【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人领域，具体涉及一种基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器。
技术介绍
1、运动致动器是机器人领域的关键零部件，以软体材料制作的运动致动器具有人机交互安全的优点，成为运动致动器发展的重要方向。其中，采用流体驱动的运动致动器，通过对密闭腔体内的流体体积或压力控制，实现运动，通常腔体结构采用较大壁厚以保证结构刚度，但同时也限制了软体机器人的运动范围；采用形状记忆合金和形状记忆聚合物驱动的软体变形致动器通常采用电、热等刺激方式实现预设的运动，但存在可控性差、响应迟滞等缺陷。上述致动器大多运动模式单一，单个模块单元难以同时具备多种运动能力。
2、针对上述软体致动器的缺陷和局限性，本专利技术结合折纸结构和软体机器人技术提出一种基于折纸结构混合驱动的全向运动致动器。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于折纸结构混合驱动的全向运动致动器，具有运动模式丰富、柔顺性好、收展比高、质量轻等优点。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，包括至少一个致动模块，所述致动模块包括基于折纸结构能够形变的柱状外壳、上盖板、下盖板；所述柱状外壳为基于waterbomb折痕衍生的折纸结构，其外壳内部形成容纳气体的腔室，所述腔室两端敞口，敞口处分别连接用于封堵敞口的上下盖板，所述下盖板处设置与腔室连通的通气孔，上下盖板间用交叉布置的驱动绳牵引，通过气动与线驱动的配合，柱状外壳能够产生收缩、弯曲和扭转变形，使得单个致动模
4、进一步地，所述折纸结构外壳为蒙皮-折纸结构内芯-蒙皮层叠的柱状结构，其顶部和底部都为敞口；
5、所述折纸结构内芯4个侧面分别由折痕面和与上下盖板连接的相接面组成，所述侧面包括若干个面板，且面板之间为能够重复弯折材料，用于模拟折痕；所述折痕面和上下相接面分别由1条水平山峰折痕隔开，每侧折痕面由2条斜对角折痕和1条水平折痕组成，根据位置不同能将折痕面分为a、b、c、d四个折痕面；
6、所述a、c两个折痕面处于初始状态时，斜对角折痕和水平折痕相交于面心并相互打断，形成2条水平的山峰折痕和4条斜对角的山谷折痕，此时折痕面由6个三角形面板组成；
7、所述b、d两个折痕面相邻的折痕面处于初始状态时，面内的2条斜对角折痕因未被激活而不发挥作用；水平折痕未被打断，形成1条水平的山谷折痕，山谷折痕两侧的三角形面板合并，此时折痕面由2个长方形面板组成。
8、进一步地，所述基于折纸结构能够形变的柱状外壳的上下相接面分别与上盖板内层裙边侧面、下盖板内层裙边侧面接触并固定。
9、进一步地，所述上盖板四角均匀布置4个圆孔用于固定驱动绳，一侧表面设置有2个榫卯结构公头，用于实现多致动模块连接或与其他运动致动器的组合，另一侧表面设置有止口式双层裙边结构，内层裙边高于外层裙边，裙边之间的凹槽用于容纳所述柱状外壳。
10、进一步地，所述下盖板四角均匀布置4个圆孔用于穿绳，一侧表面设置有4个电机座、1个通气孔和2个榫卯结构母头；所述电机座用于驱动电机固定，所述通气孔用于气体的输入与输出，所述榫卯结构母头用于多致动模块连接或与其他运动致动器的组合；另一侧表面设置与所述上盖板相同的双层裙边结构，所述裙边之间的凹槽用于容纳所述柱状外壳。
11、进一步地，所述下盖板电机座处固定有驱动电机，所述驱动电机输出轴与绕线轮连接，所述绕线轮负责收纳通过下盖板四角圆孔的驱动绳，所述驱动绳交叉布置，一端固定于绕线轮，一端固定于上盖板四角圆孔；
12、所述下盖板通气孔处连接气管实现进气，所述气管与驱动电机的电源线一同被收纳在下盖板的束线槽内。
13、进一步地，所述外壳1外侧与外层裙边内表面间存在间隙，用密封胶填充以实现外壳和下盖板的密封。
14、进一步地，所述下盖板4上侧表面设置有1圆柱凸台，凸台中空，作为通气孔的延伸段。
15、本专利技术的有益技术效果如下：
