本發(fā)明屬于仿生關(guān)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氣動肌肉和氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

剛體可以同時提供推力和拉力，柔體僅可以提供拉力，剛體容易對系統(tǒng)造成破壞，柔體則可以彌補這方面的缺陷，因此剛體與柔體的混聯(lián)將成為未來一個重要的研究方向。

中國專利201410140825.3以三根均勻分布的氣動肌肉外加一個氣缸在中間作為支撐，僅可以實現(xiàn)指定平臺的升降、橫搖、縱搖，運動自由度和空間都受到極大的限制，故有較大改進空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種基于氣動肌肉與氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，干凈、防爆等。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種基于氣動肌肉與氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)，它包括：上平臺1、中間固定平臺13、下平臺17、氣缸裝配體、氣動肌肉、浮動支撐桿10；

所述的上平臺1和所述的下平臺17通過所述的氣動肌肉和所述的浮動支撐桿10連接，所述的上平臺1和所述的中間固定平臺13通過所述的氣缸裝配體連接；所述的中間固定平臺13和所述的下平臺17通過所述的氣動肌肉連接。

進一步的，所述的上平臺1和所述的下平臺17之間的氣動肌肉為3個，所述的浮動支撐桿10為1根；所述的上平臺1和所述的中間固定平臺13之間的氣缸裝配體為3個，所述的中間固定平臺13和所述的下平臺17之間的氣動肌肉為3個。

更進一步的，當(dāng)所述的中間固定平臺13固定、所述的上平臺1和所述的下平臺17轉(zhuǎn)動時，各部件之間的連接如下：

所述的浮動支撐桿10兩端分別與所述的上平臺1、所述的下平臺17鉸接連接；

所述的氣動肌肉的兩端分別與所述的上平臺1、所述的下平臺17鉸接連接，驅(qū)動所述的上平臺1或者所述的下平臺17轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動；

所述的氣動肌肉與所述的中間固定平臺13、所述的下平臺17相連，驅(qū)動所述的下平臺17轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動；

所述的氣缸裝配體一端與所述的中間固定平臺13固定連接，另一端與所述的上平臺1鉸接連接，驅(qū)動所述的上平臺1轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動。

更進一步的，所述的氣缸裝配體包括氣缸43、底座44、固定軸45、軸承座46和軸承47，所述的底座44與所述的氣缸43固定連接，兩個所述的軸承47對稱放置在兩個所述的軸承座46上，所示的固定軸45穿過所述的底座44下端的孔，并對稱地穿過兩個所述的軸承47，將所述的氣缸43、底座44、固定軸45、軸承座46和軸承47裝配在一起，所述的軸承座46通過螺栓48與中間固定平臺13連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明利用多根氣動肌肉與氣缸混聯(lián)驅(qū)動浮動平臺，可以同時實現(xiàn)多個平臺的轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動多個自由度協(xié)同運動；

2.本發(fā)明采用氣缸并聯(lián)、氣動肌肉并聯(lián)、氣缸與氣動肌肉并聯(lián)、氣缸與氣動肌肉串聯(lián)、氣缸與氣動肌肉混聯(lián)，實現(xiàn)了剛體并聯(lián)機構(gòu)、柔體并聯(lián)機構(gòu)、剛體與柔體并聯(lián)、剛體與柔體并聯(lián)機構(gòu)的串聯(lián)、剛體與柔體混聯(lián)的機構(gòu)轉(zhuǎn)動、移動、浮動姿態(tài)的控制；

3.本發(fā)明利用氣動肌肉驅(qū)動具有較好的柔順性、較大的功率/質(zhì)量比、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是氣動肌肉與氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)俯視圖；

圖2是氣動肌肉與氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)仰視圖；

圖3是氣動肌肉與氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)爆炸圖；

圖4是氣缸裝配體爆炸圖；

圖中：上平臺1、氣缸裝配體一2、氣動肌肉一3、氣動肌肉二4、氣動肌肉三5、連接接頭一6、連接接頭二7、連接接頭三8、氣缸裝配體二9、浮動支撐桿10、氣缸裝配體三11、氣動肌肉四12、中間固定平臺13、氣動肌肉五14、氣動肌肉六15、連接接頭四16、下平臺17、連接接頭五18、連接接頭六19、浮動球鉸一20、連接接頭七21、連接接頭八22、氣缸裝配體一球鉸23、連接接頭二24、浮動球鉸二25、氣缸裝配體二球鉸26、連接接頭十27、氣缸裝配體三球鉸28、連接接頭十一29、連接接頭十二30、球鉸一31、球鉸二32、球鉸三33、球鉸四34、球鉸五35、球鉸六36、球鉸七37、球鉸八38、球鉸九39、球鉸十40、球鉸十一41、球鉸十二42、氣缸43、底座44、固定軸45、軸承座46、軸承47、螺栓48。

