[发明专利]一种光学传感器嵌入式的人工肌肉及其使用和制备方法

权利要求书

1.一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，包括人工肌肉基体(2)；其特征在于：还包括光学压力检测端盖(1)和光学长度检测端盖(3)；人工肌肉基体(2)的两端分别为压力检测端和长度检测端；光学压力检测端盖(1)、光学长度检测端盖(3)分别安装在人工肌肉基体(2)的压力检测端、长度检测端；人工肌肉基体(2)包括弹性筒身(4)、光长度检测膜片(8)和光压力检测膜片(7)；光压力检测膜片(7)、光长度检测膜片(8)分别固定在弹性筒身(4)内腔的压力检测端、长度检测端；光压力检测膜片(7)的两侧不连通；光长度检测膜片(8)的两侧通过通气孔(13)连通；弹性筒身(4)的内侧面吸光；光压力检测膜片(7)及光长度检测膜片(8)的外侧面反光；光学压力检测端盖(1)的内侧安装有光学压力检测传感器(14)；光学长度检测端盖(3)的内侧安装有光学长度检测传感器(15)；光学压力检测传感器(14)和光学长度检测传感器(15)均能够发射光线，且能够检测接收到的光强度。

2.根据权利要求1所述的一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，其特征在于：所述的人工肌肉基体(2)还包括限位圈(5)和加固纤维网(6)；加固纤维网(6)镶嵌在弹性筒身(4)的侧壁内部，将弹性筒身(4)分隔为外筒身(4-1)和内筒身(4-2)；依次排列的多个限位圈(5)均镶嵌在弹性筒身(4)压力检测端的侧壁内部，限制弹性筒身(4)的压力检测端的变形；光压力检测膜片(7)位于弹性筒身(4)被限位圈(5)限制的部分的边缘处。

3.根据权利要求2所述的一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，其特征在于：所述的加固纤维网(6)和限位圈(5)均由凯夫拉尔纤维线缠绕形成；加固纤维网(6)由旋向相反的两组螺旋线交织形成。

4.根据权利要求1所述的一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，其特征在于：弹性筒身(4)采用吸光材料；光压力检测膜片(7)及光长度检测膜片(8)均采用反光材料；所述的吸光材料为铂金固化硅胶与黑色有机硅酮颜料的混合物；反光材料为铂金固化硅胶与白色有机硅酮颜料的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，其特征在于：所述的光学压力检测端盖(1)和光学长度检测端盖(3)均包括结构相同的基础端盖组件；基础端盖组件包括末端连接器(9)、盖体(10)和屏蔽铝板(11)；末端连接器(9)主体呈圆筒状，内端边缘处设置有多个穿线块；各穿线块上均设置有穿线孔；加固纤维网(6)两端的纤维线分别穿过两个末端连接器(9)上的各个穿线孔；盖体(10)固定在末端连接器(9)内；屏蔽铝板(11)固定在盖体(10)的内侧；光学压力检测传感器(14)和光学长度检测传感器(15)结构相同，均包括发光二极管(14-1)和光电二极管(14-2)；发光二极管(14-1)、光电二极管(14-2)分别安装在对应的屏蔽铝板(11)的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，其特征在于：所述光长度检测膜片(8)朝外的侧面边缘处均设置有吸光环(12)。

7.根据权利要求1所述的一种光学传感器嵌入式的人工肌肉，其特征在于：所述光学长度检测端盖(3)的内侧还安装有两根导光件(18)；两根导光件(18)与光学长度检测传感器(15)的发光位置、收光位置分别对齐；所述的光学压力检测端盖(1)或光学长度检测端盖(3)上设置有气管(19)；气管(19)的两端分别与人工肌肉基体(2)的内腔、气源连接。