专利名称：主被动式智能仿生肌肉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种仿生肌肉，尤其涉及一种能够模拟人体肌肉生物力学特性，以智能材料为驱动的主被动式智能仿生肌肉。
背景技术：
人体肌肉作为人类运动的驱动装置，具有很高的功率密度和力重量比。现存的常规驱动器，比如电机、液压等，因大质量、大体积无法有效的模拟人体肌肉。此外，人体肌肉具有特殊的生物力学特性肌肉在收缩时表现为主动驱动特性，在舒张时则表现为非线性被动弹性特性。现阶段国内外研究较多的仿生肌肉主要是气动人工肌肉。比如美国华盛顿大学利用McKibben气动肌肉模拟人体肌肉的生物力学特性(Glenn K. Klute, JosephM. Czerniecki and Blake Hannaford, Artificial Muscles Actuators for Biorobotic Systems, The International Journal of Robotics Research,200221 :295)。 然而McKibben气动肌肉必须携带气源,给实际的驱动应用带来不便。形状记忆合金(SMA)作为一种智能材料，是一种新型的驱动元件。SMA具有很多类肌肉特性，比如高功率密度、大输出力、柔软性、单向收缩、自感知等功能。此外，SMA驱动简单，电流加热即可实现，从而有条件实现基于SMA驱动的仿生肌肉。比如上海交通大学机器人研究所利用多根并联SMA丝实现了大输出力、集传感-驱动于一体的人工肌肉。(Jianjun Zhang, Yuehong Yin, SMA-based bionic integration design ofself-sensor-actuator-structure for artificial skeletal muscle, Sensors andActuators A :Physical, 2012 (181) 94-102)。然而SMA并不能很好的模拟人体肌肉的被动弹性特性，此外，SMA的慢响应速度依旧是制约SMA在仿生肌肉应用上的最大问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种主被动式智能仿生肌肉，该仿生肌肉可以较好的模拟人体肌肉的生物力学特性，其中主动驱动特性由并联的形状记忆合金丝提供，非线性被动弹性特性由橡胶管和PET网并联提供。本发明的技术方案如下一种主被动式智能仿生肌肉，包括第一支撑板、第二支撑板、PET网、橡胶管、肌肉支撑体、若干根并联的形状记忆合金丝；所述肌肉支撑体位于橡胶管内部，PET网包覆在橡胶管外侧，且橡胶管、PET网的两端分别与第一支撑板、第二支撑板固定；形状记忆合金丝通过肌肉支撑体与第一支撑板和/或第二支撑板固定；橡胶管的直径小于肌肉支撑体的最大直径，且橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。对第一支撑板和第二支撑板向外侧施加负载力，在形状记忆合金丝发生的伸长量到达其伸长状态的最大弹性形变量之前，橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。当形状记忆合金丝伸长量继续增大时，橡胶管和PET网迅速进入张紧状态，从而有效保护形状记忆合金丝避免过负载以及模拟人体肌肉的被动拉伸特性。较佳地，所述肌肉支撑体开有若干通孔，所述形状记忆合金丝穿过该些通孔分别与第一支撑板和/或第二支撑板固定。较佳地，所述主被动式智能仿生肌肉还包括用于进出冷水以冷却形状记忆合金丝的冷却水进水管、冷却水出水管；所述第一支撑板和第二支撑板上均开有通孔；所述冷却水进水管、冷却水出水管分别与第一支撑板和第二支撑板上的通孔密封连接；所述冷却水进水管、橡胶管、肌肉支撑体上的通孔、冷却水出水管形成一个供冷水流动的通道。