專利名稱：類肌電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種類似肌肉運動的電機，尤其是一種能應(yīng)用與未來 擬人機器人運動系統(tǒng)的短行程高加速度的電機。
背景技術(shù)：
公知的電機包括旋轉(zhuǎn)電機和直線電機。在擬人機器人的運動系統(tǒng) 中，無論是己有的旋轉(zhuǎn)電機還是已有的直線電機，都無法為擬人機器 人的關(guān)節(jié)運動提供類似肌肉牽引的高加速度、可控性和靈活性，尤其 是提供擬人機器人跳躍、奔跑等運動的高加速度和可控性和靈活性。 迄今為止，雖有部份類型電機在可控性這一個方面可以提供達(dá)到擬人 機器人運動系統(tǒng)的要求，但在擬人機器人的關(guān)節(jié)運動速度和靈活性 上，目前還沒有任何能達(dá)到要求的電機，而能夠完全提供模擬人的關(guān) 節(jié)運動特性的電機更無一例。由于沒有能夠提供類似人的關(guān)節(jié)運動特 性的動力裝置，嚴(yán)重地制約著全世界對擬人機器人的研究和開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不能滿足模擬人的運動特性的不足，本發(fā)明提 供一種類肌電機，它能夠提供很高的加速度和非常良好的可控性，并 且由于其具有加速度高、速度變化快加之良好的可控性，故能夠使擬 人機器人的關(guān)節(jié)如人的關(guān)節(jié)一樣運動靈活，且外形及運動方式均和人 體肌肉的特點非常類似。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是所提供的類肌電機， 包括殼體、電磁鐵組、拉索組和位移傳感器，其中殼體為一個兩端 口徑縮小的中空圓柱體，在殼體內(nèi)壁上設(shè)有多條用來盛放拉索的拉索
槽，在殼體端頭內(nèi)壁上裝有用來感知端位電磁鐵在殼體內(nèi)的位移情況
的位移傳感器；電磁鐵組分為兩組裝于殼體內(nèi)部，兩電磁鐵組的各個 電磁鐵均與殼體同軸，且沿殼體軸向間隔排列；拉索組分為左右兩組, 左拉索組與右端電磁鐵相連，右拉索組與左端電磁鐵相連。
上述類肌電機中的兩組電磁鐵線圈繞制方向相反通同向電流，或 兩組電磁鐵線圈繞制方向相同通反向電流，使線圈通電后相鄰兩電磁 鐵間極性相同，產(chǎn)生排斥力。
上述類肌電機通電后電磁鐵間產(chǎn)生排斥力，電磁鐵與拉索相連使 兩組拉索外露端產(chǎn)生拉力。
本發(fā)明使用時將一個裝置兩組拉索組分別連接于連桿機構(gòu)的兩 個連桿上，連接點位于連桿機構(gòu)運動平面同側(cè)，起到類似屈肌或伸肌 的作用；將另一個裝置兩組拉索分別與連桿機構(gòu)的兩個連桿相連，連 接點在連桿機構(gòu)運動平面的另一側(cè)，起到類似伸肌或屈肌的作用。
裝置通電后，電磁鐵將產(chǎn)生磁性，相鄰電磁鐵間極性相同，產(chǎn)生 排斥力。由于右端電磁鐵與左拉索組相連，左端電磁鐵與右拉索組相 連，將使兩組拉索外露端產(chǎn)生拉力，使裝置產(chǎn)生收縮力。調(diào)節(jié)電流大 小，能夠調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生力的大小。
調(diào)節(jié)連桿機構(gòu)上的兩個裝置中電流的大小，能夠調(diào)節(jié)連桿機構(gòu)在
運動面上受力的大小，從而可以使連桿機構(gòu)繞鉸鏈開合或停止在某一
位置。裝置內(nèi)的位移傳感器能夠感知裝置內(nèi)電磁鐵的位移情況，從而
能夠進(jìn)一步獲得連桿機構(gòu)的運動情況。
本發(fā)明的有益效果是該類肌電機在控制連桿機構(gòu)的運動方面，
有加速度高，可控性好，使連桿機構(gòu)運動靈活的特點。另外本發(fā)明的 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，體積小，重量輕，可模擬肌肉的外形和工作原理，
是擬人機器人身上的肌肉，在擬人機器人的運動控制方面性能優(yōu)于旋
轉(zhuǎn)電機和直線電機。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖中，1-左拉索組，2-位移傳感器，3-殼體，4-拉索槽，5-電磁
鐵組A， 6-電磁鐵組B， 7-位移傳感器，8-右拉索組，右端電磁鐵9，
左端電磁鐵IO，拉索外露端ll。 圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的左視圖。
圖中，12-電線。
圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的A-A向剖視圖；
