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申请/专利权人：大连海事大学

摘要：本发明提供一种水压人工肌肉驱动的模块化柔性仿生机器人模块及机器人，所述模块包括通水端板Ⅰ、封闭端板、水压人工肌肉Ⅰ和弹簧Ⅰ；所述通水端板Ⅰ设置通水端连接螺纹孔Ⅰ、入水口BⅠ、回水口BⅠ、封闭端连接孔AⅠ、入水口AⅠ和回水口AⅠ；所述封闭端板包括封闭端连接孔B；所述水压人工肌肉Ⅰ的通水端接头和封闭端接头分别连接至所述通水端连接螺纹孔Ⅰ和所述封闭端连接孔B；所述通水端板Ⅰ内设置有数量与所述水压人工肌肉Ⅰ数量相同的阀Ⅰ；所述阀Ⅰ的压力控制口连通至相应的所述水压人工肌肉Ⅰ的入水口，入水口连通至所述入水口AⅠ，回水口连通至所述回水口AⅠ。本发明解决了现有机器人驱动方式存在的驱动力不足及污染环境等技术问题。

主权项：1.一种采用水压人工肌肉驱动的模块化柔性仿生机器人模块的水压人工肌肉驱动的模块化柔性仿生机器人，其特征在于，水压人工肌肉驱动的模块化柔性仿生机器人模块包括通水端板Ⅰ、封闭端板、水压人工肌肉Ⅰ和弹簧Ⅰ；所述通水端板Ⅰ一侧设置通水端连接螺纹孔Ⅰ、入水口BⅠ和回水口BⅠ，另一侧设置封闭端连接孔AⅠ、入水口AⅠ和回水口AⅠ；所述封闭端板包括封闭端连接孔B；所述水压人工肌肉Ⅰ的通水端接头和封闭端接头分别连接至所述通水端连接螺纹孔Ⅰ和所述封闭端连接孔B；所述通水端板Ⅰ内设置有阀组Ⅰ，所述阀组Ⅰ包括数量与所述水压人工肌肉Ⅰ数量相同的阀Ⅰ，每一个所述阀Ⅰ控制一个所述水压人工肌肉Ⅰ的工作压力；所述阀Ⅰ的压力控制口连通至相应的所述水压人工肌肉Ⅰ的入水口，所述阀Ⅰ的入水口连通至所述入水口AⅠ，回水口连通至所述回水口AⅠ；所述入水口AⅠ与所述入水口BⅠ相连通，所述回水口AⅠ与所述回水口BⅠ相连通；所述弹簧Ⅰ两端分别固定安装于所述通水端板Ⅰ和所述封闭端板；所述入水口BⅠ和所述回水口BⅠ安装有螺堵；所述模块的收缩距离和两个方向的转角与所述水压人工肌肉Ⅰ的制造参数、所述弹簧Ⅰ的劲度系数以及所述水压人工肌肉Ⅰ与所述模块中心轴的距离有关；所述模块工作时，首先控制水压人工肌肉的充水压力以保证每个水压人工肌肉的轴向收缩力相同，使所述模块轴向收缩且每个所述水压人工肌肉的收缩位移相同；包括三个或三个以上沿周向布置的所述水压人工肌肉Ⅰ；当所述模块包括2n+2，n＝1,2,3……个沿周向布置的所述水压人工肌肉Ⅰ时，其中包括四个呈十字型布置的所述水压人工肌肉Ⅰ；所述模块工作时：首先控制水压人工肌肉的充水压力以保证每个水压人工肌肉的轴向收缩力相同，使所述模块轴向收缩且每个所述水压人工肌肉的收缩位移相同；再次，以关于通水端板或封闭端板圆心对称的一对水压人工肌肉的连线所在直线为x轴，以圆心为原点建立平面直角坐标系，水压人工肌肉的个数为偶数个，在控制单个模块偏转运动时，通过调节落在x轴或y轴上的对称的成对的水压人工肌肉的工作压力来实现，当需要控制通水端板或封闭端板绕y轴转动时，则调节在x轴正方向或负方向一侧的水压人工肌肉工作压力升高，另一侧的水压人工肌肉工作压力降低；同理，当需要控制通水端板或封闭端板绕x轴转动时，则调节在y轴正方向或负方向一侧的水压人工肌肉工作压力升高，另一侧的水压人工肌肉工