较佳地，所述形状记忆合金丝为回转式；所述形状记忆合金对折绕过肌肉支撑体上任意两个通孔后，其两个尾端固定在第一支撑板或第二支撑板上。 较佳地，所述若干形状记忆合金丝至少分为两组第一组和第二组；每一组至少包括一根回转式的形状记忆合金丝；所述两组的形状记忆合金丝的折向相反；第一组的形状记忆合金丝对折绕过肌肉支撑体上的任意两个通孔，其两个尾端与第一支撑板固定连接；第二组的形状记忆合金丝对折绕过肌肉支撑体上的任意两个通孔，其两个尾端与第二支撑板固定连接。较佳地，所述形状记忆合金丝为直线状，其穿过肌肉支撑体上的通孔，且其两端分别固定第一支撑板和第二支撑板。较佳地，所述肌肉支撑体包括第一肌肉支撑架、第二肌肉支撑架和支撑轴；支撑轴的两端分别连接第一肌肉支撑架、第二肌肉支撑架；第一肌肉支撑架和第二肌肉支撑架为对称结构；所述第一肌肉支撑架上开有若干用于流过冷水的通水孔；所述第一肌肉支撑架的直径大于橡胶管的直径；所述第一肌肉支撑架和第二肌肉支撑架为绝缘材质。较佳地，形状记忆合金丝至少分为两组第一组和第二组；每组至少包括一根回转式的形状记忆合金丝；所述两组的形状记忆合金丝的折向相反；第一组的形状记忆合金丝对折绕过第二肌肉支撑架上的任意两个通水孔后，其两个尾端穿过第一肌肉支撑架的通水孔与第一支撑板固定连接；第二组的形状记忆合金丝对折绕过第一肌肉支撑架上的任意两个通水孔后，其两个尾端穿过第二肌肉支撑架的通水孔与第二支撑板固定连接。较佳地，还包括导电线、第一仿生肌腱、第二仿生肌腱；所述导电线与所述形状记忆合金连接；所述第一仿生肌腱、第二仿生肌腱位于所述仿生肌肉的上下侧，并分别与第一支撑板、第二支撑板固定。与现有技术相比，本发明的有益效果如下第一，本发明的仿生肌肉通过多根并联的形状记忆合金丝、非线性弹性橡胶管以及非线性PET网的并联，实现了对人体肌肉的主被动生物力学特性模拟。其中主动驱动特性由并联的形状记忆合金丝提供，非线性被动弹性特性由橡胶管和PET网并联提供。特别是通过改变本发明的仿生肌肉的被动元件参数值(橡胶管18的管径、壁厚以及PET网的密度)，其被动弹性可以较好的模拟人体肌肉的非线性弹性。第二，本发明的仿生肌肉通过引入水冷装置，实现了形状记忆合金的快速加热和冷却，从而大大提高了形状记忆合金丝的响应速度。当对形状记忆合金进行通电时，形状记忆合金丝可以实现快速加热收缩。断电时，对橡胶管内部快速通过冷却水，可以实现形状记忆合金丝的快速冷却伸长。从而大大提高了仿生肌肉的响应速度。第三，本发明中非线性弹性橡胶管和PET网并联组成的仿生肌肉的被动弹性体其除了在上述第一点的作用外，其在形状记忆合金丝达到最大变形之前会快速承受外部负载，因此可以避免形状记忆合金丝的过负载和过拉伸。此外，该被动弹性提还能够模拟人体肌肉中的的能量存储功能，从而在外界负载力过大的情况下可以减小形状记忆合金丝主动收缩时所做的功。第四，本发明采的形状记忆合金采用回转缠绕、多根并联的形式特殊的连接方式，其能够满足采用该形式形状记忆合金的仿生肌肉的变形量可以达到18%，近似模拟了人体肌肉的大变形特性。
图I是本发明的仿生肌肉的外部结构图；图2是本发明的仿生肌肉的肌肉支撑体的结构图；图3是本发明的仿生肌肉的第一支撑板位置处的径向剖面图；图4是图I中A-A剖面的示意图；图5是回转式形状记忆合金丝的形状示意图。
具体实施例方式一种主被动式智能仿生肌肉，包括第一支撑板、第二支撑板、PET网、橡胶管、肌肉支撑体、若干根并联的形状记忆合金丝；所述肌肉支撑体位于橡胶管内部，PET网包覆在橡胶管外侧，且橡胶管、PET网的两端分别与第一支撑板、第二支撑板固定；形状记忆合金丝通过肌肉支撑体与第一支撑板和/或第二支撑板固定；橡胶管的直径小于肌肉支撑体的最大直径，且橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。对第一支撑板和第二支撑板向外侧施加负载力，在形状记忆合金丝发生的伸长量到达其伸长状态的最大弹性形变量之前，橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。下方结合附图和具体实施例对本发明一种主被动式智能仿生肌肉做进一步的描述如图I所示，本发明的仿生肌肉的外部结构包括PET网4、第一支撑板、第二支撑板
