專利名稱：人工管狀肌肉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機器人肢體用人工管狀肌肉。
背景技術(shù)：
目前，人工肌肉作為仿生關(guān)節(jié)和機械手的驅(qū)動元件，廣泛應(yīng)用于機器人領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域。人工肌肉有流體驅(qū)動和電磁驅(qū)動兩種類型。流體驅(qū)動的人工肌肉，功率重量比大，控制方便、靈活，柔性和緩沖性能好，一直是研究的熱點，中國發(fā)明專利CN200810116379. 7公開一種徑向膨脹型人工肌肉，中國發(fā)明專利CN97110134. 5公開一種軸向伸長型人工肌肉。徑向膨脹型人工肌肉，體積大，在小關(guān)節(jié)上應(yīng)用受到限制，已有的軸向伸長型人工肌肉，采用高分子彈性材料夾有高強度纖維制成，成管狀結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)腔充氣時，纖維構(gòu)成的螺旋結(jié)構(gòu)會繞其軸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，會造成機器人執(zhí)行端，如手、腳錯位，影響其操作準(zhǔn)確度，為了降低其影響，則可加大包復(fù)層剛度，若橡膠剛度大于螺旋結(jié)構(gòu)剛度時，形成內(nèi)力加大，影響肌肉的使用壽命；由于管壁采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，制造困難，工藝要求高，價格較貴，其應(yīng)用也受到了限制。

實用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝方便的人工管狀肌肉。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所提供的人工管狀肌肉，包括上端蓋、下端蓋、 設(shè)置在上端蓋和下端蓋之間的內(nèi)層膨脹管和套設(shè)在內(nèi)層膨脹管之外的外纏繞層；在所述的下端蓋處設(shè)有帶內(nèi)螺紋的通孔；上端蓋和下端蓋之間設(shè)有兩個平行的內(nèi)層膨脹管。作為本實用新型的一種優(yōu)選方式，所述的外纏繞層可用一根呈多層分布的彈簧絲制成，每層甲段成弧形，逆時針沿螺旋線方向上彎，進乙段；乙段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時針上彎，進丙段；丙段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進丁段；丁段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進入雙環(huán)雙向螺旋彈簧的另一層。內(nèi)層膨脹管可用彈性良好，形變量大的耐疲勞的橡膠制成。作為本實用新型的進一步改進，所述的下端蓋的螺紋通孔處設(shè)有節(jié)流環(huán)，上端蓋頂部設(shè)有內(nèi)螺紋孔。(三)有益效果本實用新型的優(yōu)點在于當(dāng)兩個內(nèi)層膨脹管內(nèi)充入等壓流體時可軸向膨脹、伸長， 泄壓時可自動收縮、回彈；當(dāng)兩個內(nèi)層膨脹管內(nèi)充入非等壓流體時，可實現(xiàn)雙向主動彎曲， 其柔性好，功能強，動作平穩(wěn)，使用靈活，結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，制作容易，價格低廉，安裝方便，本實用新型具有很好的推廣應(yīng)用價值和良好的市場前景。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型提供的雙環(huán)雙向柱形螺旋彈簧的示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。由圖1可知本實用新型采用的人工管狀肌肉，包括上端蓋1、下端蓋4、內(nèi)層膨脹管2和套設(shè)在內(nèi)層膨脹管2之外的外纏繞層3 ；在下端蓋4處設(shè)有帶內(nèi)螺紋的通孔5，上端蓋1和下端蓋4之間設(shè)有兩個平行的內(nèi)層膨脹管2。