[发明专利]一种仿生肌肉条索单元及仿生肌肉系统

说明书

本发明实施例适用于生物工程技术领域，提供了一种仿生肌肉条索单元及仿生肌肉系统。该仿生肌肉条索单元包括仿生韧带、供电电路以及根据需要依次连接的不同结构的第一、第二和第三收缩单元。该仿生肌肉系统包括负责信息采集与调控的中央控制系统、容纳冷媒或润滑剂的弹性管状物以及若干仿生肌肉条索单元。本发明利用电磁体产生磁吸力进行牵拉来完成三个不同结构的收缩单元之间的相互收缩活动，由于各收缩单元间不需要导线连接，其组装方便、快捷，并且在活动收缩时不会产生由导线所致的羁绊或反复收缩后导线的损伤，增强了设备的可操作性，同时也便于维护，大大增加了使用寿命和可靠性。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，尤其涉及一种仿生肌肉条索单元及仿生肌肉系统。

背景技术

全球老龄化的加快使得更多的人们在日常生活上需要依赖于外界的辅助设施，同样，由于社会文明的进一步发展和生活水准的提升，人们对残疾人的关注也逐渐增加，更多的研发焦点致力于残疾人功能的补偿。而能够解决这些问题的一个重要环节，就是在人体自身行动能力上加以强化，或是完全由机械装置(如机器人)取代人类的部分工作，这都涉及到机械运动的问题，也就是说，机械肢体将在人们生活中起到越来越大的作用。

既往常用的肢体助力方法主要有两类：通过机械运动直接传动或是依赖材料变形的作用来支配肢体的运动。机械传动装置常由电机控制齿轮/滑轮/杠杆结构来达到力量传递的作用，这些设施都有体积较大，传动僵硬、灵活性差的问题。由材料变形来传导动力的装置主要有形状记忆合金、压电材料、智能高分子材料、液压驱动、气压驱动等，其中液压和气压作为动力的应用较多，也较为成熟，但同样存在着响应速度较慢，无法做到精准控制等问题，同时对外界条件要求也较高，如温度不能太高或太低，在高压下仍要有良好的密封性能等。

所以既往的动力输送传动装置无论从结构上还是作用原理上看，都与仿生学差之甚远。近年来才有人将磁芯与线圈构成的电磁体单元作为仿生肌肉基本结构应用于仿生肌肉系统中，但均存在一个明显的缺陷，即每个电磁体单元均是直接通过导线与供电电路连接，而我们知道，为了达到真正能够模拟动物机体的肌肉收缩，所设计的结构必须细腻、准确，虽无需做到像每条真正的肌纤维有成千上万个肌小节那么复杂，但几十上百个收缩单元还是需要的，否则就无法精细地表达动作和具备适当的柔度。但若如此设计，每束仿生肌肉内就会有大量的导线，会对收缩单元的活动产生羁绊，影响功能，同时由于反复运动这些连接电磁体单元的导线也会磨损，影响寿命。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种仿生肌肉条索单元及仿生肌肉系统，旨在解决现有技术中的仿生肌肉动力系统中将每个收缩单元均直接通过导线与电路连接，收缩单元在收缩活动时导线容易产生羁绊以及反复收缩后导致导线磨损而影响寿命的问题。

本发明实施例是这样实现的，提供一种仿生肌肉条索单元，其包括供电电路、一个第一收缩单元、至少一个第二收缩单元以及一个第三收缩单元；

所述第一收缩单元包括第一电磁体和第一绝缘包裹体，所述第一绝缘包裹体包覆所述第一电磁体，所述第一绝缘包裹体的头端设有第一阳极与第一阴极，所述第一电磁体上的线圈的一端通过第一阳极与所述供电电路的正极连接，所述第一电磁体上的线圈的另一端通过第一阴极与所述供电电路的负极连接，所述第一绝缘包裹体的尾端具有第一空腔，所述第一空腔内壁上设置有第一阳极弹性簧片和第一阴极弹性簧片，所述第一阳极弹性簧片通过埋设于所述第一绝缘包裹体内的导线与所述第一阳极电连接，所述第一阴极弹性簧片通过埋设于所述第一绝缘包裹体内的导线与所述第一阴极电连接；