[发明专利]一种软体控制阀及模块化软体机器人

说明书

本发明涉及一种软体控制阀及模块化软体机器人，软体控制阀包括阀体和阀芯；阀体包括沿其轴向依次对接的上端盖、三通四孔腔体和下端盖，且分别具有通孔；三通四孔腔体具有四个气孔，其中一气孔作为进气孔，其余作为出气孔，进气孔与其余三个气孔分别通过各自的进气通道连通；阀芯包括硬质柱芯和同轴密封安装的软质阀芯，软质阀芯与上端盖、下端盖的通孔均密封配合，软质阀芯与三通四孔腔体的通孔间隙配合构成泄气腔；软质阀芯具有四个充气膨胀腔和充气口，充气膨胀腔用于在充气膨胀后封堵相应的气孔以使其与泄气腔不连通，四个充气膨胀腔与外界连通；端盖具有泄气孔，泄气孔连通泄气腔至外界。本发明的软体控制阀实现机器人的灵活构建。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种软体控制阀及模块化软体机器人。

背景技术

软体机器人具备高灵活性、顺应性及高适应性，广泛应用于自动化工业、食品行业、医疗行业、仿生类等领域。传统机器人结构往往是由高刚度材料制备而成，这类机器人通常由电机、液压泵与气动空气压缩机驱动，在与人机交互、环境交互过程中，由于刚性材料自身属性特点，安全度较低。与之相比，由硅橡胶材料制备而成的软体机器人在交互安全方面具有独特优势。

目前，针对软体机器人的构架，一般情况下，一个气动软体驱动腔需要配备一根进气管道及一个电磁阀用以控制驱动腔内气体状态，电磁阀是用来控制进气端开、关、泄压三种状态。通过利用电磁阀等组件，使得软体驱动腔可实现不同动作方式，从而使软体机器人发生运动。但电磁阀的设置，增加了软体机器人的负担，使得软体机器人的构架更加复杂。

因此，本领域亟需一种控制阀与软体机器人本体构成一体式结构，保证软体机器人正常动作的同时，使得软体机器人轻量化及可靠化。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的是提供一种软体控制阀及模块化软体机器人。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种软体控制阀，包括阀体和阀芯；

所述阀体包括沿其轴向依次对接的上端盖、三通四孔腔体和下端盖，上端盖、三通四孔腔体和下端盖分别具有轴向延伸的通孔，且所有通孔同轴；三通四孔腔体的通孔的直径大于上端盖的通孔的直径及下端盖的通孔的直径；三通四孔腔体具有沿其周向均匀分布的四个气孔，各气孔分别沿三通四孔腔体的径向延伸至与三通四孔腔体的通孔连通；四个气孔中的其中一气孔作为进气孔，其余三个气孔作为出气孔，进气孔与其余三个气孔分别通过各自的进气通道连通；

所述阀芯安装于上端盖、三通四孔腔体和下端盖的通孔内，阀芯包括硬质柱芯和同轴密封安装于硬质柱芯之外的软质阀芯，软质阀芯与上端盖、下端盖的通孔均密封配合，软质阀芯与三通四孔腔体的通孔间隙配合构成泄气腔；软质阀芯具有分别对应于四个气孔的四个充气膨胀腔，还具有分别对应于四个充气膨胀腔的四个充气口，充气膨胀腔用于在充气膨胀后封堵相应的气孔以使其与泄气腔不连通，四个充气膨胀腔分别沿软质阀芯的轴向充气通道与相应的充气口连通；

所述上端盖和/或下端盖具有泄气孔，泄气孔连通泄气腔至外界。

作为优选方案，所述进气孔及其对侧的气孔之间的进气通道依次贯穿三通四孔腔体、上端盖或下端盖、软质阀芯、硬质柱芯、软质阀芯、上端盖或下端盖、三通四孔腔体，以连通进气孔及其对侧的气孔。

作为优选方案，所述进气孔及其相邻的两气孔之间的进气通道分别贯穿三通四孔腔体，以连通进气孔及其相邻的气孔。

作为优选方案，一相对的两充气口位于软质阀芯的上端，另一相对的两充气口位于软质阀芯的下端。