[发明专利]一种仿生肌肉制作方法

说明书

本发明涉及一种仿生肌肉制作方法，属于仿生肌肉领域。本发明制作弹性腔体，通过第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽于弹性腔体外表面形成网状凹槽，第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽中布置抗拉伸线，于相交的两根抗拉伸线连结，本发明仿生肌肉的制作方法规避了复合界面的问题；使本发明仿生肌肉在径向膨胀、轴向收缩时不会发生抗拉伸线滑移的问题，避免了抗拉伸线滑移时对仿生肌肉的切割；对弹性腔体外表面加热、加压处理，消除弹性腔体外表面的第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽，抗拉伸线表面与弹性腔体充分结合，在抗拉伸线承担轴向约束功能时不会发生抗拉伸线脱位的问题。

技术领域

本发明属于仿生肌肉领域，具体涉及一种仿生肌肉制作方法。

背景技术

随着机器人以及人工智能开发的不断深入，人们对智能机械系统功能的需求越来越高，而现有机器人的运动机构依旧是刚性连接，采用如电机、液压等驱动方式，动作不够灵活。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，如人体肌肉作为人类运动的驱动部分，具有很高的功率密度和力重量比。仿生学便是人们研究生物体结构与功能的工作原理，并根据这些原理发明出新的设备和工具，创造出适用于生产，学习和生活的技术。仿生肌肉因具有功率质量比大、收缩比大、柔软性好、质轻和无噪声等优点得到研究开发。

现有技术中，围绕仿生肌肉方面也出现了多篇专利，都是以产品形式体现，都是采用将弹性腔体与编织网管两种现有产品进行结合，利用编织网管结构本身的特性，实现对弹性腔体轴向和径向方向形变的约束。

以申请号为CN201310229074.8的一种气动仿生肌肉专利为例。该专利将编织网管包裹在橡胶软管的外表面上，编织网管与橡胶软管为分离状态，利用编织网管结构本身的特性，实现对橡胶软管轴向和径向方向形变的约束，但该专利方案在具体应用中存在如下不足之处：其一是仿生肌肉在轴向方向上的受力通过编织网管约束，编织网管设置在橡胶软管的外表面，因编织网管与橡胶软管为分离状态，其轴向方向受力时主要作用在两端的固定处，因而仿生肌肉经长时间使用后，编织网管在其两端固定处被拉伸脱位，降低对仿生肌肉轴向方向变形的约束；其二是，现有技术的编织网管，通过机械编织，其编织密度较大，没有肉眼可见的网格，尤其是采用单根线编织时编织密度更大，对仿生肌肉径向膨胀的约束过大，使得轴向方向的收缩效果并不明显；其三是，现有技术中，采用多根线交叉编织获得的编织网管，相交的两根线之间仅是相叠，并没有连结，当仿生肌肉径向膨胀时，相交的线会在仿生肌肉表面滑移，滑移过程中，会发生对仿生肌肉进行切割，编织网管径向膨胀越大时，相交的线滑移越大，且对仿生肌肉切割越严重，进而使仿生肌肉在切割处破裂。

以申请号为CN201210085756.1的一种仿生肌肉纤维专利为例，该专利为由经线和纬线或网格线编织而成的网管、和复合在所述网管内表面或/和外表面的弹性材料所组成的中空管，可知该专利在已有的网管内表面或/和外表面复合弹性材料。以申请号为CN201410082243.4的一种液压仿生肌肉专利为例，该专利所述弹性胶囊为两端设有管口的管状体，其管壁由内层、中间层及面层复合而成，内层为弹性密闭层，中间层为各向异性的非均质材料层，面层为弹性材质编织的网格保护层。对于上述两个专利，它们的仿生肌肉都是在两种不同材料层表面进行界面复合，得到一体结构的仿生肌肉。能够有效克服编织网管与橡胶软管为分离状态的仿生肌肉的不足。但因存在的复合界面，导致复合界面两侧材料层受力后的受力效果不一致，进而破坏复合界面，从而破坏其复合成的一体结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿生肌肉制作方法，规避了复合界面的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种仿生肌肉制作方法，所述仿生肌肉制作方法包括如下步骤：