本發(fā)明屬于機(jī)械肌肉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種彈性機(jī)械肌肉群。

背景技術(shù)：

在實(shí)際中應(yīng)用中，目前機(jī)器人的機(jī)械臂主要是通過電動機(jī)、氣動和液壓三種驅(qū)動方式來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種功能，但由于其結(jié)構(gòu)決定了尺寸不可能實(shí)現(xiàn)小型化和微型化，因此在小微型機(jī)器人上的應(yīng)用受到限制。此外，現(xiàn)有機(jī)器人的運(yùn)動精度不高、運(yùn)動方式僵硬，難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、精準(zhǔn)化的操作。有鑒于上述現(xiàn)有機(jī)械臂存在的問題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的機(jī)械肌肉，能夠解決現(xiàn)有存在的問題，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷研究、設(shè)計，并反復(fù)試作樣品后及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出具有實(shí)用性的本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有機(jī)械肌肉存在的缺陷，而提出一種可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械肌肉微型化的彈性機(jī)械肌肉群，并將其應(yīng)用于小微型機(jī)器人上以實(shí)現(xiàn)精度高的靈活作業(yè)，從而更加適于實(shí)用。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種彈性機(jī)械肌肉群，包括控制器和兩個肌肉索連接器，所述的兩個肌肉索連接器之間并聯(lián)設(shè)置有若干條彈性機(jī)械肌肉索，每條彈性機(jī)械肌肉索由若干個彈性機(jī)械肌肉單元串聯(lián)而成，且每條彈性機(jī)械肌肉索的兩端設(shè)有第一總接線端和第二總接線端；所述多條彈性機(jī)械肌肉索的第一總接線端均在其中一個肌肉索連接器內(nèi)并聯(lián)設(shè)置、第二總接線端在另一個肌肉索連接器內(nèi)并聯(lián)設(shè)置，且第一總接線端、第二總接線端分別與控制器連接。

較佳的，所述彈性機(jī)械肌肉單元包括通過柔性限位膜連接的動磁鋼與軟鐵芯，該動磁鋼與軟鐵芯之間卡置有傾斜截面彈簧，且該動磁鋼、軟鐵芯上均凸設(shè)有單元連接器，該單元連接器用于連接相鄰的兩個彈性機(jī)械肌肉單元；所述軟鐵芯沿圓周方向開設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)水平繞設(shè)設(shè)有勵磁線圈；若干個彈性機(jī)械肌肉單元上的勵磁線圈的一端并聯(lián)形成第一總接線端，另一端并聯(lián)形成第二總接線端。

較佳的，所述柔性限位膜由彈性橡膠制成。

借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出的一種彈性機(jī)械肌肉群通過控制器來控制電流控制信號的變化，進(jìn)一步控制勵磁線圈產(chǎn)生不同強(qiáng)度的磁場，磁場吸引動磁鋼從而產(chǎn)生收縮力使彈性機(jī)械肌肉單元產(chǎn)生位移，進(jìn)而使彈性機(jī)械肌肉索產(chǎn)生位移，最終使整個彈性機(jī)械肌肉群產(chǎn)生位移。本發(fā)明的彈性機(jī)械肌肉群由成千上萬彈性機(jī)械肌肉單元組合而成，能實(shí)現(xiàn)高精度的靈活作業(yè)，并且其結(jié)構(gòu)簡單，可大批量小型化量產(chǎn)，對微型機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中機(jī)械肌肉索的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中機(jī)械肌肉單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【主要元件符號說明】

1：彈性機(jī)械肌肉單元

11：動磁鋼

12：單元連接器

13：柔性限位膜

14：傾斜截面彈簧

15：軟鐵芯151：凹槽

16：勵磁線圈

2：彈性機(jī)械肌肉索21：第一總接線端22：第二總接線端

3：肌肉索連接器

4：控制器

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種彈性機(jī)械肌肉單元其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

請參閱圖1，本發(fā)明的一種彈性機(jī)械肌肉群，包括控制器4和兩個肌肉索連接器3，所述的兩個肌肉索連接器3之間并聯(lián)設(shè)置有若干條彈性機(jī)械肌肉索2，每條彈性機(jī)械肌肉索2由若干個彈性機(jī)械肌肉單元1串聯(lián)而成，且每條彈性機(jī)械肌肉索2的兩端設(shè)有第一總接線端21和第二總接線端22；所述多條彈性機(jī)械肌肉索2的第一總接線端21均在其中一個肌肉索連接器3內(nèi)并聯(lián)設(shè)置、第二總接線端22在另一個肌肉索連接器3內(nèi)并聯(lián)設(shè)置，且第一總接線端21、第二總接線端22分別與控制器4連接。

