The invention discloses a hybrid driving artificial muscle with multiple degrees of freedom. In the elastic rubber tube installation of polyethylene terephthalate ester two braid, elastic rubber tube ends are sealed by an external hoop and an inner plug, plug in the front ends are installed on the front end of the fixed frame and the pneumatic joint at the rear end in plug is installed on the rear end of the fixed frame in two fixed frame between the vertical offset there are three guide frame in two fixed frame are distributed along the circumferential direction with four shape memory alloy nylon line muscle fiber. The initial braiding angle of the outer braided net of the elastic rubber tube is greater than 54 degrees, and the axial displacement and the axial drive force are generated when the rubber tube is subjected to air pressure. The bending deformation of hybrid artificial muscle was achieved by pulsed current heating of shape memory alloy nylon thread fiber. The positive effect of the invention is that the driving characteristic of the extended pneumatic muscle is improved, and the degree of freedom of the extended pneumatic muscle is increased, and can be used in the field of bionic robot which needs high precision and gentle driving.
【技术实现步骤摘要】
多自由度混合驱动人工肌肉
本专利技术涉及一种多自由度混合驱动人工肌肉,其属于气动肌肉
、智能材料领域及仿生学领域。
技术介绍
气动人工肌肉作为一种新型仿生驱动器,最早是由前苏联人S.Garasiev在1930年提出的,之后出现了各种类似的专利技术。如美国专利技术了Mckibben型气动肌肉,日本研制了Rubbertuator气动肌肉,英国制作了AirMuscle气动肌肉。随着气动肌肉的不断使用发展,目前已经实现商业化生产,比较大的气动肌肉生产厂家有英国的Shadow公司和德国的Festo公司。这种传统型的气动肌肉主要由弹性橡胶管、起约束橡胶管径向膨胀的外部编织网、以及两端起密封作用的堵头和紧固卡箍构成。气动肌肉在工作方式、响应时间、伸缩范围方面,与生物肌肉较为相似,其非线性特性与人体骨骼肌相近,并且具备传统刚性驱动器不具备的柔顺性。而且气动肌肉作为一种新型驱动器具有功率重量比大,清洁干净、易于实现小型化等特点。在其内部承受较大压力时,能够产生足够大的驱动力,同时具有较好的柔顺性,可以被广泛的应用于人体假肢、仿生机器人、以及人体康复训练设备等行业。按照工作原理不同,气动肌肉可以分为收缩性气动肌肉和伸长型气动肌肉。收缩性气动肌肉橡胶管外部编织网的初始编制角小于54°,当橡胶管内部受气压时,由于橡胶管外部的编织网具有很低的延展性,进而产生径向膨胀,轴向收缩,对所连接负载产生驱动力。伸长型气动肌肉橡胶管外部编织网的初始编制角大于54°,当橡胶管内部受气压时,会轴向伸长,产生轴向推动力。由于气动肌肉本身属性的原因,其工作方式都是单自由度的直线驱动,不能满足多自 ...
【技术保护点】
一种多自由度混合驱动人工肌肉,其特点是:在弹性橡胶管(8)外安装有聚对苯二甲酸乙二酯编织网(简称为PET编织网)(9);在弹性橡胶管(8)前端有紧固用外卡箍(6)和密封用内堵头构件(5),在前端内堵头构件(5)上安装有前端固定架(4)和气动接头(3),气动接头(3)上安装有外部气管(2),外部气管(2)与清洁压缩空气源A相连;在弹性橡胶管(8)后端有紧固用外卡箍(12)和密封用内堵头构件(13),在后端内堵头构件(13)上安装有后端固定架(16)和固定螺钉(14);在前端固定架(4)和后端固定架(16)之间纵向等距置有三个导向架(7)、(10)、(11),在前端固定架(4)和后端固定架(16)之间沿圆周方向均布有四根形状记忆合金‑尼龙鱼线肌肉纤维(简称SMA‑NFL肌肉纤维)(17);SMA‑NFL肌肉纤维(17)前端连接有电导线(18),电导线(18)连接电源正极B,SMA‑NFL肌肉纤维(17)后端连接有电导线(15),电导线(15)连接电源负极C。
【技术特征摘要】
1.一种多自由度混合驱动人工肌肉,其特点是:在弹性橡胶管(8)外安装有聚对苯二甲酸乙二酯编织网(简称为PET编织网)(9);在弹性橡胶管(8)前端有紧固用外卡箍(6)和密封用内堵头构件(5),在前端内堵头构件(5)上安装有前端固定架(4)和气动接头(3),气动接头(3)上安装有外部气管(2),外部气管(2)与清洁压缩空气源A相连;在弹性橡胶管(8)后端有紧固用外卡箍(12)和密封用内堵头构件(13),在后端内堵头构件(13)上安装有后端固定架(16)和固定螺钉(14);在前端固定架(4)和后端固定架(16)之间纵向等距置有三个导向架(7)、(10)、(11),在前端固定架(4)和后端固定架(16)之间沿圆周方向均布有四根形状记忆合金-尼龙鱼线肌肉纤维(简称SMA-NFL肌肉纤维)(17);SMA-NFL肌肉纤维(17)前端连接有电导线(18),电导线(18)连接电源正极B,SMA-NFL肌肉纤维(17)后端连接有电导线...
【专利技术属性】
技术研发人员:郝丽娜,薛帮灿,杨辉,项超群,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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