5、冷却水进水管10、冷却水出水管9、第一电导线2、第二电导线6、第一仿生肌腱I、第二仿生肌腱7。内部结构包括若干根并联的形状记忆合金丝、橡胶管、肌肉支撑体。肌肉支撑体位于橡胶管内部，PET网4包覆在橡胶管外侧，且橡胶管、PET网的两端分别与第一支撑板、第二支撑板固定。肌肉支撑体开有若干通孔，上述形状记忆合金丝穿过该些通孔分别与第一支撑板和/或第二支撑板固定。其中，第一支撑板和第二支撑板5上均开有通孔；所述冷却水进水管、冷却水出水管分别与第一支撑板和第二支撑板上的通孔密封连接；所述冷却水进水管、橡胶管、肌肉支撑体上的通孔、冷却水出水管形成一个供冷水流动的通道。第一电导线2、第二电导线6分别与其对应的形状记忆合金丝连接。第一仿生肌腱I、第二仿生肌腱7分别位于仿生肌肉上下两侧，分别与第一支撑板、第二支撑板5固定连接。二者均呈索状，本实施例中，二者均由四根长度相同的尼龙丝构成。这里仅为举例，本
发明不对仿生肌腱的材料做出限定。本实施例中，采用回转式的形状记忆合金丝，具体的连接方式在后面会详细交待。这里的“回转式”指的是将一根直线状的形状记忆合金做一对折后对应的形状，这里把对折处的一头称为闭合端30，与其对折处对应的另一头称为两个尾端31、32(参见图5)。这里的“并联”指的是多根对折后的形状记忆合金并行设置。具体实施时，也可以采用直线式的形状记忆合金丝，其穿过肌肉支撑体上的通孔，且其两端分别固定第一支撑板和第二支撑板。故本发明不对形状合金丝的形状作出限定，但采用回转式的形状记忆合金丝能够达到更好的效果，原因如下由于形状记忆合金应变量过小(小于10% )，而人体肌肉变形量一般在20%以上，为了增大仿生肌肉的变形量，形状记忆合金采用回转缠绕、多根并联的形式，实验中可以发现，采用该形式形状记忆合金的仿生肌肉的变形量可以达到18 %，近似模拟了人体肌肉的大变形特性。本实施例中，采用4根并联的回转式形状记忆合金丝作为驱动源，这些形状记忆合金丝分为两组(2根为一组)，两组的形状记忆合金丝的折向相反。第一组的每一形状记忆合金丝对折绕过肌肉支撑体上的任意两个通孔，其两个尾端与第一支撑板固定连接；第二组的每一形状记忆合金丝对折绕过肌肉支撑体上的任意两个通孔，其两个尾端与第二支撑板固定连接。这里选用4根回转式形状记忆合金丝仅为举例，本发明不对形状记忆合金丝的根数和组数进行限定。PET网是由聚对苯二甲酸类塑料制作而成的网状体，具有非线性弹性特性，改变PET网的网格密度可以改变PET网的弹性曲线。橡胶管也具有非线性的弹性特性，改变橡胶管的管径和壁厚，也可以改变其弹性曲线。这里通过利用PET网和橡胶管的并联连接，并通过改变他们的相关参数，来实现仿生肌肉被动弹性的有效模拟。本实施例中，第一支撑板和第二支撑板5的外端面分别与其对应的PET网、橡胶管的外端面在同一平面上。第一支撑板和其对应的PET网和橡胶管的一端通过铜套3过盈配合实现固定连接。第二支撑板5和其对应的PET网4和橡胶管的一端通过铜套22过盈配合实现固定连接。如图2所示，肌肉支撑体由第一肌肉支撑架11、第二肌肉支撑架14和支撑轴13组成。支撑轴13为铝合金材质，呈圆柱形。第一肌肉支撑架11、第二肌肉支撑架14为对称结构，二者均呈轮状，并由绝缘板组成。以第二肌肉支撑架14为例，说明二者的结构。第二肌肉支撑架14的中心钻有螺纹孔15，螺纹孔15周围均匀分布有8个同等大小的通水孔17。第二肌肉支撑架14通过螺纹孔15与支撑轴13螺纹连接。第一肌肉支撑架11的结构同第二肌肉支撑架14，这里不再赘述。