[发明专利]人工肌肉装置

说明书

本发明提供一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置包括：管体；线绳，所述线绳贯穿于所述管体内部，所述线绳的一端用于牵引目标对象；动力源，所述线绳的另一端与所述动力源动力耦合连接；控制器，所述控制器与所述动力源电连接，所述控制器设置为基于肌肉激活信号，控制所述动力源牵引所述线绳运动。本发明提供的人工肌肉装置，通过控制器接收肌肉激活信号，从而驱动动力源带动线绳在管体中运动，能够模拟生物体的真实活动方式，与生物学上的肌肉相似度更加接近，响应速度更快。

技术领域

本发明涉及仿生技术领域，尤其涉及一种人工肌肉装置。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对仿生学的研究越来越重视，人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。而模仿生物体的肌肉功能的人工肌肉也越来越受到研究的重视。

目前的人工肌肉装置有气动肌肉、液压肌肉、电磁肌肉和新材料肌肉等，这些人工肌肉装置虽然在一定程度上符合肌肉力学特性，但很难应用到实际的仿生机器人系统或者生物体上，与生物学上的肌肉相似度较低，响应速度较慢。

发明内容

本发明提供一种人工肌肉装置，用以解决现有技术中与生物学上的肌肉相似度较低，响应速度较慢的缺陷，实现模拟生物体的真实活动方式，与生物学上的肌肉相似度更加接近，响应速度更快。

本发明提供一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置包括：管体；线绳，所述线绳贯穿于所述管体内部，所述线绳的一端用于牵引目标对象；动力源，所述线绳的另一端与所述动力源动力耦合连接；控制器，所述控制器与所述动力源电连接，所述控制器设置为基于肌肉激活信号，控制所述动力源牵引所述线绳运动。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置还包括：拉力传感器，所述拉力传感器与所述线绳连接，所述拉力传感器与所述控制器电连接，所述控制器还设置为基于所述肌肉激活信号以及所述拉力传感器采集的线绳拉力信号，控制所述动力源的扭矩。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置还包括：动滑轮，所述线绳缠绕于所述动滑轮的轮体，所述拉力传感器与所述动滑轮的轮轴连接。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，所述控制器还设置为：基于所述肌肉激活信号和所述线绳拉力信号，判断工作模式，在主动牵引模式下，控制所述动力源输出第一扭矩参数，在被动牵引模式下，控制所述动力源输出第二扭矩参数，所述第一扭矩参数大于所述第二扭矩参数。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置还包括：绞盘，所述绞盘的轮轴与所述动力源动力耦合连接，所述线绳缠绕于所述绞盘的轮体。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置还包括：减速器，所述减速器的输入端与所述动力源的输出端动力耦合连接，所述减速器的输出端与所述绞盘的轮轴动力耦合连接。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，所述管体包括：PTFE管，所述线绳贯穿于所述PTFE管内部，所述PTFE管内壁涂覆有润滑介质。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，所述管体还包括：金属软管，所述金属软管套设于所述PTFE管外；加强橡胶管，所述加强橡胶管套设于所述金属软管外。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，所述动力源为伺服电机、步进电机、减速电机或者舵机。

根据本发明提供的一种人工肌肉装置，该人工肌肉装置还包括：定滑轮，所述线绳缠绕于所述定滑轮的轮体。

本发明提供的人工肌肉装置，通过控制器接收肌肉激活信号，从而驱动动力源带动线绳在管体中运动，能够模拟生物体的真实活动方式，与生物学上的肌肉相似度更加接近，响应速度更快。

附图说明