[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0036] 实施例1:
[0037] 如图1‑9所示,本实施例的软体控制阀为轴对称结构,包括阀体1和同轴安装在阀体1之内的阀芯2。
[0038] 具体地,阀体1包括沿其轴向依次对接的上端盖11、三通四孔腔体12和下端盖13。其中,上端盖11的底部具有沿其周向分布的四个第一凸耳11a(凸耳的数量不限于四个,可以根据实际需求进行数量调整),下端盖13的顶部具有沿其周向分布的四个第二凸耳13a,第一凸耳11a与第二凸耳13a一一对应;三通四孔腔体12的外周具有沿其周向分布的四条凹位12a,相对应的第一凸耳与第二凸耳分别插接于同一凹位的上下两端,并通过固定件(例如螺栓与螺母的组合)贯穿第一凸耳、第二凸耳以将上端盖、三通四孔腔体及下端盖相互固定。上述固定件还可以采用卡合固定结构等常见的固定组合结构,在此不赘述。
[0039] 上端盖11、三通四孔腔体12和下端盖13分别具有轴向延伸的上通孔110、中通孔120和下通孔130,且所有通孔同轴;三通四孔腔体的中通孔120的直径大于上端盖的上通孔
110的直径及下端盖的下通孔130的直径;三通四孔腔体12具有沿其周向均匀分布的四个气孔,各气孔分别沿三通四孔腔体的径向延伸至与三通四孔腔体的中通孔120连通;四个气孔分别为进气孔1a、第一出气孔1b、第二出气孔1c和第三出气孔1d,第一出气孔1b、第二出气孔1c 位于进气孔1a的相邻位置,第三出气孔1d位于进气孔1a的相对位置。其中,进气孔1a与第一出气孔1b、第二出气孔1c和第三出气孔1d分别通过第一进气通道1‑1、第二进气通道
1‑2和第三进气通道1‑3连通。
[0040] 其中,阀芯2安装在上端盖、三通四孔腔体和下端盖的通孔内。具体地,阀芯2包括硬质柱芯21和同轴密封安装于硬质柱芯之外的软质阀芯22,软质阀芯22与上端盖的上通孔110、下端盖的下通孔130均密封配合,软质阀芯 22与三通四孔腔体的中通孔120间隙配合构成泄气腔10;本实施例的上端盖 11和下端盖13分别具有沿上通孔和下通孔周向分布的四个上泄气孔111和四个下泄气孔131,上泄气孔111和下泄气孔131均连通泄气腔10至外界空气。其中,本实施例的硬质柱芯的材质优选为ABS塑料,也可以采用现有常用的其他硬质材料;本实施例的软质阀芯的材质优选为硅胶,也可以采用现有常用的其他软质材料。
[0041] 本实施例的软质阀芯22具有分别对应于四个气孔的四个充气膨胀腔220,还具有分别对应于四个充气膨胀腔的四个充气口221,充气膨胀腔220用于在充气膨胀后封堵相应的气孔以使其与泄气腔10不连通,四个充气膨胀腔分别沿软质阀芯的轴向充气通道222与相应的充气口221连通。其中,相对的两充气口位于软质阀芯22的上端,另一相对的两充气口22位于软质阀芯的下端。
[0042] 其中,进气孔1a及其对侧的第三出气孔1d之间的第三进气通道1‑3依次贯穿三通四孔腔体12、上端盖11、软质阀芯22、硬质柱芯21、软质阀芯22、上端盖11、三通四孔腔体12,以连通进气孔1a及其对侧的第三出气孔1d。
[0043] 进气孔1a及其相邻的第一出气孔1b、第二出气孔1c之间的第一进气通道1‑1、第二进气通道1‑2分别贯穿三通四孔腔体,以连通进气孔及其相邻的气孔。
[0044] 本实施例的软体控制阀的工作原理如下:
[0045] 当进气孔接入外部气源后,软体控制阀的软质阀芯没有任何动作时,输入的气压气体由泄气孔排出,此时软体控制阀不工作;
[0046] 单通道控制模式:将进气孔对应的软质阀芯上的充气口充入高压气体,在对应的软质阀芯上的充气膨胀腔膨胀封堵进气孔,使气体进入第一进气通道、第二进气通道;若此时无后续动作,软体控制阀内的气压经过泄气孔排出,此时软体控制阀仍处于不工作状态;若对另一充气口充入高压气体,堵住相对应的出气孔,使得出气孔与泄气腔不连通,此时,与出气孔相连的气压通道可被控制工作。此外,分别将其余两个充气口内充入高压气体,可进行分别控制相应得的气体通道。
[0047] 双通道控制模式:与单通道控制模式类似,后续只需同时对任意两个出气孔对应的两个充气口充入高压气体,可控制相应的两个气体通道。
[0048] 三通道控制模式:与单通道控制模式类似,后续只需同时对三个出气孔对应的两个充气口充入高压气体,可控制相应的三个气体通道。
[0049] 本实施例通过给软质阀芯中的四个充气膨胀腔分别施加压力载荷,可实现软体控制阀的一个进气孔控制三个出气孔;将软体控制阀作为基础模块,将出气孔与另一个软体控制阀的进气孔相连,可实现一个进气孔控制五个出气孔,同理,继续将又一个软体控制阀的进气孔与上一个软体控制阀的出气孔相连,可实现一个进气孔控制七个出气孔;另外,在进\出气孔连接方式上也多种多样,通过软体控制阀模块化构建方式,实现软体机器人的灵活构建。
[0050] 具体地,如图10所示,本实施例的模块化软体机器人,包括四个软体控制阀0和四个软体驱动器4,软体控制阀和软体驱动器的数量不限于四个,可以根据实际需求进行数量调整。其中,如图11所示,软体驱动器4为波纹状,软体驱动器的底部设有纤维应变限制层,内部具有气腔40;在内部加压后,软体驱动器可产生弯曲动作;相应地,通过软体控制阀的出气孔的状态改变,软体驱动器做出相应的动作变化。
[0051] 四个软体控制阀采用并联连接的十字构建方式;具体地,中心位置的软体控制阀的进气孔与前侧的软体控制阀的第三出气孔连接,中心位置的软体控制阀的第一出气孔和第二出气孔分别与左侧和右侧的软体控制阀的进气孔连接,中心位置的软体控制阀的第三出气孔与后侧的软体控制阀的进气孔连接;每一软体控制阀还连接一个软体驱动器;如此并联设计,软体机器人在运动过程中,参考上述单模块控制模式、双模块控制模式、三模块控制模式的组合,对软体机器人进行控制动作,进而使其旋转运动。
[0052] 实施例2:
[0053] 本实施例的模块化软体机器人与实施例1的不同之处在于:
[0054] 如图12所示,四个软体控制阀0采用一字型构建方式,即软体控制阀的第三出气孔与其相邻的软体控制阀的进气孔连接,以此类推连接;每个软体控制阀的第一出气孔和第二出气孔分别连接一个软体驱动器4,即共连接有八个软体驱动器,通过上述的单通道控制模式、双通道控制模式及三通道控制模式可分别控制不同软体驱动器进行运动,进而实现软体机器人的移动。
[0055] 其他结构可以参考实施例1。
[0056] 实施例3:
[0057] 本实施例的软体控制阀与实施例1或2的不同之处在于:
[0058] 软体控制阀的泄气孔仅在上端盖或下端盖开设即可,简化结构,满足不同应用的需求;另外,充气口还可以全部位于软质阀芯的同一端,满足不同应用的需求;
[0059] 其他结构可以参考实施例1。
[0060] 相应的模块化软体机器人,采用本实施例的软体控制阀。
[0061] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。