第二肌肉支撑架上的通水孔的数量和大小可以根据实际需要进行确定，本实施例中采用8个孔均匀分布，仅为举例，本发明不对其进行限定。本实施例中，采用的4根两组并联的回转式形状记忆合金丝具体连接如图2，其中第一组12固定在第一支撑板和第二肌肉支撑架14之间，第二组16固定在第二支撑板5和第一肌肉支撑架11之间。洋见图2，第一组12的两根回转式形状记忆合金丝对折绕过第二肌肉支撑架14上的通水孔后，穿过第一肌肉支撑架11的通水孔与第一支撑板固定连接；即第一组12的每根形状记忆合金的闭合端固定在第二肌肉支撑架14上的通水孔，其两个尾端从第一肌肉支撑架11的通水孔中伸出后与第一支撑板固定连接。同理，第二组16的两根回转式形状记忆合金丝绕过第一肌肉支撑架11后，穿过第二肌肉支撑架14的通水孔与第二支撑板5固定连接。从图2中，可以看出，两组回转式形状记忆合金丝是均匀分布并联的，这样的形状 记忆合金丝的形变效果会更好。但以不均匀分布的形式并联的方式也是可以的，本发明不对其作出限定。形状记忆合金在原始的不受力的状态时处于孪晶马氏体状态，此时，形状记忆合金丝长度最短，当受到外部负载后，形状记忆合金伸长并进入去孪马氏体状态。当对其进行电流加热的时候，形状记忆合金会发生相变进入奥氏体状态并实现主动收缩，从而实现了仿生肌肉的主动驱动特性。本实施例中，各形状记忆合金丝具有相同的长度和直径。第一支撑板、第二支撑板5为对称结构，均呈轮状，这里仅介绍第一支撑板的结构。图3是第一支撑板19位置处的径向剖面图。第一支撑板19的中间钻有导水孔21，导水孔周围均匀排布8个小孔20，其中4个小孔与第一仿生肌腱I连接，另外四个与第一组12的形状记忆合金丝的尾端通过自制的铜销8连接。冷却水进水管10和出水管9分别与第一支撑板19、第二支撑板5的导水孔通过胶水密封连接。同时参见图3，本实施例中，橡胶管18包覆住第一支撑板19的环状侧面，同时橡胶管18内嵌在PET网4的里面。第一支撑板19、橡胶管18和PET网4的外端面位于同一平面，三者通过铜套3过盈配合。第二支撑板14与第二仿生肌腱2、第二组16的形状记忆合金丝的连接关系同第一支撑板19。橡胶管18和PET网4对应第二支撑板5的外端面在同一平面上并与第二支撑板5通过铜套22过盈配合。本实施例中的，第一支撑板19、第二支撑板5不仅用来固定仿生肌腱、形状记忆合金丝、橡胶管和PET网，还用来实现冷却水的进入和输出以及实现电流加热导线与形状记忆合金丝的有效连接，故为多功能支撑板。图4为图I的A-A剖面的示意图。橡胶管18包裹在第一肌肉支撑架11外部，PET网4包裹在橡胶管18外侧。同时参见图1，可知，肌肉支撑体位于橡胶管18的内部，而第一支撑板19与橡胶管的端部固定。第一肌肉支撑架11与第一支撑板19之间存在一段间隙。第一肌肉支撑架11同第二肌肉支撑架14结构对称，这里不再赘述。这里还需要说明的是，本实施例中，橡胶管18在径向松弛状态下直径小于第一、第二肌肉支撑架11、14的直径，故图3和图4中的非线性弹性橡胶管18表现出来的直径是不一样的，图3对应的直径为橡胶管18在径向松弛状态下的直径，而图4对应的直径为橡胶管18被撑大后的直径。因为PET网4的直径在不同的剖面也发生了变化，故图3和图4中的PET网4对应的直径也不同。由于橡胶管18在径向松弛状态下直径小于第一、第二肌肉支撑架11、14的直径，因此可以保证橡胶管18与肌肉支撑架11、14的密封配合，从而保证冷却水自冷却水进水管10流入肌肉支撑架11、14的通水孔17，从而可以有效冷却两组形状记忆合金丝12、16。此夕卜，由于橡胶管18与肌肉支撑架11、14的密封配合，在仿生肌肉伸缩过程中，发生弹性变形的橡胶管部分仅限于肌肉支撑体以外的部分。同时需要说明的是，橡胶管18位于第一支撑板19和第一肌肉支撑架11之间的部分呈松弛状态，橡胶管18位于第二支撑板5和第二肌肉支撑架14之间的部分呈松弛状态，整个PET网4也处于松弛状态。