[發明專利]人工肌肉及仿真手臂

在審

• 申請號: 201710396295.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN108927787A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 魏相東
• 申請（專利權）人: 魏相東
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J18/04
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

本發明適用于機器人技術領域，提供了一種人工肌肉及具有該人工肌肉的仿真手臂，包括驅動單元，驅動單元包括控制器、與控制器電性連接的第一電磁鐵、與控制器電性連接的第二電磁鐵以及兩端分別與第一電磁鐵和第二電磁鐵連接的伸縮機構，第一電磁鐵和第二電磁鐵的相鄰端部的磁極相異。本發明提供的人工肌肉避免了離子型聚合物的使用，無需使用液體溶劑，不用擔心液體泄漏的問題，也無需設計密閉環境，結構簡單。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，尤其涉及一種人工肌肉及具有該人工肌肉的仿真手臂。

背景技術

現有人形機器人的“人工肌肉”主要是指電活性聚合物，電活性聚合物人工肌肉材料通常采用離子型聚合物制造。離子型聚合物即電流活性材料，包括聚合物電解質凝膠、碳納米管復合材料、離子聚合物金屬復合材料和導電聚合物，因為體系需在濕態環境下工作，也稱濕驅動體系，主要通過離子的運動所引起的形變來達到驅動的目的。而離子材料必須浸浴在液體溶劑中，在實際的應用中，這種人工肌肉要包含一個密閉的容器去盛裝這些液體溶劑，并且，由于這種人工肌肉需要具有收縮的功能，所以密閉容器也需要可形變，這就會導致人工肌肉結構復雜，并且容易發生液體溶劑泄漏的風險。

發明內容

本發明的目的在于提供一種人工肌肉，旨在解決現有技術中人工肌肉的結構復雜，且容易導致液體溶劑泄漏的技術問題。

本發明是這樣實現的，一種人工肌肉，包括驅動單元，所述驅動單元包括控制器、與所述控制器電性連接的第一電磁鐵、與所述控制器電性連接的第二電磁鐵以及兩端分別與所述第一電磁鐵和所述第二電磁鐵連接的伸縮機構，所述第一電磁鐵和所述第二電磁鐵的相鄰端部的磁極相異。

進一步地，所述第一電磁鐵包括面向所述第二電磁鐵的第一端面，所述第二電磁鐵包括面向所述第一電磁鐵的第二端面，所述第一端面上設有第一鉸接座，所述第二端面上設有第二鉸接座，所述伸縮機構的兩端分別與所述第一鉸接座和所述第二鉸接座鉸接。

進一步地，所述人工肌肉包括多個通過所述伸縮機構串聯連接的所述驅動單元，相鄰所述驅動單元的相鄰端部的磁極相異。

進一步地，多個所述驅動單元串聯連接形成驅動鏈，所述人工肌肉包括多個并聯連接的所述驅動鏈。

進一步地，所述驅動單元還包括沿所述第一端面的外邊緣向所述第二端面延伸并且與所述第二端面的外邊緣連接的伸縮套，所述伸縮套、所述第一端面以及所述第二端面形成密閉空間，所述伸縮機構位于所述密閉空間中。

進一步地，所述伸縮套包括位于所述第一端面和所述第二端面的支撐圈、沿所述支撐圈一側向所述第一端面延伸并且與所述第一端面的外邊緣連接的第一柔性布、沿所述支撐圈的另一側向所述第二端面延伸并且與所述第二端面的外邊緣連接的第二柔性布。

進一步地，所述支撐圈、所述第一柔性布以及所述第二柔性布均具有彈性，所述第一柔性布上固定有多個由所述支撐圈向所述第一端面延伸的第一支撐條，所述第二柔性布上固定有多個由所述支撐圈向所述第二端面延伸的第二支撐條。

進一步地，所述伸縮機構伸長至最長時，所述第一端面和所述第二端面的距離小于所述第一支撐條和所述第二支撐條的長度之和。

進一步地，所述第一端面設有第一凹陷，所述第二端面設有第二凹陷，所述第一鉸接座固定于所述第一凹陷的底部，所述第二鉸接座固定于所述第二凹陷的底部。

本發明還提供了一種仿真手臂，包括上臂、與所述上臂轉動連接的下臂以及兩端分別與所述上臂和所述下臂連接且用于驅動所述上臂和所述下臂相對轉動的人工肌肉，所述人工肌肉為上述人工肌肉。