[发明专利]一种单开口直纤维型软接头人工肌肉

说明书

技术领域

本发明涉及机器人、康复医疗器械、特种作业机械手以及自动化生产线等领域应用的驱动人工肌肉，特别是一种全软的单开口直纤维型软接头人工肌肉。

背景技术

在医疗康复器械以及机器人关节驱动中，流体驱动的人工肌肉是一种新型的驱动器，可以分为有硬连接人工肌肉和软连接人工肌肉。硬连接人工肌肉主要是指金属接头人工肌肉，该种人工肌肉发展较为成熟，金属接头安装方式不同，主要分为高压扣件式与螺纹压紧式。金属接头人工肌肉已经在机器人、康复医疗器械等领域中应用，具有结构简单，动作平滑，输出力/重量比大等优点。单开口直纤维型软接头人工肌肉不但具有结构简单，有利于实现小型化和轻型化的优势，相比同规格的金属接头人工肌肉重量减轻了近40％。

随着可穿戴式医疗器械的发展，软体医疗器械已成为一个热门。人工肌肉是医疗器械上的驱动单元。人工肌肉受自身的金属接头限制，从驱动单元开始就不能实现全软结构。

发明内容

技术问题：本发明提供一种连接更加柔顺、不易损坏，可实现肌肉与驱动对象柔性连接的单开口直纤维型软接头人工肌肉。

技术方案：本发明的单开口直纤维型软接头人工肌肉，包括一端封闭的单开口内层胶管、沿轴向设置在所述内层胶管外侧的多根直纤维、在中部横向约束直纤维的防变形线、位于内层胶管封闭一端并与直纤维一体的封闭端固定线、位于内层胶管导液一端并与直纤维一体的导液端固定线，所述的直纤维包裹内层胶管位于封闭一端和导液一端之间的部分，内层胶管没有被直纤维包裹的部分，则用外部承压紧密线紧密缠绕，组成导液管，内层胶管上临近封闭端固定线一端的外部缠绕有密封端压紧线，内层胶管上临近导液端固定线一端的外侧缠绕有导液端压紧线。

进一步的，本发明中所述直纤维为硬质材料制成。

进一步的，本发明中所述直纤维为软质材料制成，内层胶管外侧设置有外层胶管，直纤维布设在内层胶管与外层胶管之间。

进一步的，本发明中所述外层胶管与内层胶管为整体制作而成，直纤维嵌入到其中。

进一步的，本发明中所述外层胶管的两端分别与直纤维的两端对齐。

进一步的，本发明中所述内层胶管的管壁厚度小于其封闭端的轴向厚度。

进一步的，本发明中所有直纤维、导液端固定线和封闭端固定线由一根线编织而成。

进一步的，本发明中所述封闭端固定线和导液端固定线均是由纤维折返形成的U形线，每根U形线的两个端部分别对应连接一根直纤维。

进一步的，本发明中所述直纤维与所对应连接的导液端固定线和封闭端固定线由一根纤维编织为一体。

进一步的，本发明中所述封闭端固定线中的径向相对的两个U形线在端部相互结扣，连为一体。即在径向两两相对位置，一根U形线绕另一根U形线旋转一周，然后同时拉紧两根U形线形成一个节扣。

本发明的优选方案中，一端封闭的单开口内层胶管、部分包裹所述内层胶管外侧的直纤维。设置所述直纤维的外层胶管的两端分别于直纤维的两端对齐。所述封闭端固定线和导液端固定线以及直纤维是有一根纤维或者多根纤维编织而成，封闭端固定线和导液端固定线分别从外层胶管端部起始，位于内层胶管封闭一端并与直纤维一体的封闭端固定线是由直纤维的纤维折返形成的U形线。位于内层胶管导液一端并与直纤维一体的导液端固定线同样是由直纤维的纤维折返形成的U形线。所述直纤维从内层胶管封闭一端起始，包裹在内层胶管外侧，内层胶管没有被直纤维包裹的部分，则用外部承压紧密线紧密缠绕，位于内层胶管封闭一端并缠绕在外层胶管外侧的密封端压紧线是从外层胶管端部起往外层胶管中部方向紧密缠绕，位于内层胶管导液一端并缠绕在外层胶管外侧的导液端压紧线同样是从外层胶管端部起往外层胶管中部方向紧密缠绕。

直纤维在位于内层胶管封闭一端长于外层胶管的部分构成封闭端固定线，直纤维在位于内层胶管导液一端长于外层胶管的部分构成导液端固定线。缠绕在外层胶管外侧，并且在外层胶管中部有防变形线。所述的内层胶管开口端有一定的伸出量，这部分外侧用外部承压紧密线紧密缠绕，组成导液管。由内层胶管、直纤维和外层胶管在导液端压紧线与密封端压紧线之间组成可膨胀部分。由内层胶管与其外部的承压紧密线在导液端压紧线远离直纤维的部分组成可膨胀部分。这样，当从导液管通入一定压力的液体或者气体时，承压管不会发生变形，可作为导液管或导气管，输送液体或者气体进入到肌肉的直纤维部分，在内部压力的作用下，在径向发生膨胀，轴向缩短。防变形线用来防止肌肉的过大。