前述的部分均可以进行有效伸缩。通过改变PET网4的初始长度可以保证仿生肌肉的整体伸缩量以及模拟人体肌肉被动生物力学特性的有效性。外界负载力分别作用在第一仿生肌腱I和第二仿生肌腱7上，并通过仿生肌腱作 用在本发明的仿生肌肉上。在非通电状态下，仿生肌肉的形状记忆合金丝组12、16被动地伸长，并进入自身的去孪马氏体状态。此时，本发明的仿生骨骼肌处于整体被拉伸的状态。需要指出，本发明的仿生骨骼肌并不是随着负载力的增加而无限伸长的。当形状记忆合金丝12、16发生的伸长量小于其最大可恢复伸长量时，仿生肌肉的被动元件(橡胶管18和PET网4)处于松弛状态；但是当负载力过大的时候，本发明的仿生骨骼肌的形状记忆合金丝12、16发生的伸长量在即将到达其最大可恢复伸长量(即其伸长状态的最大弹性形变量)时，仿生肌肉中的被动元件(橡胶管18和PET网4)将受力被拉伸。通过改变本发明的仿生肌肉的被动元件参数值(橡胶管18的管径、壁厚以及PET网的密度)，其被动弹性可以较好的模拟人体肌肉的非线性弹性，并可以起到承担负载力和储能的作用，从而减少作用在形状记忆合金丝12、16上的拉力。同时，通过将本发明的仿生肌肉的被动元件参数值(橡胶管18的管径、壁厚以及PET网的密度)调节到合适的数值，就可以实现“当负载力过大的时候，本发明的仿生骨骼肌的形状记忆合金丝12、16发生的伸长量在即将到达其最大可恢复伸长量(即其伸长状态的最大弹性形变量)，仿生肌肉中的被动元件(橡胶管18和PET网4)将受力被拉伸。”在通电状态下，两组形状记忆合金丝12、16被加热，并由于温度升高而产生主动收缩动作，很好地模仿肌肉的主动驱动特性。本实施例中，第一电导线3连接形状记忆合金丝组12，为其提供电流；第二电导线6连接形状记忆合金丝组16，为其提供电流。当给形状记忆合金丝组12、16提供足够大的电流的时候，形状记忆合金丝12、16会在温度升高到一定温度时，全部进入奥氏体状态，此时本发明的仿生肌肉处于最短的状态。在形状记忆合金丝12、16收缩过程中，仿生肌肉的被动元件(橡胶管18和PET网4)处于松弛状态，从而不会影响形状记忆合金丝12、16的力学特性。当对形状记忆合金进行通电时，由于橡胶管内部的相对密封，形状记忆合金丝可以实现快速加热收缩。断电时，通过冷却水进水管10、冷却水出水管9对橡胶管内部快速通过冷却水，可以实现形状记忆合金丝的快速冷却伸长。从而大大提高了仿生肌肉的响应速度。以上洋细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确 定的保护范围内。
权利要求
1.一种主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，包括第一支撑板、第二支撑板、PET网、橡胶管、肌肉支撑体、若干根并联的形状记忆合金丝； 所述肌肉支撑体位于橡胶管内部，PET网包覆在橡胶管外侧，且橡胶管、PET网的两端分别与第一支撑板、第二支撑板固定；形状记忆合金丝通过肌肉支撑体与第一支撑板和/或第二支撑板固定； 橡胶管的直径小于肌肉支撑体的最大直径，且橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。
2.根据权利要求I所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，对第一支撑板和第二支撑板向外侧施加负载力，在形状记忆合金丝发生的伸长量到达其伸长状态的最大弹性形变量之前，橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。
3.根据权利要求I所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，所述肌肉支撑体开有若干通孔，所述形状记忆合金丝穿过该些通孔分别与第一支撑板和/或第二支撑板固定。
