[實用新型]扭轉收縮人工肌肉

有效

• 申請號: 201922303550.1
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN211250043U
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 黃菊偉;王宏偉;崔龍;劉乃龍;白寧;劉釗銘;許偉;田申;張峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14;B25J9/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本實用新型涉及軟體驅動器，特別涉及一種扭轉收縮人工肌肉。包括外封裝層、纖維繞組及彈性體；彈性體為中空結構，通過中空腔體內部充入驅動介質實現徑向膨脹和軸向收縮；纖維繞組設置于彈性體的外表面上，纖維繞組為螺旋結構，通過螺旋扭力驅動彈性體扭動；外封裝層套設于彈性體的外側，用于限制彈性體軸向伸出，并且可隨彈性體進行軸向收縮及徑向膨脹。本實用新型結構簡單，制備成本低，不僅適用于液壓驅動，而且適用于氣壓驅動，能提供扭轉運動及收縮運動，可以運用到不同的領域中，如管道機器人、康復裝置等方面。

技術領域

本實用新型涉及軟體驅動器，特別涉及一種扭轉收縮人工肌肉。

背景技術

近年來，人工肌肉應用領域越來越廣泛，包括醫療器械、救援裝置及輔助裝置等方面，這是由于人工肌肉的優點：結構簡單、與液壓缸、氣缸和滾珠絲杠相比：力重比高、柔軟度高、重量輕，機械零件少及成本低等。

參考自然界中的軟體動物，其中部分的蠕蟲具有纖維結構，這些纖維結構促使蠕蟲的身體進行扭轉伸長及收縮的運動。依照現有的纖維增強型的人工肌肉變形形式有：收縮、伸長、彎曲及扭轉伸長等。然而，扭轉運動作為自然界中常見的一種運動形式，目前出現的人工肌肉設計中還沒有出現扭轉收縮這一運動形式，扭轉伸長與扭轉收縮兩者的運動可以相互彌補，兩者綁定在一起時，可以實現類似于蠕蟲爬行的運動。因此，急需一種收縮力比伸長產生的推力更大、更實用的扭轉收縮人工肌肉。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種扭轉收縮人工肌肉，該扭轉收縮人工肌肉能夠提供扭轉運動及收縮運動，可以運用到不同的領域中。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種扭轉收縮人工肌肉，包括：外封裝層、纖維繞組及彈性體；

所述彈性體為中空結構，通過中空腔體內部充入驅動介質實現徑向膨脹和軸向收縮；

所述纖維繞組設置于所述彈性體的外表面上，所述纖維繞組為螺旋結構；當所述彈性體內充入驅動介質時，所述纖維繞組引導所述彈性體扭動；

所述外封裝層套設于所述纖維繞組與彈性體的外側，用于限制所述彈性體軸向伸出，并且引導所述彈性體進行軸向收縮及徑向膨脹。

所述纖維繞組與所述彈性體固定連接為一體式結構。

所述纖維繞組由多根纖維繩螺旋纏繞在所述彈性體上而形成，并且通過粘接方式與彈性體連接。

所述多根纖維繩等間距并行纏繞。

所述外封裝層為編織套管。

所述彈性體的一端設有堵頭，另一端設有接頭，所述接頭用于與外部驅動介質連接。

所述接頭和堵頭分別插接于所述彈性體的兩端，并且通過卡箍與所述彈性體固定連接。

所述彈性體為乳膠管。

本實用新型的優點及有益效果是：

本實用新型應用前景廣泛：本實用新型的扭轉收縮人工肌肉是一種新型的軟體驅動器，能提供扭轉運動及收縮運動，可以運用到不同的領域中，如管道機器人、康復裝置等方面。

本實用新型的結構簡單，制備成本低，大部分零件都采用商用材料。

本實用新型的扭轉收縮人工肌肉的制備工藝簡單，內部的彈性體采用醫用乳膠管，外部的編織套管也是商用的，只需要準確纏繞纖維繞組即可實現扭轉收縮人工肌肉的制備。

本實用新型的扭轉收縮人工肌肉在液壓驅動下的扭轉角度大，可以達到180°，收縮位移可以達到50mm(收縮率25％)。

本實用新型的扭轉收縮人工肌肉不僅適用于液壓驅動，而且適用于氣壓驅動，可以根據不同工況選擇相應的驅動類型。