[发明专利]一种液压驱动柔性人工肌肉

说明书

本发明公开一种液压驱动柔性人工肌肉，包括两端安装有用于与液压泵连接的接头的内嵌有螺旋形钢丝的柔性筒以及置于所述柔性筒内的能由液压驱动在所述柔性筒内移动的活塞，所述活塞与牵引绳相连接，所述牵引绳的另一端伸出于所述柔性筒外，用于与所述柔性筒外的负载连接；所述活塞的外壁与所述柔性筒的内壁密封接触而将所述柔性筒的内部形成有绳腔与无绳腔，所述牵引绳经过所述有绳腔内后伸出于所述柔性筒外。本发明的人工肌肉相对于现有技术而言，其在收缩过程不会产生额外的径向膨胀且行程较长，能够大大扩充人工肌肉的应用范围，为现有机器人及外骨骼系统的驱动提供更加优秀的方案。

技术领域

本发明涉及人工肌肉技术领域，特别是涉及一种液压驱动柔性人工肌肉。

背景技术

人工肌肉是一类基于工程及仿生学设计，在给定输入信号情况下，能够像肌肉一样产生收缩运动和输出力的机电系统。人工肌肉因其具有一定柔性、并且结构较为紧凑的特点而被广泛用于各种机器人及外骨骼系统中，实现各种机构的驱动。

传统人工肌肉一般采用编织材料，在输入高压液体或气体情况下，通过筒状肌肉外壁的径向膨胀实现轴向的收缩。传统人工肌肉存在以下不足：首先，传统人工肌肉要想产生收缩运动，其径向必然膨胀，此特点容易干扰肌肉附近其他结构的动作，限制了其应用；其次，传统人工肌肉的作动原理导致其收缩运动行程较小，无法满足更大行程应用的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于为机器人及外骨骼系统提供驱动的液压驱动柔性人工肌肉。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种液压驱动柔性人工肌肉，包括两端安装有用于与液压泵连接的接头的内嵌有螺旋形钢丝的柔性筒以及置于所述柔性筒内的能由液压驱动在所述柔性筒内移动的活塞，所述活塞与牵引绳相连接，所述牵引绳的另一端伸出于所述柔性筒外，用于与所述柔性筒外的负载连接；所述活塞的外壁与所述柔性筒的内壁密封接触而将所述柔性筒的内部形成有绳腔与无绳腔，所述牵引绳经过所述有绳腔内后伸出于所述柔性筒外。

所述活塞包括同轴布置的活塞芯以及鼓形状的活塞套，所述活塞套通过凹槽与凸起配合结构安装在所述活塞芯外，所述活塞芯与活塞套装配后与所述柔性筒同轴安装，所述活塞套中段圆柱面与所述柔性筒内表面接触，并可沿所述柔性筒内表面相对滑动；所述牵引绳穿过所述活塞芯内部的绳孔，在所述的绳孔的两端有绳夹固定在牵引绳上将所述牵引绳与所述活塞芯连接。

所述柔性筒的前端与后端分别同轴安装有外壁与所述柔性筒的内壁密封连接的前端盖及后端盖，所述前端盖与同轴布置的中端盖接触，所述前端盖与中端盖上分别形成有对应的牵引绳穿过孔，所述的前端盖及后端盖上分别安装有绳腔接头与无绳腔接头。

所述前端盖与中端盖通过连接螺栓连接，在所述前端盖与中端盖之间的牵引绳穿过孔位置有牵引绳密封圈，所述的盖端盖上有非贯通螺纹孔，所述中端盖上有沉头螺栓孔。

所述前端盖与后端盖上分别形成有连接所述的有绳腔接头与无绳腔接头的内螺纹孔，所述中端盖上形成对应所述有绳腔接头的通孔。

所述的柔性筒的外侧在对应所述的前端盖与后端盖的位置分别设置有前管箍与后管箍，用于将所述的柔性筒与所述的前端盖、中端盖和后端盖夹紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的人工肌肉相对于现有技术而言，其在收缩过程不会产生额外的径向膨胀且行程较长，能够大大扩充人工肌肉的应用范围，为现有机器人及外骨骼系统的驱动提供更加优秀的方案。

附图说明

图1为液压驱动柔性人工肌肉的结构原理图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3A-3B为图1中的前端盖的主视以及剖面结构图；