本發(fā)明屬于仿生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生肌肉。

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(dòng)機(jī)構(gòu)依舊是剛性連接，采用如電機(jī)、液壓等驅(qū)動(dòng)方式，動(dòng)作不夠靈活。

生物具有的功能迄今比任何人工制造的機(jī)械都優(yōu)越得多，如人體肌肉作為人類運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部分，具有很高的功率密度和力重量比。仿生學(xué)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(shè)備和工具，創(chuàng)造出適用于生產(chǎn)，學(xué)習(xí)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(diǎn)得到研究開發(fā)，但是現(xiàn)有商業(yè)化仿生肌肉成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前難以得到廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方便實(shí)用的仿生肌肉。

為實(shí)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，包括氣囊，所述氣囊由彈性材料制成，所述氣囊沿軸線方向設(shè)有相對的第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口上分別對應(yīng)設(shè)有第一氣嘴和第二氣嘴，所述氣囊的氣囊壁中沿所述軸線方向設(shè)有多條纖維線，所述纖維線兩端分別延伸出所述第一開口和所述第二開口，所述纖維線兩端分別固定在所述第一氣嘴和所述第二氣嘴上。

進(jìn)一步地，所述氣囊的氣囊壁中還設(shè)有多個(gè)垂直于所述軸線方向的彈性線圈。

進(jìn)一步地，所述彈性線圈由彈性材料制成。

進(jìn)一步地，所述彈性線圈為波紋狀纖維線線圈。

進(jìn)一步地，所述氣囊由多層所述彈性材料壓合制成，相鄰層所述彈性材料之間沿所述軸線方向設(shè)有多條所述纖維線，所述纖維線兩端分別延伸出所述第一開口和所述第二開口，所述纖維線兩端分別固定在所述第一氣嘴和所述第二氣嘴上。

進(jìn)一步地，相鄰層所述彈性材料之間還設(shè)有多個(gè)垂直于所述軸線方向的彈性線圈。

進(jìn)一步地，所述彈性材料為橡膠材料或硅膠材料。

進(jìn)一步地，所述氣囊為紡錘狀氣囊，所述紡錘狀氣囊兩端設(shè)有所述第一開口和所述第二開口。

進(jìn)一步地，所述第一氣嘴和所述第二氣嘴上分別設(shè)有連接扣。

進(jìn)一步地，所述纖維線用金屬線替代。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，至少具備以下有益效果：

本發(fā)明仿生肌肉包括彈性材料制成的氣囊，氣囊沿軸線方向設(shè)有相對的兩個(gè)開口，兩個(gè)開口上分別對應(yīng)設(shè)有兩個(gè)氣嘴，充氣時(shí)氣囊徑向膨脹使得氣囊在軸線方向收縮，實(shí)現(xiàn)氣囊軸線方向的拉力，仿生達(dá)到肌肉用力效果。氣囊壁中沿所述軸線方向設(shè)有多條纖維線，纖維線兩端分別延伸出兩個(gè)開口且分別固定在兩個(gè)氣嘴上，這樣使氣囊一方面設(shè)計(jì)為一體化結(jié)構(gòu)，另一方面通過氣囊徑向膨脹使軸線方向的纖維線獲得拉力，避免氣囊在軸線方向損壞；氣囊的氣囊壁中還設(shè)有多個(gè)垂直于所述軸線方向的彈性線圈，保護(hù)氣囊徑向膨脹時(shí)不會(huì)脹破損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種仿生肌肉實(shí)施例示意圖；

圖2為本發(fā)明一種仿生肌肉的氣囊壁剖面示意圖。

圖中：1、氣囊；101、第一開口；102、第二開口；2、第一氣嘴；3、第二氣嘴；4、纖維線；5、彈性線圈；6、連接扣。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，為本發(fā)明一種仿生肌肉的實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例提供仿生肌肉的氣囊1為紡錘狀，所述氣囊1由彈性材料制成，所述紡錘狀的氣囊1兩端設(shè)有所述第一開口101和所述第二開口102，所述第一開口101和所述第二開口102上分別對應(yīng)設(shè)有第一氣嘴2和第二氣嘴3，所述氣囊1的氣囊壁103中沿紡錘狀氣囊的軸線方向設(shè)有多條纖維線4，所述纖維線4兩端分別延伸出所述第一開口101和所述第二開口102，所述纖維線4兩端分別固定在所述第一氣嘴2和所述第二氣嘴3上；進(jìn)一步地，所述氣囊1的氣囊壁103中還設(shè)有多個(gè)垂直于所述軸線方向的彈性線圈5。