進(jìn)一步的,彈性機(jī)械肌肉單元1包括通過柔性限位膜13連接的動磁鋼11與軟鐵芯15，該動磁鋼11與軟鐵芯15之間卡置有傾斜截面彈簧14，且該動磁鋼11、軟鐵芯15上均凸設(shè)有單元連接器12，該單元連接器12用于連接相鄰的兩個彈性機(jī)械肌肉單元1；所述軟鐵芯15沿圓周方向開設(shè)有凹槽151，該凹槽151內(nèi)水平繞設(shè)設(shè)有勵磁線圈16；若干個彈性機(jī)械肌肉單元1上的勵磁線圈16的一端并聯(lián)形成第一總接線端，另一端并聯(lián)形成第二總接線端。

進(jìn)一步的，單元連接器12可將兩個彈性機(jī)械肌肉單元1以箍接或膠接或螺紋連接或榫接或單向插入的卡接或嵌套等方式進(jìn)行連接。

進(jìn)一步的，如圖3所示，所述動磁鋼11與軟鐵芯15配合柔性限位膜13所組成的結(jié)構(gòu)形狀呈球體。但動磁鋼11與軟鐵芯15的形狀也可為圓柱、圓臺等，在此不做限制。

進(jìn)一步的，所述柔性限位膜13由彈性橡膠制成。

本發(fā)明的工作原理如下所述：

控制器4與電源連接可控制電源正、負(fù)極輸出電流的大小。開啟電源，電流信號通過在肌肉索連接器3內(nèi)并聯(lián)的第一總接線端和并聯(lián)第二總接線端進(jìn)入每條機(jī)械肌肉索2，然后每個彈性機(jī)械肌肉單元的勵磁線圈16兩端接通電源的正、負(fù)極并形成閉合回路，通電后的勵磁線圈16產(chǎn)生豎直方向上的磁場，繼而軟鐵芯15被磁化也會產(chǎn)生磁場，因此既有勵磁線圈16產(chǎn)生的磁場又有軟鐵芯15產(chǎn)生的磁場，所產(chǎn)生的磁力也就變大，該磁力吸引動磁鋼11進(jìn)行運(yùn)動從而壓縮傾斜截面彈簧14并使其在豎直方向上產(chǎn)生壓縮位移，從而使得彈性機(jī)械肌肉單元產(chǎn)生位移，進(jìn)而使彈性肌肉索2產(chǎn)生位移，最終實(shí)現(xiàn)整個彈性機(jī)械肌肉群產(chǎn)生位移。其中彈性機(jī)械肌肉索2的位移行程等于該索上所有彈性機(jī)械肌肉單元1的位移總和，彈性機(jī)械肌肉群的位移行程等于單個彈性機(jī)械肌肉索2的位移行程。

進(jìn)一步的，控制器4控制電源通入的電流大則機(jī)械肌肉群產(chǎn)生的位移大，電流小則位移小。

進(jìn)一步的，每條彈性機(jī)械肌肉索2產(chǎn)生的收縮力等于單個機(jī)械肌肉單元1的收縮力，彈性機(jī)械肌肉群所產(chǎn)生的收縮力等于該肌肉群上的所有并聯(lián)的彈性機(jī)械肌肉索2收縮力的總和。

當(dāng)彈性機(jī)械肌肉群正常工作時，如需肌肉群產(chǎn)生的位移減小時，則按實(shí)際需求減小電源正負(fù)極輸出的電流，則被壓縮的傾斜截面彈簧14可提供機(jī)械肌肉單元1放松的復(fù)位力，使得彈性機(jī)械肌肉單元1的收縮位移減小，進(jìn)而使肌肉群位移減小。當(dāng)控制器4控制輸入彈性機(jī)械肌肉群的電流為零時，則傾斜截面彈簧14完全復(fù)位，而柔性限位膜13用于機(jī)械肌肉單元1放松復(fù)位的位移限位，最終使整個彈性機(jī)械肌肉群復(fù)位。

本發(fā)明的機(jī)械肌肉單元1能夠做成毫米、微米級別以下的尺寸，成千上萬個機(jī)械肌肉單元1組合成的彈性機(jī)械肌肉群附著在微型機(jī)器人的金屬骨架上，再結(jié)合電路、電磁、仿生、自動控制等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精度極高的位移行程，該微型機(jī)器人甚至能實(shí)現(xiàn)如人類肌肉般的靈活性、精準(zhǔn)性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。