4.根据权利要求3所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，还包括用于进出冷水以冷却形状记忆合金丝的冷却水进水管、冷却水出水管；所述第一支撑板和第二支撑板上均开有通孔；所述冷却水进水管、冷却水出水管分别与第一支撑板和第二支撑板上的通孔密封连接；所述冷却水进水管、橡胶管、肌肉支撑体上的通孔、冷却水出水管形成一个供冷水流动的通道。
5.根据权利要求3所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，所述形状记忆合金丝为回转式；所述形状记忆合金对折绕过肌肉支撑体上任意两个通孔后，其两个尾端固定在第一支撑板或第二支撑板上。
6.根据权利要求5所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，所述若干形状记忆合金丝至少分为两组第一组和第二组；每一组至少包括一根回转式的形状记忆合金丝；所述两组的形状记忆合金丝的折向相反； 第一组的形状记忆合金丝对折绕过肌肉支撑体上的任意两个通孔，其两个尾端与第一支撑板固定连接； 第二组的形状记忆合金丝对折绕过肌肉支撑体上的任意两个通孔，其两个尾端与第二支撑板固定连接。
7.根据权利要求3所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，所述形状记忆合金丝为直线状，其穿过肌肉支撑体上的通孔，且其两端分别固定第一支撑板和第二支撑板。
8.根据权利要求4所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，所述肌肉支撑体包括第一肌肉支撑架、第二肌肉支撑架和支撑轴；支撑轴的两端分别连接第一肌肉支撑架、第二肌肉支撑架；第一肌肉支撑架和第二肌肉支撑架为对称结构；所述第一肌肉支撑架上开有若干用于流过冷水的通水孔；所述第一肌肉支撑架的直径大于橡胶管的直径；所述第一肌肉支撑架和第二肌肉支撑架为绝缘材质。
9.根据权利要求8所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，形状记忆合金丝至少分为两组第一组和第二组；每一组至少包括一根回转式的形状记忆合金丝；所述两组的形状记忆合金丝的折向相反；第一组的形状记忆合金丝对折绕过第二肌肉支撑架上的任意两个通水孔后，其两个尾端穿过第一肌肉支撑架的通水孔与第一支撑板固定连接；第二组的形状记忆合金丝对折绕过第一肌肉支撑架上的任意两个通水孔后，其两个尾端穿过第二肌肉支撑架的通水孔与第二支撑板固定连接。
10.根据权利要求I所述的主被动式智能仿生肌肉，其特征在于，还包括导电线、第一仿生肌腱、第二仿生肌腱；所述导电线与所述形状记忆合金丝连接；所述第一仿生肌腱、第二仿生肌腱位于所述仿生肌肉的上下侧，并分别与第一支撑板、第二支撑板固定。
全文摘要
本发明公开了一种主被动式智能仿生肌肉，包括第一支撑板、第二支撑板、PET网、橡胶管、肌肉支撑体、若干根并联的形状记忆合金丝；所述肌肉支撑体位于橡胶管内部，PET网包覆在橡胶管外侧，且橡胶管、PET网的两端分别与第一支撑板、第二支撑板固定；形状记忆合金丝通过肌肉支撑体与第一支撑板和/或第二支撑板固定；橡胶管的直径小于肌肉支撑体的最大直径，且橡胶管上位于第一支撑板与肌肉支撑体之间的部分以及橡胶管上位于第二支撑板与肌肉支撑体之间的部分呈松弛状态；整个PET网呈松弛状态。与现有技术相比，本发明中的仿生肌肉通过形状记忆合金丝、橡胶管和PET网的有效组合实现了对人体肌肉主被动生物力学特性的模拟。
文档编号A61F2/08GK102813563SQ20121030878
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者殷跃红, 张健军 申请人:上海交通大学