可以理解的是，充氣時(shí)所述氣囊1徑向膨脹使得氣囊1在軸線方向收縮，實(shí)現(xiàn)氣囊1軸線方向的拉力，仿生達(dá)到肌肉用力效果。氣囊壁103中沿所述軸線方向設(shè)有多條纖維線4，纖維線4兩端分別延伸出兩個(gè)開口且分別固定在兩個(gè)氣嘴(2、3)上，這樣使氣囊一方面設(shè)計(jì)為一體化結(jié)構(gòu)，另一方面將沿軸向方向的纖維線兩端固定在氣嘴上，通過氣囊徑向膨脹使軸線方向的纖維線獲得拉力，避免氣囊在軸線方向損壞；氣囊的氣囊壁中還設(shè)有多個(gè)垂直于所述軸線方向的彈性線圈，保護(hù)氣囊徑向膨脹時(shí)不會(huì)脹破損壞。

本發(fā)明提供的仿生肌肉的氣囊形狀不限于本優(yōu)選實(shí)施例中的紡錘狀結(jié)構(gòu)，其他的具有軸向結(jié)構(gòu)的氣囊也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，可沿軸線方向設(shè)有相對的第一開口101和第二開口102，以達(dá)到紡錘狀氣囊兩端設(shè)開口的作用。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述氣囊1由所述彈性材料制成，所述彈性材料可以為橡膠材料或硅膠材料。

進(jìn)一步地，所述第一氣嘴2和所述第二氣嘴3上可分別設(shè)有連接扣6，這樣可方便本發(fā)明的所述仿生肌肉兩端與其他裝置部件的連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中選用的所述纖維線4承受拉力效果好，而且在受到拉力時(shí)不會(huì)發(fā)生拉伸的形變，據(jù)此本發(fā)明的所述纖維線可用金屬線替代，也可實(shí)現(xiàn)其效果。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述仿生肌肉的所述彈性線圈5優(yōu)選由彈性材料制成，另外，也可從線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面達(dá)到彈性效果的目的，如將所述彈性線圈5設(shè)計(jì)為波紋狀纖維線線圈。

此外，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明提供一種優(yōu)選的仿生肌肉。

進(jìn)一步地，所述氣囊1由多層所述彈性材料壓合制成，相鄰層所述彈性材料之間沿所述軸線方向設(shè)有多條所述纖維線4，所述纖維線4兩端分別延伸出所述第一開口101和所述第二開口102，所述經(jīng)纖維線4兩端分別固定在所述第一氣嘴2和所述第二氣嘴3上；進(jìn)一步地，相鄰層所述彈性材料之間還設(shè)有多個(gè)垂直于所述軸線方向的彈性線圈5。

可以理解的是，所述氣囊1、軸向方向的所述纖維線4以及所述彈性線圈5的多層設(shè)計(jì)，可使本發(fā)明所述仿生肌肉在承受更大的壓力同時(shí)能夠產(chǎn)生更大的拉力。

以下為本發(fā)明的具體應(yīng)用，當(dāng)在本發(fā)明仿生肌肉的氣囊中充入氣體時(shí)，在氣體壓力作用下，使得仿生肌肉徑向發(fā)生膨脹，使仿生肌肉沿軸線方向收縮從而產(chǎn)生拉力。氣體壓力越高，產(chǎn)生的拉力越大，氣體泄壓時(shí)，在外力和材料本身彈性作用下實(shí)現(xiàn)徑向和軸向恢復(fù)，拉力減小或消失，從而實(shí)現(xiàn)仿生肌肉的效果。

本發(fā)明的所述仿生肌肉具體應(yīng)用時(shí)，氣囊中充入的具體氣體不作要求，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可；另外，本發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)，氣囊中也不限于充入氣體，也可以充入液體，這樣也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明效果；同時(shí)本發(fā)明的氣囊的具體尺寸、膨脹時(shí)尺寸可根據(jù)具體應(yīng)用情況作設(shè)計(jì)，達(dá)到匹配其應(yīng)用場合的目的。

以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。