[其他]气动人工关节

说明书

本实用新型属于机器人制造领域。

目前，机器人执行机构的驱动部件主要采用各类电动机和气、液压马达和气缸，这些驱动部件的运动形式为旋转或直线运动。由于这两种运动形式皆不能直接模拟人类关节的弯曲运动，而必须通过一套中间机构将这两种运动形式加以转换，因此整个机器人的执行机构便得复杂，不利于小型化，而且由于采用了中间转换机构，惯性质增加，使机器人的快速性、灵活性皆受影响。

本实用新型的目的就是为解决这些不足而设计制造的。

本实用新型——气动人工关节如图所示：端盖1起端面密封的作用，套圈2起固联橡胶壁和端盖的作用，金属丝或纤维丝3起径向加强限制橡胶壁径向变形的作用，橡胶壁4起变形和贮存能量的作用，弹性金属片5起限制靠近其部位的橡胶壁变形的作用。当在封闭的橡胶弹性圆柱壁内充入压力气体时，除靠近金属弹性片处的弹性壁不变形外，其余部位沿轴向伸长，结果将使整个弹性壁弯曲。弯曲的角度θ与气体的压力P近似呈线性关系，控制气体压力P的大小，便能改变θ角的大小。这样通过控制气体的压力P改变弯曲角度θ便可模拟一人类关节的弯曲运动。

同现有的机器人的关节相比，气动人工关节能够直接模拟人类关节的弯曲动作，而不需要一套中间转换机构，结构简单，动作灵活。从实用的角度来看具有造价低、易于小型化和便于推广运用等特点。采用这种气动人工关节按一定次序的串联或并联便可构成一人工肢体。如采用这种气动人工关节串联还可以构成一人工手指，而这是现有的机器人躯动部件难以实现的。