一种气动拉线混合驱动人工肌肉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气动拉线混合驱动人工肌肉，包括气动执行器、气压调节组件和拉线驱动组件，气压调节组件与气动执行器连通，用于调节气动执行器中的气压，以控制气动执行器伸展或压缩；拉线驱动组件的伸缩端与气动执行器的伸缩端固定连接，用于控制执行器压缩。本实用新型专利技术中的人工肌肉采用气动与拉线双重驱动，通过利用气动执行器自身刚度较大的特点，能够为关节活动提供较大的驱动推力，同时拉线驱动组件还能使该人工肌肉整体提供较大的驱动拉力，柔性结构有效保证了人机交互安全性，为佩戴以该人工肌肉为驱动装置的残障人士提供足够的双向助力。提供足够的双向助力。提供足够的双向助力。

【技术实现步骤摘要】
一种气动拉线混合驱动人工肌肉


[0001]本技术属于康复医疗器械
，具体涉及一种气动拉线混合驱动人工肌肉。

技术介绍

[0002]目前，应用康复领域的柔性机器人设备主要采用气动或者线驱的人工肌肉来驱动外骨骼装置。无论是气动柔性肌肉或者拉线柔性肌肉，单一的驱动方式都有一定的局限性。
[0003]气动柔性肌肉通常可以通过增大肌肉外壁和调整内部气压的方式来实现较大的推力，但受限于其自身的刚性与柔性材料的压缩能力，难以提供较大的拉力。拉线驱动的肌肉执行器只能提供单向的拉力，如果作用于某一转动关节，则需要在两个方向上同时布置拉线肌肉执行器。并且，拉线肌肉执行器自身结构缺乏刚性，无法作为结构支撑件使用。
[0004]在康复医疗领域，柔性外骨骼康复机器人既要提供足够的结构支撑，又要在关节进行主动运动时提供辅助力。现有的柔性外骨骼无法同时满足上述条件，实用性较差。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种气动拉线混合驱动人工肌肉，以解决现有的柔性外骨骼无法同时提供结构支撑和辅助力的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：
[0007]一种气动拉线混合驱动人工肌肉，包括气动执行器、气压调节组件和拉线驱动组件，所述气压调节组件与气动执行器连通，用于调节所述气动执行器中的气压，以控制所述气动执行器伸展或压缩；所述拉线驱动组件的伸缩端与气动执行器的伸缩端固定连接，用于控制所述执行器压缩。
[0008]一种可能的实施方式中，所述气动执行器包括内伸缩管、外伸缩管、第一端盖和第二端盖，所述内伸缩管嵌套在外伸缩管内，所述内伸缩管和外伸缩管的第一端均与第一端盖密封连接，所述内伸缩管和外伸缩管的第二端均与第二端盖密封连接，以形成封闭的气腔；所述内伸缩管的内腔通过第二端盖上的中心通孔与外界大气连通；所述气压调节组件与气腔连通，所述拉线驱动组件的伸缩端与第一端盖固定连接。
[0009]一种可能的实施方式中，所述第二端盖上靠近第一端盖的一侧设有环形槽，所述环形槽位于内伸缩管和外伸缩管之间，并与所述气腔连通；所述第二端盖的侧壁上设有与环形槽连通的气孔，所述气压调节组件与所述气孔连通。
[0010]一种可能的实施方式中，所述气压调节组件包括与所述气腔连通，用于向气腔中充气的高压泵，以及与所述气腔连通，用于将气腔中空气抽出的真空泵。
[0011]一种可能的实施方式中，该气动拉线混合驱动人工肌肉还包括导气管组件，所述导气管组件包括主气管、第一支气管和第二支气管，所述主气管与所述气孔连通；所述高压泵通过第一支气管与主气管连通，所述第一支气管上设有高压阀；所述真空泵通过第二支气管与主气管连通，所述第二支气管上设有真空阀。
[0012]一种可能的实施方式中，所述导气管组件还包括第三支气管，所述第三支气管上设有泄流阀，所述主气管可通过第三支气管与外界大气连通。
[0013]一种可能的实施方式中，所述拉线驱动组件包括柔性拉线和卷线马达，所述柔性拉线的一端固定在卷线马达上，另一端穿过所述中心通孔后与第一端盖中心固定连接。
[0014]一种可能的实施方式中，所述内伸缩管和外伸缩管均为波纹管。
[0015]一种可能的实施方式中，所述内伸缩管和外伸缩管均为TPU材质。
[0016]一种可能的实施方式中，所述第一端盖和第二端盖均为玻纤增强尼龙材质。
[0017]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本技术中的人工肌肉采用气动与拉线双重驱动，通过利用气动执行器自身刚度较大的特点，能够为关节活动提供较大的驱动推力，同时拉线驱动组件还能提供较大的驱动拉力，有效保证了人机交互安全性，为佩戴以该人工肌肉为驱动装置的残障人士提供足够的双向助力。