具體實施方式

如圖1、2、3所示，本發(fā)明基于氣動肌肉與氣缸混聯(lián)的浮動系統(tǒng)包括：上平臺1、氣缸裝配體一2、氣動肌肉一3、氣動肌肉二4、氣動肌肉三5、連接接頭一6、連接接頭二7、連接接頭三8、氣缸裝配體二9、浮動支撐桿10、氣缸裝配體三11、氣動肌肉四12、中間固定平臺13、氣動肌肉五14、氣動肌肉六15、連接接頭四16、下平臺17、連接接頭五18、連接接頭六19、浮動球鉸一20、連接接頭七21、連接接頭八22、氣缸裝配體一球鉸23、連接接頭二24、浮動球鉸二25、氣缸裝配體二球鉸26、連接接頭十27、氣缸裝配體三球鉸28、連接接頭十一29、連接接頭十二30、球鉸一31、球鉸二32、球鉸三33、球鉸四34、球鉸五35、球鉸六36、球鉸七37、球鉸八38、球鉸九39、球鉸十40、球鉸十一41、球鉸十二42、氣缸43、底座44、固定軸45、軸承座46、軸承47、螺栓48。

其中，浮動支撐桿10兩端分別與上平臺1與下平臺17相連；氣動肌肉一3、氣動肌肉二4、氣動肌肉四12三者的兩端分別與上平臺1與下平臺17相連，驅(qū)動上平臺1或者所述的下平臺17轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動；氣動肌肉三5、氣動肌肉五14、氣動肌肉六15兩端分別與中間固定平臺13與下平臺17相連，驅(qū)動下平臺17轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動；

氣缸裝配體一2、氣缸裝配體二9、氣缸裝配體三11兩端分別與中間固定平臺13和上平臺1相連，驅(qū)動上平臺1轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動。

上平臺1和下平臺17之間、中間固定平臺13和下平臺17之間的氣動肌肉、上平臺1和中間固定平臺13之間的氣缸裝配體可以均勻分布，也可以不均勻分布。

本發(fā)明以上平臺1、中間固定平臺13、下平臺17的轉(zhuǎn)動均以中間固定平臺13固定，為例說明各部件之間具體的連接關(guān)系，在實際控制過程中，各部件之間具體的連接關(guān)系根據(jù)安裝固定的平臺而變化。

氣動肌肉一3一端通過連接接頭七21、球鉸六36與上平臺1相連，另一端通過連接接頭三8、球鉸五35與下平臺17相連，氣動肌肉二4一端通過連接接頭八22、球鉸一31與上平臺1相連，另一端通過連接接頭一6、球鉸三33與下平臺17相連，氣動肌肉三5一端通過連接接頭二24、球鉸二32與中間固定平臺13相連，另一端通過連接接頭二7、球鉸四34與下平臺17相連，氣動肌肉四12一端通過連接接頭十27、球鉸七37與上平臺1相連，另一端通過連接接頭五18、球鉸十一41與下平臺17相連，氣動肌肉五14一端通過連接接頭十二30、球鉸八38與中間固定平臺13相連，另一端通過連接接頭四16、球鉸十40與下平臺17相連，氣動肌肉六15一端通過連接接頭十一29、球鉸九39與中間固定平臺13相連，另一端通過連接接頭六19、球鉸十二42與下平臺17相連；浮動支撐桿10一端通過浮動球鉸二25與上平臺1相連，另一端通過浮動球鉸一20與下平臺17相連；

氣缸裝配體一2一端通過氣缸裝配體一球鉸23與上平臺1相連，另一端與中間固定平臺13相連，氣缸裝配體二9一端通過氣缸裝配體二球鉸26與上平臺1相連，另一端與中間固定平臺13相連，氣缸裝配體三11一端通過氣缸裝配體二球鉸28與上平臺1相連，另一端與中間固定平臺13相連。

以氣缸裝配體一2為例說明氣缸裝配體一2、氣缸裝配體二9、氣缸裝配體三11的固定和連接方式，如圖4所示，底座44直接與氣缸43連接，底座44同軸安裝固定軸45，固定軸45同軸安裝軸承座46和軸承47，軸承座46通過螺栓48與中間固定平臺13連接。

本發(fā)明，通過控制各氣缸和氣動肌肉，實現(xiàn)浮動平臺轉(zhuǎn)動或者移動或者轉(zhuǎn)動和移動的控制，可以用于工位機械手物體搬運、航天器空間姿態(tài)模擬、車輛虛擬現(xiàn)實模擬器等領(lǐng)域，并且可以實現(xiàn)精確的軌跡控制，本發(fā)明擁有其他氣動肌肉與氣缸浮動系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。

以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式中的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。