臂；200、执行器；210、输出端；300、外部框架；301、补偿框架；302、从动框架；310、磁铁；311、安装孔；312、倾斜面；320、连接组件；321、线性销轴；322、垂直连接部；323、固定部；330、线性轴承；331、线性安装部；340、固定轴承；341、连接螺钉；350、伸出连接部；351、光轴；352、连接轴承。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及实施例对本专利技术中的技术方案进一步说明。
[0026]如图1
‑
2所示的仿生骨架结构，包括内部框架100，内部框架100内安装有执行器200，用于驱动内部框架100，若干内部框架100依次铰接呈长条状，形成类似脊柱的结构，内部框架100外包裹有均布的依次铰接的外部框架300，外部框架300外包裹柔性材料，起到支撑柔性材料的作用，所有内部框架100依次铰接位置的外部框架300都与内部框架100铰接，外部框架300两侧均布有磁铁310，相邻的外部框架300上磁铁310的磁极相反，使得外部框架300在不受力时可以自然伸直，而受力弯曲时也会因为斥力的作用，使得弯曲弧度更加圆滑，而不会受内部框架100弯曲生硬的影响，因为弯曲弧度更加圆滑，因此柔性材料不会出现失衡形变的情况，进而提高了柔性材料的耐用性。
[0027]其中执行器200包括舵机、步进电机或气动执行器200等运动部件。
[0028]如图2所示，外部框架300包括补偿框架301与从动框架302，其中与内部框架100连接的为补偿框架301。
[0029]如图3所示，补偿框架301顶部与底部内侧设有连接组件320用于连接内部框架100，补偿框架301上设有线性轴承330，连接组件320上固定有线性销轴321，线性销轴321与线性轴承330活动连接，即线性轴承330能沿线性销轴321轴线方向移动，补偿框架301紧贴连接组件320，限定补偿框架301的最大外移距离，避免补偿框架301直接脱离连接组件320，线性轴承330的轴线方向与内部框架100的长度方向平行，具体的补偿框架301在被内部框架100驱动变形的过程中，由于结构不同，内部框架100与外部框架300之间会出现长度差，因此通过线性轴承330与线性销轴321之间的活动连接来进行补偿。
[0030]如图2所示，在实际使用过程中，仿生骨架结构作为仿生机器人的一部分份会与其他机械结构连接，其中最外侧的补偿框架301会与其他机械结构进行铰接，以控制所有补偿框架301的最大移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生骨架结构，其特征在于：包括内部框架，所述内部框架内安装有执行器，若干所述内部框架依次铰接呈长条状，所述内部框架外包裹有均布的依次铰接的外部框架，所述外部框架外包裹有柔性材料，所有所述内部框架依次铰接位置的外部框架都与内部框架铰接，所述外部框架两侧均布有磁铁，相邻的所述外部框架上磁铁的磁极相反。2.如权利要求1所述的一种仿生骨架结构，其特征在于：所述外部框架包括补偿框架与从动框架，与所述内部框架连接的为补偿框架。3.如权利要求2所述的一种仿生骨架结构，其特征在于：所述补偿框架顶部与底部内侧设有连接组件用于连接内部框架，所述补偿框架上设有线性轴承，所述连接组件上设有线性销轴，所述线性销轴与线性轴承活动连接，所述补偿框架紧贴连接组件，所述线性轴承的轴线方向与内部框架的长度方向平行。4.如权利要求3所述的一种仿生骨架结构，其特征在于：所述连接组件包括固定所述线性销轴的固定部与连接所述内部框架的垂直连接部，所述垂直连接部上安装有固定轴承与内部框架连接。5.如权利要求4所述的一种仿生骨架结构，其特征在于：所述内部框架包括空腔壳体与设置在所述空腔壳体一端的伸出铰接部，所述执行器安装在空腔壳体中，所述执行器的输出端与相邻的内部框架的伸出铰接部的顶部传...

【专利技术属性】
技术研发人员：何衢，
申请(专利权)人：何衢，
类型：发明
国别省市：