附图说明
[0018]构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0019]图1是本技术实施例1提供的一种气动拉线混合驱动人工肌肉的整体结构示意图；
[0020]图2是本技术实施例1提供的一种气动拉线混合驱动人工肌肉中气动执行器的结构示意图；
[0021]图3是本技术实施例1提供的一种气动拉线混合驱动人工肌肉中气动执行器的内部结构剖视图；
[0022]图4是本技术实施1提供的一种气动拉线混合驱动人工肌肉中气动执行器的剖面图；
[0023]图5是本技术实施1提供的一种气动拉线混合驱动人工肌肉中第二端盖的结构示意图。
[0024]其中：
[0025]1、气动执行器；11、内伸缩管；12、外伸缩管；13、第一端盖；14；第二端盖；141、中心通孔；142、环形槽；143、气孔；15、气腔；2、气压调节组件；21、高压泵；22、真空泵；3、拉线驱动组件；31、柔性拉线；32、卷线马达；4、导气管组件；41、主气管；42、第一支气管；43、第二支气管；44、第三支气管；45、高压阀；46、真空阀；47、泄流阀。
具体实施方式
[0026]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0027]在本技术的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本技术，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本技术的限制。所述“数量”也不能理解为对本技术的限
制。
[0028]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]应理解，设备的每个元件或方法的每个步骤都可以由设备术语或方法术语来描述。此类术语可以在需要时被取代，使得本技术授权的隐含广泛涵盖范围得以明确。仅作为一个实例，应理解，方法的所有步骤可以被公开作为动作、采取所述动作的手段，或者引起所述动作的元件。类似地，设备的每个元件可以被公开作为物理元件或所述物理元件所促进的动作。仅作为一个实例，“连接器”的公开内容应被理解为涵盖“连接”动作的公开内容无论是否明确讨论
‑
并且相反地，如果公开了“连接”动作，此公开内容应被理解为涵盖“连接器”和甚至“用于连接的装置”的公开内容。用于每个元件或步骤的这些替代术语应被理解为明确地包含在说明书中。
[0030]实施例1
[0031]本技术实施例1提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气动拉线混合驱动人工肌肉，其特征在于，包括气动执行器(1)、气压调节组件(2)和拉线驱动组件(3)，所述气压调节组件(2)与气动执行器(1)连通，用于调节所述气动执行器(1)中的气压，以控制所述气动执行器(1)伸展或压缩；所述拉线驱动组件(3)的伸缩端与气动执行器(1)的伸缩端固定连接，用于控制所述执行器压缩。2.根据权利要求1所述的一种气动拉线混合驱动人工肌肉，其特征在于，所述气动执行器(1)包括内伸缩管(11)、外伸缩管(12)、第一端盖(13)和第二端盖(14)，所述内伸缩管(11)嵌套在外伸缩管(12)内，所述内伸缩管(11)和外伸缩管(12)的第一端均与第一端盖(13)密封连接，所述内伸缩管(11)和外伸缩管(12)的第二端均与第二端盖(14)密封连接，以形成封闭的气腔(15)；所述内伸缩管(11)的内腔通过第二端盖(14)上的中心通孔(141)与外界大气连通；所述气压调节组件(2)与气腔(15)连通，所述拉线驱动组件(3)的伸缩端与第一端盖(13)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种气动拉线混合驱动人工肌肉，其特征在于，所述第二端盖(14)上靠近第一端盖(13)的一侧设有环形槽(142)，所述环形槽(142)位于内伸缩管(11)和外伸缩管(12)之间，并与所述气腔(15)连通；所述第二端盖(14)的侧壁上设有与环形槽(142)连通的气孔(143)，所述气压调节组件(2)与所述气孔(143)连通。4.根据权利要求3所述的一种气动拉线混合驱动人工肌肉，其特征在于，所述气压调节组件(2)包括与所述气腔(15)连通，用于向气腔(15)中充气的高压泵(21)，以及与所述气腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，李晓东，端木德浩，王小军，曹翔，
申请(专利权)人：香港大学，
类型：新型
国别省市：