本發(fā)明屬于機械肌肉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氣體或液體機械肌肉群。

背景技術(shù)：

在實際應(yīng)用中，目前機器人的機械臂主要是通過電動機、氣動和液壓三種驅(qū)動方式來實現(xiàn)往復(fù)運動，進而實現(xiàn)各種功能，但由于其結(jié)構(gòu)決定了尺寸不可能實現(xiàn)小型化和微型化，因此在小微型機器人上的應(yīng)用受到限制。此外，現(xiàn)有機器人的運動精度不高、運動方式僵硬，難以實現(xiàn)精細化、精準化的操作。有鑒于上述現(xiàn)有機械臂存在的問題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年的實際經(jīng)驗和專業(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)的機械肌肉群，能夠解決現(xiàn)有存在的問題，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷研究、設(shè)計，并反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出具有實用性的本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有機械肌肉存在的缺陷，而提出一種可以實現(xiàn)機械肌肉微型化的機械肌肉群，并將其應(yīng)用于小微型機器人上以實現(xiàn)精度高、靈活性強的操作，從而更加適于實用。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種氣體或液體機械肌肉群，包括控制器4、兩個肌肉索連接器1，兩個肌肉索連接器1之間布設(shè)有多條并聯(lián)的機械肌肉索2；每條機械肌肉索2由若干個機械肌肉單元3串聯(lián)組成，其兩端分別設(shè)有第一總接線端21、第二總接線端22；多個第一總接線端21在一個肌肉索連接器1中并聯(lián)設(shè)置后與控制器4相連，多個第二總接線端22在另一個肌肉索連接器1中并聯(lián)設(shè)置后與控制器4相連。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。

前述的氣體或液體機械肌肉群，每個所述機械肌肉單元3包括動磁鋼31、軟鐵芯36及夾固在二者之間的彈性囊33，該動磁鋼31、軟鐵芯36上分別凸設(shè)一單元連接器32；該軟鐵芯36沿圓周方向布設(shè)有勵磁線圈35，該勵磁線圈35具有兩個接線端；該彈性囊35由彈力膜34包裹氣體或液體組成；

若干個機械肌肉單元3的勵磁線圈35的一個接線端并聯(lián)形成第一總接線端21，另一個接線端并聯(lián)形成第二總接線端22。

前述的氣體或液體機械肌肉群，相鄰的兩個機械肌肉單元3通過單元連接器32相連。

前述的氣體或液體機械肌肉群，所述軟鐵芯36沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽，勵磁線圈35布設(shè)在該環(huán)形凹槽內(nèi)。

本發(fā)明由控制器對多條機械肌肉索施加控制電流，各條肌肉索的機械肌肉單元的勵磁線圈產(chǎn)生磁場，進而產(chǎn)生收縮力和收縮位移，每條機械肌肉索的收縮力等于單個機械肌肉單元的收縮力，每條機械肌肉索的收縮位移等于各個機械肌肉單元收縮位移之和；機械肌肉群的收縮力等于多條機械肌肉索的收縮力之和，機械肌肉群的收縮位移等于單個機械肌肉索的收縮位移。本發(fā)明解決了機械肌肉群在控制器控制電流的作用下產(chǎn)生任意收縮位移及擴大機械肌肉收縮力的技術(shù)問題，控制器施加的控制電流大，機械肌肉群的收縮力和收縮位移大；控制器施加的控制電流小，機械肌肉群的收縮力和收縮位移小，控制電流為零，機械肌肉群放松復(fù)位.

本發(fā)明提出的機械肌肉群結(jié)構(gòu)簡單，可小微型化批量生產(chǎn)，成本低，同時借助氣體或液體的特性，肌肉收縮、放松過程緩慢平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準化、精細化的操作，非常適用于小微型機器人領(lǐng)域。

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)容予以實施，并且為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種氣體或液體機械肌肉群的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中機械肌肉索的示意圖。

圖3是本發(fā)明中機械肌肉單元的示意圖。

【主要元件符號說明】

1：肌肉索連接器

2：機械肌肉索

21：第一總接線端22：第二總接線端

3：機械肌肉單元

31：動磁鋼32：單元連接器

33：彈性囊34：彈力膜

35：勵磁線圈36：軟鐵芯

4：控制器

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種氣體或液體機械肌肉群其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。

請參閱圖1、圖2及圖3，本發(fā)明提出的機械肌肉群，包括控制器4、兩個肌肉索連接器1，兩個肌肉索連接器1之間布設(shè)有多條并聯(lián)的機械肌肉索2；每條機械肌肉索2由若干個機械肌肉單元3串聯(lián)組成，其兩端分別設(shè)有第一總接線端21、第二總接線端22；多個第一總接線端21在一個肌肉索連接器1中并聯(lián)設(shè)置后與控制器4相連，多個第二總接線端22在另一個肌肉索連接器1中并聯(lián)設(shè)置后與控制器4相連，形成一個閉合的電路。

