[發明專利]氣動收縮仿肌肉組織

在審

• 申請號: 201410051440.X
• 申請日: 2014-02-16
• 公開（公告）號: CN104842369A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 趙德政
• 申請（專利權）人: 趙德政
• 主分類號: B25J18/06
• 分類號: B25J18/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及應用于機電技術及仿生人形機器人領域，特別是以單元矩陣式控制的氣動收縮仿肌肉組織。

背景技術

現有諸多動力機械主要依靠電動機、發動機、液壓馬達、氣動汽缸活塞來驅動，特別在許多工廠中的工業機器人都依靠電機來驅動，幾乎都使用鋼鐵制造，這使得機器人的機械臂的關節活動方式受到限制，產生的運動效果沒有多自由度和快慢變化，很難實現仿人形的機器人和仿真人的動作。此外，現有機器人相關的研究只是在現有技術基礎上設法改變類人機器人或其它類四肢動物機械的行走平衡、控制、傳感。使得仿生程度比較低，對未來發展成為人形機器人，或其它類四肢動物機械，從運動效果方面看總有僵硬和緩慢的感覺，也使全仿真機器人的靈活性受到限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣動收縮仿肌肉組織，它能夠完全模仿動物肌肉組織收縮運動的功能和外觀特性，并且在收縮時會形成如生物肌肉的外觀膨脹狀態。充分應用于類人機器人或類其它四肢動物機械技術中，使類人機器人或類其它四肢動物機械的活動更加靈活自如。

本發明的目的是這樣實現的：氣動收縮仿肌肉組織，由柔性氣囊1和充氣接頭2組成基本收縮單元，充氣接頭的兩端分別連接另一個氣囊，氣囊由柔軟且不可延收的氣密薄型材料構成，如橡膠涂層布、合成夾層布，并可承受一定的氣壓。近似籃球足球的制造工藝。充氣接頭由塑料和金屬材料構成。氣囊前后兩端的接口固接或膠接在充氣接頭上，通過充氣接頭可實現無限數量的氣囊鏈接，從而形成與生物肌肉近似的纖維狀氣動收縮仿肌肉組織鏈結構。在制造過程中也可把氣囊和充氣接頭可合并成一個部件，通過注塑或橡膠封裝制成單一部件的基本單體,使得整個單元使用一種材料。或因工藝改進通過橡膠封裝加工制成單一部件的長鏈纖維狀氣動收縮仿肌肉組織鏈，如同在單位長度上均勻分布氣囊的耐壓橡膠軟管，使用時按所需氣動收縮仿肌肉組織鏈的長度取用即可。

本發明的原理為：由每個氣囊和充氣接頭構成基本收縮單元，由此作為肌肉收縮行程的最小控制單位，通過電磁閥控制通斷，由充氣接頭前后鏈接氣囊，形成仿生物肌肉的生物鏈。當壓縮氣體由充氣孔充入壓縮氣體后，氣囊變型形成收縮位移，其氣囊的結構類似于肌肉細胞的收縮功能，模仿每個肌肉細胞收縮的原理，數量龐大的氣囊都由基本氣囊單元交錯排列形成集群。按外部所需位移行程的要求，由氣囊橫向排數的充氣數量多少，來控制氣動收縮仿肌肉組織位移行程。基本單元的行程由改變氣囊縱向直邊的長短，來調節氣動收縮仿肌肉組織單元的比例行程收縮率，增加直邊長度可使氣動收縮仿肌肉組織基本單元的收縮率逐漸變小，減少直邊的長度可使氣動收縮仿肌肉組織基本單元收縮率逐漸變大，從而形成各種收縮率的比例位移控制，滿足各領域收縮拉動的不同設計。將這些仿生鏈相互交錯，并聯附著在仿生骨骼上面，各單元相互協作通過不同的通斷控制形成氣動收縮仿肌肉組織，組成的氣動收縮仿肌肉組織通過微電腦控制電磁閥的通斷數量，實現肌肉不同的收縮行程和位移，用在類人機器人或其它類四肢動物機械技術領域當中。本發明能夠起到模仿動物肌肉組織收縮運動的功能，可充分應用于類人機器人或類其它四肢動物機械技術中，使類人機器人或類其它四肢動物機械的活動更加靈活自如。從而用于制造全仿真人形機器人。

附圖說明

圖1是本發明每個氣動收縮仿肌肉組織的收縮基本單元處于沒有充氣的舒展狀態的剖視結構示意圖。?

圖2是本發明每個氣動收縮仿肌肉組織收縮基本單元處于充氣收縮狀態的剖視結構示意圖。

圖3是本發明多個氣動收縮仿肌肉組織收縮基本單元相互連接處于沒有充氣的舒展狀態外觀示意圖。?

圖4是本發明氣動收縮仿肌肉組織由收縮基本單元連接構成的仿生收縮鏈處于充氣收縮狀態的外觀示意圖。

圖5是交錯排列的矩陣式氣動收縮仿肌肉組織結構分布圖。

具本實施方式

氣動收縮仿肌肉組織，如圖1至圖5所示，由充氣接頭2的充氣孔注入壓縮氣體產生的壓力和膨脹作用，使得氣囊1由原來的菱形外觀變型成為近似的正方形外觀，從而因變型形成收縮位移。?