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
裝置實施例參照圖1，本發(fā)明的裝置包括左拉索組1，位移傳
感器2，殼體3，拉索槽4， 5電磁鐵組A， 6電磁鐵組B，位移傳感
器7，右拉索組8。
殼體3為一中空圓柱體，兩端口徑縮小。殼體3內(nèi)壁有多條拉索
槽4用來盛放左拉索組1和右拉索組8。殼體3端頭內(nèi)壁上裝有位移 傳感器2和7，用來感知端位電磁鐵在殼體內(nèi)的位移情況；電磁鐵組 分為電磁鐵組A5和電磁鐵組B6兩組裝于殼體3內(nèi)部，兩組電磁鐵 各個電磁鐵與殼體3同軸，且沿殼體3軸向間隔排列。拉索組分為左 拉索組1和右拉索組8兩組，左拉索組1與右端電磁鐵9相連，右拉 索組8與左端電磁鐵10相連。
上述兩組電磁鐵中，電磁鐵組A 5和電磁鐵組B 6線圈繞制方向 相反通同向電流，或兩組電磁鐵線圈繞制方向相同通反向電流，使線
圈通電后相鄰兩電磁鐵間極性相同，產(chǎn)生排斥力。
在該類肌電機電磁鐵通電后，電磁鐵間產(chǎn)生排斥力，電磁鐵與拉 索相連使兩組拉索外露端11產(chǎn)生拉力。
本發(fā)明使用時將裝置兩組拉索外露端11分別連接于連桿機構(gòu)的 兩個連桿上，連接點位于連桿機構(gòu)運動平面同側(cè)，起到類似屈肌或伸 肌的作用。另一個裝置兩組拉索外露端11分別與連桿機構(gòu)兩個連桿 相連，連接點在連桿機構(gòu)運動平面的另一側(cè)，起到類似伸肌或屈肌的 作用。
通過電線12給裝置通電后，電磁鐵將產(chǎn)生磁性，相鄰電磁鐵間 極性相同，產(chǎn)生排斥力。由于右端電磁鐵9與左拉索組1相連，左端 電磁鐵10與右拉索組8相連，將使兩組拉索外露端11產(chǎn)生拉力，使 裝置產(chǎn)生收縮力。調(diào)節(jié)電流大小，能夠調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生力的大小。
調(diào)節(jié)連桿機構(gòu)上的兩個裝置中電流的大小，能夠調(diào)節(jié)連桿機構(gòu)在 運動面上受力的大小，從而可以使連桿機構(gòu)繞鉸鏈開合或停止在某一 位置。裝置內(nèi)的位移傳感器2和7能夠分別感知裝置內(nèi)左端電磁鐵 10和右端電磁鐵9的位移情況，從而能夠進(jìn)一步獲得連桿機構(gòu)的運 動情況。
權(quán)利要求
1、一種類肌電機，包括殼體(3)、電磁鐵組(5、6)、拉索組(1、8)和位移傳感器(2)，其特征在于殼體(3)為一個兩端口徑縮小的中空圓柱體，在殼體(3)內(nèi)壁上設(shè)有多條用來盛放拉索的拉索槽(4)，在殼體端頭內(nèi)壁上裝有用來感知端位電磁鐵在殼體內(nèi)的位移情況的位移傳感器(2、7)；電磁鐵組分為兩組裝于殼體內(nèi)部，兩電磁鐵組的各個電磁鐵均與殼體同軸，且沿殼體軸向間隔排列；拉索組分為左右兩組，左拉索組(1)與右端電磁鐵(9)相連，右拉索組(8)與左端電磁鐵(10)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的類肌電機，其特征在于兩組電磁鐵 線圈繞制方向相反通同向電流，或兩組電磁鐵線圈繞制方向相同通反 向電流，使線圈通電后相鄰兩電磁鐵間極性相同，產(chǎn)生排斥力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的類肌電機，其特征在于類肌電機通 電后電磁鐵間產(chǎn)生排斥力，電磁鐵與拉索相連使兩組拉索外露端產(chǎn)生 拉力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能應(yīng)用與未來擬人機器人運動系統(tǒng)的短行程高加速度的類肌電機，包括殼體、電磁鐵組、拉索組和位移傳感器，殼體為兩端口徑縮小的中空圓柱體，在殼體內(nèi)壁上設(shè)有多條用來盛放拉索的拉索槽，在殼體端頭內(nèi)壁上裝有用來感知端位電磁鐵在殼體內(nèi)的位移情況的位移傳感器；電磁鐵組分為兩組，組內(nèi)各個電磁鐵均與殼體同軸，且沿殼體軸向間隔排列；拉索組分為左右兩組，左拉索組和右拉索組分別與右端和左端的電磁鐵相連。該類肌電機在控制連桿機構(gòu)的運動方面，有加速度高、可控性好、使連桿機構(gòu)運動靈活的特點，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、重量輕，是擬人機器人身上的肌肉，在擬人機器人的運動控制方面性能優(yōu)于旋轉(zhuǎn)電機和直線電機。
文檔編號H02K16/00GK101388585SQ20081023202
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者張環(huán)宇 申請人:張環(huán)宇