作压力降低；所述模块包括2n+1，n＝1,2,3……个沿周向布置的所述水压人工肌肉Ⅰ时，其中包括三个呈等腰三角形布置的所述水压人工肌肉Ⅰ；所述模块工作时：首先控制水压人工肌肉的充水压力以保证每个水压人工肌肉的轴向收缩力相同，使所述模块轴向收缩且每个所述水压人工肌肉的收缩位移相同；再次，以一个水压人工肌肉与通水端板或封闭端板圆心的连线所在直线为y轴，以关于y轴对称的两个水压人工肌肉的连线为x轴，建立平面直角坐标系，水压人工肌肉的个数为奇数个，在控制单个模块绕y轴偏转运动时，通过调节x轴上两个水压人工肌肉的收缩力来实现，调节在x轴正方向或负方向一侧的水压人工肌肉工作压力升高，另一侧的水压人工肌肉工作压力降低；控制模块绕x轴偏转运动时，调节y轴上的水压人工肌肉的工作压力升高；采用所述模块的水压人工肌肉驱动的模块化柔性仿生机器人，包括一个所述的模块及若干串联的连接组件，且其中一个所述连接组件连接至所述模块，所述模块与所述连接组件同轴设置；所述连接组件包括通水端板Ⅱ、水压人工肌肉Ⅱ、弹簧Ⅱ、回旋式进水管和回旋式回水管；所述通水端板Ⅱ与所述通水端板Ⅰ结构相同，所述通水端板Ⅱ包括通水端连接螺纹孔Ⅱ、封闭端连接孔AⅡ、入水口AⅡ、入水口BⅡ、回水口AⅡ、回水口BⅡ以及用于控制所述水压人工肌肉Ⅱ工作压力的阀组Ⅱ；所述水压人工肌肉Ⅱ的数量与所述水压人工肌肉Ⅰ的数量相同，所述阀组Ⅱ包括与所述水压人工肌肉Ⅱ数量相同的阀Ⅱ，每一个所述阀Ⅱ控制一个所述水压人工肌肉Ⅱ的工作压力；所述阀Ⅱ的压力控制口连通至相应的所述水压人工肌肉Ⅱ的入水口，所述阀Ⅱ的入水口连通至所述入水口AⅡ，回水口连通至所述回水口AⅡ；所述入水口AⅡ与所述入水口BⅡ相连通，所述回水口AⅡ与所述回水口BⅡ相连通；所述水压人工肌肉Ⅱ的通水端接头连接至所述通水端连接螺纹孔Ⅱ，封闭端接头连接至前一个所述连接组件的所述封闭端连接孔AⅡ或者所述模块的所述封闭端连接孔AⅠ；所述弹簧Ⅱ一端固定安装于所述通水端板Ⅱ，另一端固定安装于前一个所述连接组件的所述通水端板Ⅱ或者所述模块的所述通水端板Ⅰ；所述入水口BⅠ和所述回水口BⅠ安装有螺堵；所述回旋式进水管一端通过接头连接至所述通水端板Ⅱ的所述入水口BⅡ，另一端通过接头连接至前一个所述连接组件的所述入水口AⅡ或者所述模块的所述入水口AⅠ；所述回旋式回水管一端通过接头连接至所述通水端板Ⅱ的所述回水口BⅡ，另一端通过接头连接至前一个所述连接组件的所述回水口AⅡ或者所述模块的所述回水口AⅠ；所述机器人工作时，水介质通过液压源经最后一个所述连接组件的所述入水口AⅡ进入最后一个所述连接组件的所述通水端板Ⅱ，然后水介质分成两路，一路流入最后一个所述连接组件的所述阀Ⅱ内，另一路通过最后一个所述连接组件的所述入水口BⅡ流入所述回旋式进水管进而流入前一个所述连接组件的所述入水口AⅡ，水介质重复上述过程依次流入每一个所述连接组件，最终流入所述模块的所述通水端板Ⅰ，最后，由所述模块流出的水介质由所述回水口AⅠ流入与之相连的所述连接组件的所述回旋式回水管，然后依次经过各所述连接组件最终经最后一个所述连接组件的所述回水口AⅡ流入水箱。

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