[發明專利]磁力仿真肌肉結構

在審

• 申請號: 201910009307.0
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN109676599A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 曾文彬
• 申請（專利權）人: 廣東協禾醫業有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 廣州德偉專利代理事務所(普通合伙) 44436
• 代理人: 黃浩威

本發明公開了磁力仿真肌肉結構，設有第一模塊，以及設置于所述第一模塊中的第二模塊；所述第一模塊與所述第二模塊可通過電磁排斥力實現相對移動。本發明為利用電磁排斥力的仿真肌肉裝置，完全改變了傳統的以伺服電機作為機器人的驅動方式。相對另一種以電磁吸力作為驅動方式而言，本發明在仿真肌肉的伸縮行程上實現可控制伸縮度，而電磁吸力只能一吸一放，即只能實現一伸一縮，無法控制其伸縮程度。因此，本發明所利用的是以磁場的排斥力進行實現，即不但可以實現仿真肌肉的任意伸縮程度，并且可以實現控制所需力量的大小。因而本發明具有高加速度、機械磨損小、體積小、質量輕、噪音低、節省能量、響應速度快以及可控的伸縮程度等良好的驅動特性。

技術領域

本發明涉及一種電磁力驅動裝置，特別是基于電磁場排斥力的肌肉仿生驅動裝置。屬于機械工程與自動化及機器人領域，用于模仿哺乳動物骨骼肌肌肉結構及運動形式。

背景技術

隨著科學技術的進步，電磁力的應用推動了機械工程與自動化等技術，尤其在精密機械及機器人研究領域上，電磁力的應用亦日趨成熟。基于電磁學原理設計仿生肌肉驅動裝置有很好的理論和實踐基礎，電磁力驅動的仿肌肉驅動裝置具有很高的響應頻率，較之其它方式的仿肌肉驅動裝置在應變和執行位移都有較大的優勢。

采用直線電機驅動的新型裝置與傳統非直線電機驅動相比，具有結構簡單、無接觸磨損、噪聲低精度高、組合靈活速度快等優點，但直線電機本身所具有的特點決定了自身存在的缺陷：如磁路通斷所引起的邊端效應、安裝氣隙較大；另外，傳統的通過引力相吸機構還存在不能精確控制相吸的連接行程，使這種相吸的連接變得異常突兀。即，當使用電磁的吸引力作為驅動的時候，只要磁力線圈通電后產生了磁場，電磁鐵就會立刻作出反應，直接吸附在磁力線圈上，這種過程并不能受控制。

實際上，只要磁力線圈具有足以產生磁力的電流后，電磁鐵隨即會被吸附，因而改變電流大小只能改變吸附的力量。換言之，只要觸發了電磁吸引力，電磁鐵就會直接從靜止狀態轉變為運動狀態且不會在行程上停止，而是直至與磁力線圈吸附為止，這樣會使得無法控制電磁鐵可以停留在某一磁路位置上，繼而在實際應用上是無法實現精細動作的控制，完全沒有實操性。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明旨在于提供一種磁力仿真肌肉結構，其工作原理是利用磁鐵的排斥力，實際上，這也是為了解決現有技術中的技術偏見，縱觀公開的技術中，所涉及磁性的人工肌肉所利用的技術方案都是磁性吸附力，但是其并未考慮磁性吸附是無法控制被吸附的磁鐵的行程量，只能用于從一點到另一點的運動，而本發明所提供的技術方案則可利用對電流、電壓的調節來控制磁力線圈所產生的電磁場的排斥力，從而可以實現電磁鐵定位在行程中的某一定點上，并且通過改變電流電壓，使電磁鐵快速移動或者緩慢移動至某一定點上或者靜止不動。

為了實現上述技術方案，本發明采用的技術方案如下：

磁力仿真肌肉結構，設有第一模塊，以及設置于所述第一模塊中的第二模塊；所述第一模塊與所述第二模塊可通過電磁排斥力實現相對移動。

需要說明的是，所述第一模塊包括殼體，以及設置于所述殼體中的磁力線圈，其中，所述磁力線圈設置于所述殼體中的一端端部；所述第二模塊通過所述磁力線圈產生的電磁排斥力實現在所述殼體內的相對移動。

需要說明的是，所述第二模塊包括外殼，以及設置于所述外殼中的永磁鐵；所述永磁鐵通過所述磁力線圈產生的電磁排斥力實現在所述殼體內的相對移動。

需要說明的是，還設有牽引線束，所述牽引線束的一端連接于所述外殼上，另一端穿過所述磁力線圈并伸出于所述殼體外。

需要進一步說明的是，作為本發明的一種應用，由所述第一模塊與所述第二模塊的組合即成為人工肌肉，所述牽引線束成為肌腱；所述第一模塊、所述第二模塊以及所述牽引線束組合起來即可起到牽引關節的作用。