一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器，该执行器的中法兰两端分别固定连接有气动人工肌肉的一端，两个气动人工肌肉的另一端分别固定于缸体两端固定的前法兰和后法兰上，中法兰的法兰盘上固定有导杆的一端，导杆的另一端穿过前法兰与缸头接头座固定连接，缸头接头座与缸头Y型接头固定连接，缸头接头座上固定有传感器连接片；后法兰与缸底Y型接头固定连接，后法兰上固定有2片高速开关阀，2片高速开关阀分别与2条气动人工肌肉电气连接，前法兰上固定有拉线位移传感器，拉线位移传感器与传感器连接片连接。本实用新型专利技术解决了气动伺服执行器难以进行精确控制，以及气动人工肌肉只能产生收缩作用、无法主动伸长的单作用问题。作用问题。作用问题。

【技术实现步骤摘要】
一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器


[0001]本技术属于伺服执行器
，具体涉及一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器。

技术介绍

[0002]在液压气动领域，常见的伺服执行器是液压缸，气缸一般很难作为伺服执行器。当为气缸通入气体时，因为气体具有较强的压缩性，与气缸的密封件的摩擦力相互作用，很可能会使气缸的运动产生爬行和前冲的现象，即使添加控制算法，也难以实现精确的位置控制，因而，气缸伺服执行器一直较难实现。
[0003]另外，气动人工肌肉多用于单作用执行机构，即只能在产生拉力的情况下使用，如果希望气动人工肌肉输出推力，一般较难办到；另外，气动人工肌肉柔软的特性，使得难以为气动人工肌肉添加位移传感器，将其变成伺服执行器。以上两个缺点，在较大程度上限制了气动人工肌肉的应用范围。
[0004]有文献公开了一种利用推程气囊和拉程气囊实现的双作用的气动人工肌肉。但该种类型的气动人工肌肉气囊制造较为复杂，另外该文献也没有实现伺服气动人工肌肉的功能。
[0005]本技术利用产生拉力的标准气动人工肌肉元件为基础，设计了一种双作用气动人工肌肉执行器，同时，为该执行器添加了拉线位移传感器，使其成为伺服执行器。本气动人工肌肉双作用的特性使其能够应用于并联六自由度平台，扩大了气动人工肌肉驱动执行器的使用范围。

