[发明专利]类肌电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种类似肌肉运动的电机，尤其是一种能应用与未来拟人机器人运动系统的短行程高加速度的电机。

背景技术

公知的电机包括旋转电机和直线电机。在拟人机器人的运动系统中，无论是已有的旋转电机还是已有的直线电机，都无法为拟人机器人的关节运动提供类似肌肉牵引的高加速度、可控性和灵活性，尤其是提供拟人机器人跳跃、奔跑等运动的高加速度和可控性和灵活性。迄今为止，虽有部份类型电机在可控性这一个方面可以提供达到拟人机器人运动系统的要求，但在拟人机器人的关节运动速度和灵活性上，目前还没有任何能达到要求的电机，而能够完全提供模拟人的关节运动特性的电机更无一例。由于没有能够提供类似人的关节运动特性的动力装置，严重地制约着全世界对拟人机器人的研究和开发。

发明内容

为了克服现有技术不能满足模拟人的运动特性的不足，本发明提供一种类肌电机，它能够提供很高的加速度和非常良好的可控性，并且由于其具有加速度高、速度变化快加之良好的可控性，故能够使拟人机器人的关节如人的关节一样运动灵活，且外形及运动方式均和人体肌肉的特点非常类似。

为实现上述发明目的而采用的技术方案是：所提供的类肌电机，包括壳体、电磁铁组、拉索组和位移传感器，其中：壳体为一个两端口径缩小的中空圆柱体，在壳体内壁上设有多条用来盛放拉索的拉索槽，在壳体端头内壁上装有用来感知端位电磁铁在壳体内的位移情况的位移传感器；电磁铁组分为两组装于壳体内部，两电磁铁组的各个电磁铁均与壳体同轴，且沿壳体轴向间隔排列；拉索组分为左右两组，左拉索组与右端电磁铁相连，右拉索组与左端电磁铁相连。

上述类肌电机中的两组电磁铁线圈绕制方向相反通同向电流，或两组电磁铁线圈绕制方向相同通反向电流，使线圈通电后相邻两电磁铁间极性相同，产生排斥力。

上述类肌电机通电后电磁铁间产生排斥力，电磁铁与拉索相连使两组拉索外露端产生拉力。

本发明使用时将一个装置两组拉索组分别连接于连杆机构的两个连杆上，连接点位于连杆机构运动平面同侧，起到类似屈肌或伸肌的作用；将另一个装置两组拉索分别与连杆机构的两个连杆相连，连接点在连杆机构运动平面的另一侧，起到类似伸肌或屈肌的作用。

装置通电后，电磁铁将产生磁性，相邻电磁铁间极性相同，产生排斥力。由于右端电磁铁与左拉索组相连，左端电磁铁与右拉索组相连，将使两组拉索外露端产生拉力，使装置产生收缩力。调节电流大小，能够调节装置产生力的大小。

调节连杆机构上的两个装置中电流的大小，能够调节连杆机构在运动面上受力的大小，从而可以使连杆机构绕铰链开合或停止在某一位置。装置内的位移传感器能够感知装置内电磁铁的位移情况，从而能够进一步获得连杆机构的运动情况。

本发明的有益效果是：该类肌电机在控制连杆机构的运动方面，有加速度高，可控性好，使连杆机构运动灵活的特点。另外本发明的结构简单、紧凑，体积小，重量轻，可模拟肌肉的外形和工作原理，是拟人机器人身上的肌肉，在拟人机器人的运动控制方面性能优于旋转电机和直线电机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中，1-左拉索组，2-位移传感器，3-壳体，4-拉索槽，5-电磁铁组A，6-电磁铁组B，7-位移传感器，8-右拉索组，右端电磁铁9，左端电磁铁10，拉索外露端11。

图2是本发明结构的左视图。

图中，12-电线。

图3是本发明结构的A-A向剖视图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

装置实施例：参照图1，本发明的装置包括左拉索组1，位移传感器2，壳体3，拉索槽4，5电磁铁组A，6电磁铁组B，位移传感器7，右拉索组8。

壳体3为一中空圆柱体，两端口径缩小。壳体3内壁有多条拉索槽4用来盛放左拉索组1和右拉索组8。壳体3端头内壁上装有位移传感器2和7，用来感知端位电磁铁在壳体内的位移情况；电磁铁组分为电磁铁组A 5和电磁铁组B 6两组装于壳体3内部，两组电磁铁各个电磁铁与壳体3同轴，且沿壳体3轴向间隔排列。拉索组分为左拉索组1和右拉索组8两组，左拉索组1与右端电磁铁9相连，右拉索组8与左端电磁铁10相连。

上述两组电磁铁中，电磁铁组A 5和电磁铁组B 6线圈绕制方向相反通同向电流，或两组电磁铁线圈绕制方向相同通反向电流，使线圈通电后相邻两电磁铁间极性相同，产生排斥力。