[發(fā)明專利]一種氣泡式仿生肌肉

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710937218.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107511820B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金勇
• 申請（專利權(quán)）人: 金勇
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 溫州金甌專利事務(wù)所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林巖龍

本發(fā)明公開了一種氣泡式仿生肌肉，涉及生物工程領(lǐng)域，其包括電熱件以及與所述電熱件密封包裹且固定連接的縱向纖維管，所述電熱件與縱向纖維管之間還包裹有在高溫易汽化且在常溫易冷凝的液態(tài)物質(zhì)，所述縱向纖維管具有在所述液態(tài)物質(zhì)汽化形成氣態(tài)物質(zhì)并膨脹時長度方向尺寸變短且寬度方向尺寸變長的第一狀態(tài)以及在所述液態(tài)物質(zhì)冷凝收縮后長度和寬度方向的尺寸自動恢復(fù)的第二狀態(tài)，所述電熱件通過導(dǎo)線與電源連接。本發(fā)明具有可伸縮性好，適應(yīng)能力好，靈活性高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物工程領(lǐng)域，具體涉及一種氣泡式仿生肌肉。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人以及人工智能開發(fā)的不斷深入，人們對智能機(jī)械系統(tǒng)功能的需求越來越高，而現(xiàn)有機(jī)器人的運(yùn)動機(jī)構(gòu)依舊是剛性連接，采用如電機(jī)、液壓等驅(qū)動方式，動作不夠靈活。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服背景技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可伸縮性好，適應(yīng)能力好，靈活性高的氣泡式仿生肌肉。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：

第一方面：本發(fā)明提高一種氣泡式仿生肌肉單元，其包括電熱件以及與所述電熱件密封包裹且固定連接的縱向纖維管，所述電熱件與縱向纖維管之間還包裹有在高溫易汽化且在常溫易冷凝的液態(tài)物質(zhì)，所述縱向纖維管具有在所述液態(tài)物質(zhì)汽化形成氣態(tài)物質(zhì)并膨脹時長度方向尺寸變短且寬度方向尺寸變長的第一狀態(tài)以及在所述液態(tài)物質(zhì)冷凝收縮后長度和寬度方向的尺寸自動恢復(fù)的第二狀態(tài)，所述電熱件通過導(dǎo)線與電源連接。

所述液態(tài)物質(zhì)采用水，所述氣態(tài)物質(zhì)為水蒸氣。

所述電熱件采用發(fā)熱效果好的電熱合金片。

所述縱向纖維管采用高伸縮率的橡膠管或塑料管，其管壁的纖維采用高強(qiáng)度的天然纖維或者人造纖維。

第二方面：本發(fā)明提供一種氣泡式仿生肌肉群組，其包括若干個并排設(shè)置的氣泡式仿生肌肉束以及用于包裹若干個所述氣泡式仿生肌肉束的生物相容材料，每個所述氣泡式仿生肌肉束都包括若干個如第一方面所述且沿長度方向依次連接并且相通的氣泡式仿生肌肉單元，所述氣泡式仿生肌肉束外圓周的軸向方向上套設(shè)有若干等距排列的徑向扎緊環(huán)。

所述生物相容材料采用具有可徑向擴(kuò)張的纖維管。

所述纖維管上的纖維分布呈網(wǎng)狀布置或者呈縱向條形分布。

所述徑向扎緊環(huán)設(shè)置在每兩個所述氣泡式方式肌肉單元的連接處。

所述氣泡式仿生肌肉單元之間的電連接采用并聯(lián)或者串聯(lián)。

所述生物相容材料內(nèi)的各個氣泡式仿生肌肉束之間填充冷卻潤滑液。

本發(fā)明的有益效果是：每個氣泡式仿生機(jī)構(gòu)單元通過對電熱件導(dǎo)電，電熱件將高溫傳遞到液態(tài)水，并使其發(fā)生汽化形成氣泡，縱向纖維管內(nèi)體積增大并發(fā)生膨脹，促使縱向纖維管發(fā)生長度方向收縮寬度方向伸長的形變；每個氣泡式仿生肌肉群組由多個氣泡式仿生肌肉束利用生物相容材料集合在一起；對電熱件進(jìn)行斷電后，水蒸氣冷凝成水，縱向纖維管內(nèi)的體積收縮并帶動縱向纖維管回復(fù)原形，由此來實現(xiàn)收縮與伸長，具有可伸縮性好，適應(yīng)能力好，靈活性高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為組成本發(fā)明的氣泡式仿生肌肉單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為組成本發(fā)明的氣泡式仿生肌肉束的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為組成本發(fā)明的氣泡式仿生肌肉束通電長度方向收縮時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為生物相容材料采用網(wǎng)狀布置的纖維管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為生物相容材料采用縱向條形分布的纖維管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為組成本發(fā)明的氣泡式仿生肌肉群組未通電伸長時的橫截面示意圖。