技术实现思路

[0006]技术目的：本技术提供一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器，其目的在于解决现有气动伺服执行器难以进行精确控制的问题，以及现有气动人工肌肉只能产生收缩作用、而无法主动伸长的单作用问题。
[0007]技术方案：
[0008]一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器，该执行器的中法兰两端分别固定连接有气动人工肌肉的一端，两个气动人工肌肉的另一端分别固定于缸体两端固定的前法兰和后法兰上，中法兰的法兰盘上固定有导杆的一端，导杆的另一端穿过前法兰与缸头接头座固定连接，缸头接头座与缸头Y型接头固定连接，缸头接头座上固定有传感器连接片；后法兰与缸底Y型接头固定连接，后法兰上固定有2片高速开关阀，2片高速开关阀分别与2条气动人工肌肉电气连接，前法兰上固定有拉线位移传感器，拉线位移传感器与传感器连接片连接。
[0009]导杆设置有两条，两条导杆对称设置在中法兰的法兰盘上。
[0010]缸体两端均开设有孔道。
[0011]前法兰的外侧固定设置有直线轴承，导杆远离中法兰的一端依次穿过前法兰和直
线轴承。
[0012]有益效果：
[0013]1、解决了气动伺服执行器难以进行精确控制的问题。由于采用了气动人工肌肉作为执行器的执行机构，而气动人工肌肉没有密封件，因而也就没有了运动部件之间由于密封而产生的摩擦力，进而没有了运动过程中的爬行和前冲现象，使气动伺服执行器的精确位置控制成为了可能。
[0014]2、解决了气动人工肌肉只能产生收缩作用、而无法主动伸长的单作用问题。利用两条气动人工肌肉对拉，实现气动执行器的双向运动，从而形成了双作用伺服执行器。
[0015]3、采用拉线位移传感器作为执行机构的位置检测装置，具有体积小、布置灵活、测量精度高的优点。
[0016]4、采用高速开关阀作为气动人工肌肉的控制元件，既能够实现对气动人工肌肉中气体压力的控制，同时又能具有一定的经济性和控制精度。
附图说明
[0017]图1为本技术纵向剖视图；
[0018]图2为本技术的内部单侧结构横向剖视图；
[0019]图3为本技术等轴侧视图；
[0020]图4为本技术等轴侧剖视图；
[0021]图中标号：
[0022]1、气动人工肌肉，2、气动人工肌肉紧定螺钉，3、中法兰，4、前法兰，5、后法兰，6、缸筒，7、导杆，8、拉杆，9、直线轴承，10、拉线位移传感器，11、拉线位移传感器座，12、缸头接头座，13、缸头Y型接头，14、缸头螺柱，15、缸底Y型接头紧定螺母，16、传感器连接片，17、缸底Y型接头，18、拉杆紧定螺母，19、连接片连接螺钉，20、直线轴承紧定螺钉，21、缸底Y型接头紧定螺母，22、高速开关阀，23、高速开关阀定位块，24、孔道。
具体实施方式
[0023]以下结合说明书附图更详细的说明本技术。
[0024]如图1
‑
4所示，一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器，该执行器的中法兰3两端分别固定螺纹连接有气动人工肌肉1的一端，其中一条气动人工肌肉1缩短，则另一条气动人工肌肉1伸长，从而实现与中法兰3相连接的导杆7的双向运动，进而实现双作用执行器的伸缩功能。两个气动人工肌肉1的另一端通过气动人工肌肉紧定螺母2分别固定于缸体6两端固定的前法兰4和后法兰5上，缸体6两端通过拉杆8和拉杆紧定螺母将前法兰4和后法兰5固定于两端，组成外部框架。
[0025]如图2和4所示，中法兰3的法兰盘上固定有导杆7的一端，两条导杆7与中法兰3的法兰盘通过紧定螺母18连接，两条导杆7以提供平稳的拉力。导杆7一方面作为两条气动人工肌肉1双向运动的导向机构；另外一方面，导杆7端部与缸头接头座12相连接，作为执行器的输出端。气动人工肌肉1的收缩运动，带动中法兰3和拉杆7，直线轴承9的导向下，做伸缩运，从而完成对外做功。
[0026]如图1和3所示，前法兰4的外侧固定设置有直线轴承9，导杆7远离中法兰3的一端
依次穿过前法兰4和直线轴承9。直线轴承9以确保导杆沿直线伸缩运动，确保稳定性。导杆7的另一端穿过前法兰4与缸头接头座12固定连接，缸头接头座12与缸头Y型接头13固定连接；导杆7的运动，带动缸头接头座12运动，最终带动Y型接头13运动。具体为导杆7通过紧定螺母18与缸头接头座12的一面固定连接，缸头接头座12的另一面与缸头螺柱14通过螺母连接，缸头螺柱14通过螺母还与Y型接头13相连接。Y型接头13作为执行器前端对外连接部分。缸头接头座12上固定有传感器连接片16。
[0027]后法兰5与缸底Y型接头17固定连接，具体为后法兰5通过缸底紧定螺钉21与缸底螺柱15固定连接，缸底螺柱15通过螺母还与缸底Y型接头17固定连接，缸底Y型接头71作为执行器的缸底对外连接部分。Y型接头13和缸底Y型接头17用于执行器与其他运动元件相互铰接。
[0028]后法兰5上通过高速开关阀定位块23固定有2片高速开关阀22，2片高速开关阀22分别与2条气动人工肌肉1电气连接，2片高速开关阀22分别用于控制两条气动人工肌肉1的伸缩形变，在拉线位移传感器10的配合下，完成闭环伺服控制，从而实现执行器的执行机构（导杆）的伸缩长度可控。前法兰4上通过传感器定位块11固定有拉线位移传感器10，拉线位移传感器10与传感器连接片16连接，从而执行器的运动会带动拉线位移传感器10的伸缩，拉线位移传感器10用于测量执行器的位移。
[0029]如图3所示，缸体6两端均开设有孔道24。孔道24作为进出两条气动人工肌肉的气管通路。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气动人工肌肉驱动的双作用伺服执行器，其特征在于：该执行器的中法兰（3）两端分别固定连接有气动人工肌肉（1）的一端，两个气动人工肌肉（1）的另一端分别固定于缸体（6）两端固定的前法兰（4）和后法兰（5）上，中法兰（3）的法兰盘上固定有导杆（7）的一端，导杆（7）的另一端穿过前法兰（4）与缸头接头座（12）固定连接，缸头接头座（12）与缸头Y型接头（13）固定连接，缸头接头座（12）上固定有传感器连接片（16）；后法兰（5）与缸底Y型接头（17）固定连接，后法兰（5）上固定有2片高速开关阀（22），2片高速开关阀（22）分别与2条气动人工肌肉（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐威，梁全，高俊，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：