請參閱圖3，每個機械肌肉單元3包括動磁鋼31、軟鐵芯36及夾固在二者之間的彈性囊33，該動磁鋼31、軟鐵芯36上分別凸設(shè)一單元連接器32；該軟鐵芯36沿圓周方向布設(shè)有勵磁線圈35，該勵磁線圈35具有兩個接線端；該彈性囊35由彈力膜34包裹氣體或液體組成。

優(yōu)選的，相鄰的兩個機械肌肉單元3通過單元連接器32相連，即一個機械肌肉單元3的動磁鋼31上的單元連接器2與相鄰的另一個機械肌肉單元3的軟鐵芯36上的單元連接器2配套連接，實現(xiàn)兩個機械肌肉單元3的串聯(lián)。

具體的，兩個單元連接器2之間的連接可為箍接或膠接或螺紋連接或榫接或單向插入的卡接或嵌套連接等常見的連接方式，本發(fā)明不對此限制。

優(yōu)選的，每個機械肌肉單元3具有一個勵磁線圈35，那么由若干個機械肌肉單元3組成的一條機械肌肉索2應(yīng)具有若干個勵磁線圈35.若干個勵磁線圈35的一個接線端并聯(lián)形成第一總接線端21，另一個接線端并聯(lián)形成第二總接線端22.

優(yōu)選的，所述軟鐵芯36沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽，勵磁線圈35布設(shè)在該環(huán)形凹槽內(nèi)。

本發(fā)明一種氣體或液體機械肌肉單元的工作原理如下：

通過控制器4開啟電源，每個勵磁線圈35產(chǎn)生第一個磁場，同時軟鐵芯36被磁化，也會產(chǎn)生第二個磁場，兩個磁場疊加產(chǎn)生更大的磁力。每個機械肌肉單元3的動磁鋼31在磁力的吸引下朝軟鐵芯6移動，開始壓縮相應(yīng)的彈性囊33，進而使得整個機械肌肉單元3產(chǎn)生收縮位移，進而使整條機械肌肉索2產(chǎn)生位移，最終實現(xiàn)整個機械肌肉群產(chǎn)生位移。具體的，控制器4控制電源通入的電流大則機械肌肉群產(chǎn)生的位移大，電流小則位移小。其中每條機械肌肉索2的位移行程等于該索上所有機械肌肉單元3的位移總和，機械肌肉群的位移行程等于單條機械肌肉索2的位移行程。每條機械肌肉索2產(chǎn)生的收縮力等于單個機械肌肉單元3的收縮力，機械肌肉群產(chǎn)生的收縮力等于該肌肉群上的所有機械肌肉索2收縮力的總和。

當機械肌肉群正常工作時，如需肌肉群產(chǎn)生的位移減小時，則按實際需求減小輸入的電流，則被壓縮的彈性囊33提供機械肌肉單元3放松的復(fù)位力，使得機械肌肉單元3的收縮位移減小，進而使肌肉群位移減小。當控制器4控制輸入機械肌肉群的電流為零時，則彈性囊33緩慢平穩(wěn)復(fù)位，使機械肌肉單元3復(fù)位，最終使整個機械肌肉群放松復(fù)位。

本發(fā)明提出的機械肌肉群具有三個特點：

一是微型化。根據(jù)實際需要調(diào)整磁鋼、鐵芯及彈性囊的大小，每個機械肌肉單元能夠做成微米級別以下的尺寸，進而實現(xiàn)機械肌肉群的微型化；

二是雙重調(diào)節(jié)。不但可通過控制電流的大小調(diào)節(jié)整個機械肌肉群的收縮位移，也可通過控制彈性囊的壓力調(diào)節(jié)整個機械肌肉群的收縮位移；

三是復(fù)位過程更平穩(wěn)。由于彈性囊內(nèi)填充的是氣體或液體，當電源關(guān)閉后，被壓縮的彈性囊會緩慢平穩(wěn)地復(fù)位，最終使整個機械肌肉群平穩(wěn)復(fù)位。

借由上述特點，本發(fā)明梯提出的機械肌肉群附著在微型機器人的金屬骨架上，可以實現(xiàn)精度極高的位移行程，再結(jié)合電路、電磁、仿生等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)，由本發(fā)明的機械肌肉群構(gòu)成的機器人能實現(xiàn)如人類肌肉般的靈活性、精準性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，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)實質(zhì)對以上實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)。