[發(fā)明專利]一種仿生肌肉制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710531017.3
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107160624B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 楊海兵
• 申請（專利權(quán)）人: 楊海兵
• 主分類號: B29C45/00
• 分類號: B29C45/00
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11471
• 代理人: 趙芳

本發(fā)明涉及一種仿生肌肉制作方法，屬于仿生肌肉領(lǐng)域。本發(fā)明制作彈性腔體，通過第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽于彈性腔體外表面形成網(wǎng)狀凹槽，第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽中布置抗拉伸線，于相交的兩根抗拉伸線連結(jié)，本發(fā)明仿生肌肉的制作方法規(guī)避了復合界面的問題；使本發(fā)明仿生肌肉在徑向膨脹、軸向收縮時不會發(fā)生抗拉伸線滑移的問題，避免了抗拉伸線滑移時對仿生肌肉的切割；對彈性腔體外表面加熱、加壓處理，消除彈性腔體外表面的第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽，抗拉伸線表面與彈性腔體充分結(jié)合，在抗拉伸線承擔軸向約束功能時不會發(fā)生抗拉伸線脫位的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于仿生肌肉領(lǐng)域，具體涉及一種仿生肌肉制作方法。

背景技術(shù)

隨著機器人以及人工智能開發(fā)的不斷深入，人們對智能機械系統(tǒng)功能的需求越來越高，而現(xiàn)有機器人的運動機構(gòu)依舊是剛性連接，采用如電機、液壓等驅(qū)動方式，動作不夠靈活。生物具有的功能迄今比任何人工制造的機械都優(yōu)越得多，如人體肌肉作為人類運動的驅(qū)動部分，具有很高的功率密度和力重量比。仿生學便是人們研究生物體結(jié)構(gòu)與功能的工作原理，并根據(jù)這些原理發(fā)明出新的設備和工具，創(chuàng)造出適用于生產(chǎn)，學習和生活的技術(shù)。仿生肌肉因具有功率質(zhì)量比大、收縮比大、柔軟性好、質(zhì)輕和無噪聲等優(yōu)點得到研究開發(fā)。

現(xiàn)有技術(shù)中，圍繞仿生肌肉方面也出現(xiàn)了多篇專利，都是以產(chǎn)品形式體現(xiàn)，都是采用將彈性腔體與編織網(wǎng)管兩種現(xiàn)有產(chǎn)品進行結(jié)合，利用編織網(wǎng)管結(jié)構(gòu)本身的特性，實現(xiàn)對彈性腔體軸向和徑向方向形變的約束。

以申請?zhí)枮镃N201310229074.8的一種氣動仿生肌肉專利為例。該專利將編織網(wǎng)管包裹在橡膠軟管的外表面上，編織網(wǎng)管與橡膠軟管為分離狀態(tài)，利用編織網(wǎng)管結(jié)構(gòu)本身的特性，實現(xiàn)對橡膠軟管軸向和徑向方向形變的約束，但該專利方案在具體應用中存在如下不足之處：其一是仿生肌肉在軸向方向上的受力通過編織網(wǎng)管約束，編織網(wǎng)管設置在橡膠軟管的外表面，因編織網(wǎng)管與橡膠軟管為分離狀態(tài)，其軸向方向受力時主要作用在兩端的固定處，因而仿生肌肉經(jīng)長時間使用后，編織網(wǎng)管在其兩端固定處被拉伸脫位，降低對仿生肌肉軸向方向變形的約束；其二是，現(xiàn)有技術(shù)的編織網(wǎng)管，通過機械編織，其編織密度較大，沒有肉眼可見的網(wǎng)格，尤其是采用單根線編織時編織密度更大，對仿生肌肉徑向膨脹的約束過大，使得軸向方向的收縮效果并不明顯；其三是，現(xiàn)有技術(shù)中，采用多根線交叉編織獲得的編織網(wǎng)管，相交的兩根線之間僅是相疊，并沒有連結(jié)，當仿生肌肉徑向膨脹時，相交的線會在仿生肌肉表面滑移，滑移過程中，會發(fā)生對仿生肌肉進行切割，編織網(wǎng)管徑向膨脹越大時，相交的線滑移越大，且對仿生肌肉切割越嚴重，進而使仿生肌肉在切割處破裂。

以申請?zhí)枮镃N201210085756.1的一種仿生肌肉纖維專利為例，該專利為由經(jīng)線和緯線或網(wǎng)格線編織而成的網(wǎng)管、和復合在所述網(wǎng)管內(nèi)表面或/和外表面的彈性材料所組成的中空管，可知該專利在已有的網(wǎng)管內(nèi)表面或/和外表面復合彈性材料。以申請?zhí)枮镃N201410082243.4的一種液壓仿生肌肉專利為例，該專利所述彈性膠囊為兩端設有管口的管狀體，其管壁由內(nèi)層、中間層及面層復合而成，內(nèi)層為彈性密閉層，中間層為各向異性的非均質(zhì)材料層，面層為彈性材質(zhì)編織的網(wǎng)格保護層。對于上述兩個專利，它們的仿生肌肉都是在兩種不同材料層表面進行界面復合，得到一體結(jié)構(gòu)的仿生肌肉。能夠有效克服編織網(wǎng)管與橡膠軟管為分離狀態(tài)的仿生肌肉的不足。但因存在的復合界面，導致復合界面兩側(cè)材料層受力后的受力效果不一致，進而破壞復合界面，從而破壞其復合成的一體結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種仿生肌肉制作方法，規(guī)避了復合界面的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種仿生肌肉制作方法，所述仿生肌肉制作方法包括如下步驟：