16、可以根据需求调整外壳的形变和模态，使致动器可以实现伸缩、弯曲、扭转的全向运动，具有丰富的运动模式；致动器的模块数量可调，可以实现致动器的快速组装和重构；采用线驱动加气动的混合驱动方式，产生拮抗作用，丰富了致动器的形变状态，成本低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，包括至少一个致动模块，所述致动模块包括基于折纸结构能够形变的柱状外壳、上盖板、下盖板；所述柱状外壳为基于Waterbomb折痕衍生的折纸结构，其外壳内部形成容纳气体的腔室，所述腔室两端敞口，敞口处分别连接用于封堵敞口的上下盖板，所述下盖板处设置与腔室连通的通气孔，上下盖板间用交叉布置的驱动绳牵引，通过气动与线驱动的配合，柱状外壳能够产生收缩、弯曲和扭转变形，使得单个致动模块具备全向运动能力。
2.根据权利要求1所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述折纸结构外壳为蒙皮-折纸结构内芯-蒙皮层叠的柱状结构，其顶部和底部都为敞口；
3.根据权利要求2所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述基于折纸结构能够形变的柱状外壳的上下相接面分别与上盖板内层裙边侧面、下盖板内层裙边侧面接触并固定。
4.根据权利要求1所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述上盖板四角均匀布置4个圆孔用于固定驱动绳，一侧表面设置有2个榫卯结构公头，用于实现多致动模块
5.根据权利要求1所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述下盖板四角均匀布置4个圆孔用于穿绳，一侧表面设置有4个电机座、1个通气孔和2个榫卯结构母头；所述电机座用于驱动电机固定，所述通气孔用于气体的输入与输出，所述榫卯结构母头用于多致动模块连接或与其他运动致动器的组合；另一侧表面设置与所述上盖板相同的双层裙边结构，所述裙边之间的凹槽用于容纳所述柱状外壳。
6.根据权利要求5所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述下盖板电机座处固定有驱动电机，所述驱动电机输出轴与绕线轮连接，所述绕线轮负责收纳通过下盖板四角圆孔的驱动绳，所述驱动绳交叉布置，一端固定于绕线轮，一端固定于上盖板四角圆孔；
7.根据权利要求5所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述外壳1外侧与外层裙边内表面间存在间隙，用密封胶填充以实现外壳和下盖板的密封。
8.根据权利要求5所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述下盖板4上侧表面设置有1圆柱凸台，凸台中空，作为通气孔的延伸段。
...【技术特征摘要】
1.一种基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，包括至少一个致动模块，所述致动模块包括基于折纸结构能够形变的柱状外壳、上盖板、下盖板；所述柱状外壳为基于waterbomb折痕衍生的折纸结构，其外壳内部形成容纳气体的腔室，所述腔室两端敞口，敞口处分别连接用于封堵敞口的上下盖板，所述下盖板处设置与腔室连通的通气孔，上下盖板间用交叉布置的驱动绳牵引，通过气动与线驱动的配合，柱状外壳能够产生收缩、弯曲和扭转变形，使得单个致动模块具备全向运动能力。
2.根据权利要求1所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述折纸结构外壳为蒙皮-折纸结构内芯-蒙皮层叠的柱状结构，其顶部和底部都为敞口；
3.根据权利要求2所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述基于折纸结构能够形变的柱状外壳的上下相接面分别与上盖板内层裙边侧面、下盖板内层裙边侧面接触并固定。
4.根据权利要求1所述的基于折纸结构的混合驱动全向运动致动器，其特征在于，所述上盖板四角均匀布置4个圆孔用于固定驱动绳，一侧表面设置有2个榫卯结构公头，用于实现多致动模块连接或与其他运动致动器的组合，另一侧表面设置有止口式双...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。