外纏繞層3由一根彈簧絲繞成，形成并聯(lián)筒狀結(jié)構(gòu)，橫截面為“8”字形，為多層結(jié)構(gòu)，每層甲段11成半圓形，逆時針沿螺旋線方向上彎，進乙段12 ；乙段12的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成半圓形，再逆時針方向上彎，進丙段13 ；丙段13的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成半圓形，順時針方向上彎，進丁段14 ；丁段14的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成半圓形順時針方向上彎，進入雙環(huán)雙向柱形螺旋彈簧的另一層；該彈簧束縛內(nèi)層膨脹管2徑向膨脹，不限制軸向伸長，卸壓后輔助回彈，改變彈簧參數(shù)，可以改變?nèi)斯ぜ∪獾牧W(xué)特性。所述的彈簧，可用鋼、鋁合金、銅合金等金屬材料或ABS、纖維、碳素等工程塑料制成。內(nèi)層膨脹管2可用彈性良好，形變量大的耐疲勞的橡膠制成，如天然橡膠、丁苯橡膠、有機硅橡膠。上端蓋1、下端蓋4可用金屬材料或工程塑料制成。以上所述的上端蓋1 與內(nèi)層膨脹管2或下端蓋4與內(nèi)層膨脹管2可壓注或機械加工成一體。帶螺紋通孔5的下端蓋4處安裝通入壓力流體的密封接頭，通過其外側(cè)卡槽可以與相應(yīng)關(guān)節(jié)相連，螺紋通孔5 處設(shè)有節(jié)流環(huán)6 ；上端蓋1頂部設(shè)有內(nèi)螺紋孔，以螺釘方式與相應(yīng)關(guān)節(jié)相連。使用時，通過下端蓋4連接的管接頭向人工管狀肌肉內(nèi)注入流體，當(dāng)充入等壓流體時，內(nèi)層膨脹管2受壓、變形相同，由于有外纏繞層3的束縛，內(nèi)層膨脹管2沿軸向伸長， 輸出一定推力，卸壓時人工肌肉縮短；當(dāng)充入非等壓流體時，兩根內(nèi)層膨脹管2的軸向伸長量不相同，整體彎曲。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種人工管狀肌肉，包括上端蓋(1)、下端蓋(4)、設(shè)置在上端蓋(1)和下端蓋(4)之間的內(nèi)層膨脹管( 和套設(shè)在所述內(nèi)層膨脹管( 之外的外纏繞層(3)；在所述下端蓋處設(shè)有螺紋通孔(5)；其特征在于所述上端蓋(1)和所述下端蓋(4)之間設(shè)有兩個平行的所述內(nèi)層膨脹管O)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工管狀肌肉，其特征在于所述外纏繞層( 可用一根呈多層分布的彈簧絲制成，每層甲段(11)成弧形，逆時針沿螺旋線方向上彎，進乙段(1 ；乙段(1 的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時針上彎，進丙段(1 ；丙段(1 的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進丁段(14) ；丁段(14)的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進入雙環(huán)雙向螺旋彈簧的另一層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工管狀肌肉，其特征在于所述內(nèi)層膨脹管( 可用彈性良好，形變量大的耐疲勞的橡膠制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工管狀肌肉，其特征在于在所述螺紋通孔( 處設(shè)有節(jié)流環(huán)(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工管狀肌肉，其特征在于所述上端蓋(1)頂部設(shè)有內(nèi)螺紋孔。
專利摘要本實用新型涉及了一種人工管狀肌肉，本實用新型包括上端蓋(1)、下端蓋(4)、內(nèi)層膨脹管(2)和套設(shè)在內(nèi)層膨脹管(2)之外的外纏繞層(3)；在所述的下端蓋(4)處設(shè)有帶內(nèi)螺紋的通孔(5)，上端蓋(1)和下端蓋(4)之間設(shè)有兩個平行的內(nèi)層膨脹管(2)和外纏繞層(3)。當(dāng)兩個內(nèi)層膨脹管(2)內(nèi)充入等壓流體時可軸向膨脹、伸長，泄壓時可自動收縮、回彈；當(dāng)兩個內(nèi)層膨脹管(2)內(nèi)充入非等壓流體時，可實現(xiàn)雙向主動彎曲，其柔性好，功能強，動作平穩(wěn)，使用靈活，結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，制作容易，價格低廉，安裝方便，本實用新型具有很好的推廣應(yīng)用價值和良好的市場前景。
文檔編號B25J9/08GK202241293SQ20112041320
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者張衛(wèi)珠 申請人:寧波力匠機械制造有限公司