[发明专利]一种由气动人工肌肉驱动的气动马达

说明书

本发明公开一种气动人工肌肉驱动的气动马达，包括转子、底座、支撑架、滚动轴承、气动人工肌肉、套环和细绳。当气动人工肌肉收缩时，拉动细绳，细绳牵连套环，拉动转子转动，接着气动人工肌肉复原，同时下一根气动人工肌肉激活，继续拉动转子转动，这样依次激活气动人工肌肉，使转子完成连续的转动。通过调节气源给定气压以及激活气动人工肌肉频率可调节转子转速，调节气动人工肌肉激活顺序可控制转子旋转方向，根据循环周期可确定转子旋转位移。本发明用于气动管道机器人的气动旋转执行器，可以在保证驱动旋转性能的情况下使得管道机器人的尺寸降低，从而实现对各种小型管道的探测活动。

技术领域

本发明涉及气动马达技术领域，特别是涉及一种由气动人工肌肉驱动的气动马达。

背景技术

软体机器人是机器人领域的一个新兴的分支，相比于传统刚性机器人，其采用各种软/弹性物质作为本体，采用气压驱动、化学驱动等具有不同特性的智能驱动方式。由于本体材料和驱动方式的特殊性，使得软体机器人具有传统刚性机器人无法比拟的柔顺性和环境适应能力。而其中，由于气动驱动方式具有简单、安全、稳定等特点，所以气动软体机器人是最受关注并且适合向应用层次推进的。

气动执行器作为气动机器人必不可少的重要部件，其性能决定了气动机器人的优劣。传统的气动执行器比如气缸和气动马达，性能稳定但是尺寸较大且小型化困难，因此无法用于制作小型气动机器人。随着气动机器人应用领域的推广，对一些狭窄、微小环境探测的需求日益提升，设计一种新型的气动驱动机构具有很大的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，以解决上述现有技术存在的问题，在保证一定的速度和稳定输出的同时，结构更加紧凑简单，材料易得，并且具有较小的尺寸，能够适用于驱动小型的气动机器人。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种由气动人工肌肉驱动的气动马达，包括转子、底座、支撑架、滚动轴承、气动人工肌肉、套环和细绳；

所述转子包括两个轮盘、一个中间连接轴和两个端部连接轴，所述中间连接轴连接于两个轮盘之间，两个端部连接轴分别安装在两个轮盘的外侧，且所述中间连接轴和两个端部连接轴与轮盘套合的位置按圆周方向彼此间隔120°，两个所述端部连接轴的末端与轮盘同轴心设置；所述中间连接轴和两个端部连接轴上均开设有用于放置所述套环的环形凹槽；

两个支撑架对应固定在所述底座两侧，两个端部连接轴分别与两个支撑架顶部的轴承孔内装配的滚动轴承配合安装，所述细绳的一端系在所述套环上，另一端穿过所述底座上的圆槽后与设置在底座上的气动人工肌肉相连接。

优选地，所述底座的头部均布有三个四分之一圆弧的圆槽，圆槽内安装有固定轴，所述细绳的另一端穿过圆槽处的固定轴后与气动人工肌肉相连接。

优选地，所述底座的中间底板上设有两个对称的固定槽，两个所述支撑架分别固定于两个固定槽内。

优选地，所述底座的尾部开设有三个圆孔，所述圆孔用于气动人工肌肉穿过并固定在圆孔处。

优选地，所述气动人工肌肉包括橡胶内管、编织网、对接头、送气管和尾部密封件，所述编织网用于包裹橡胶内管，尾部密封件用于将橡胶内管和编织网一同固定密封，对接头用于将橡胶内管和编织网在头部固定，所述送气管穿过对接头并与橡胶内管对合。

优选地，所述细绳的另一端与所述气动人工肌肉的尾部密封件相连接。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、本发明采用细径气动人工肌肉作为气动执行器，相比传统气动执行器尺寸更小，操作更加简洁。

2、通过采用三根气动人工肌肉按次序激活进行驱动，可实现准确的旋转方向控制，速度控制和行程距离控制。

3、采用气动人工肌肉，耗气量更小，并且不需要额外的排气管道，使整个回路结构更加简单。