[发明专利]一种提供气动肌肉工作的独立供气气动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够集成在移动机器人本体上的气动系统，具体涉及一种提供气动肌肉工作的独立供气气动系统。

背景技术

气动肌肉由于其质量轻，体积小，输出力大，具有被动柔顺性等特点，被广泛应用于机器人驱动中，但是气动元件一般需要庞大沉重的气源及其处理设备及调压系统。为此，设计一种能够集成在机器人本体中并且体积小巧的气动系统有着重要意义。

常规气动系统需要大体积气缸储存高压气体，并且通过压力比例阀等调压设备对气动肌肉充气和排气，而压力比例阀等调压设备体积质量均较大，不利于集成在移动机器人本体中。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的气动系统需要大体积气缸储存高压气体，并且通过压力比例阀调压设备对气动肌肉充气和排气，存在不利于集成在移动机器人本体中的问题，进而提供一种提供气动肌肉工作的独立供气气动系统。

本发明的技术方案是：一种提供气动肌肉工作的独立供气气动系统，它包括高压舱、气泵、低压舱、空气过滤阀、高压舱压力传感器、电池、低压舱压力传感器、开关气动系统和气动执行单元，高压舱和低压舱相对设置且高压舱和低压舱之间通过气泵连通，电池接在气泵上并为气泵供电，高压舱连接空气过滤阀并通过开关气动系统中的进气高速开关阀为气动执行单元的气动肌肉提供气源，低压舱通过该开关气动系统中的排气高速开关阀为该气动肌肉提供排气，高压舱压力传感器用于测量高压舱的舱内压力，低压舱压力传感器用于测量低压舱的舱内压力。

气泵的进气口A端与低压舱连接，气泵的排气口B端与高压舱连接。

开关气动系统包括进气高速开关阀和排气高速开关阀，进气高速开关阀和排气高速开关阀并联设置并与空气过滤阀或低压舱连接。

气动执行单元包括气动肌肉和工作压力传感器，气动肌肉和工作压力传感器并联设置并与开关气动系统连接。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明的高压舱提供气源供执行单元工作后排气到低压舱，高低舱压差减小，通过气泵恢复高低舱之间的压差。从而使本发明的气动系统与外部大气隔离，形成可集成的独立气源。

2.本发明通过高速开关阀组控制气动肌肉的充气和放气，相对其他调压阀，体积和质量都有极大的减小，减小了一倍以上。将供电电池、开关阀、气泵等相关组件配置在低压舱内，使结构紧凑，有效缩减整个系统的体积，体积缩小了一倍以上。

3.本发明通过控制开关阀的高速开关来控制冲入肌肉密闭腔内的气体，从而达到控制肌肉收缩的目的。而高速开关阀具有体积小，质量轻的特点，并且可以通过调节开关频率控制气动肌肉等气动执行元件的工作。相比其他调压阀质量和体积有了较大减小，与压力比例阀相比，成本也有显著的降低。

附图说明

图1为本发明的气动系统原理图；图2为本发明气动系统一种安装结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式一种提供气动肌肉工作的独立供气气动系统，它包括高压舱1、气泵2、低压舱3、空气过滤阀4、高压舱压力传感器5、电池6、低压舱压力传感器7、开关气动系统20和气动执行单元30，高压舱1和低压舱3相对设置且高压舱1和低压舱3之间通过气泵2连通，电池6接在气泵2上并为气泵2供电，高压舱1连接空气过滤阀4并通过开关气动系统20中的进气高速开关阀21为气动执行单元30的气动肌肉31提供气源，低压舱3通过该开关气动系统20中的排气高速开关阀22为该气动肌肉提供排气，高压舱压力传感器5用于测量高压舱1的舱内压力，低压舱压力传感器7用于测量低压舱3的舱内压力。

本实施方式的气泵2由电池6供电，其进气口A端与低压舱3相连，气泵排气口B端与高压舱相连。通过气泵2保持高压与低压舱之间的压差，高压舱1连接空气过滤阀4通过开关气动系统为气动执行单元30提供气源。高压舱压力传感器5测量该舱内压力，低压舱压力传感器测量该舱内压力。

气泵2、开关气动系统20、电池6安置在低压舱3中。高压舱1和空气过滤阀4安置在低压舱外部。进气高速开关阀21连接高压舱1与气动肌肉31，排气高速开关阀22连接低压舱3与气动肌肉31。两个开关阀控制一条气动肌肉的充气与放气，所以开关阀数量和气动肌肉数量比为2:1。