专利名称：人工管状肌肉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人肢体用人工管状肌肉。
背景技术：
目前，人工肌肉作为仿生关节和机械手的驱动元件，广泛应用于机器人领域、医疗领域、军事领域和工业领域。人工肌肉有流体驱动和电磁驱动两种类型。流体驱动的人工肌肉，功率重量比大，控制方便、灵活，柔性和缓冲性能好，一直是研究的热点，中国发明专利CN200810116379. 7公开一种径向膨胀型人工肌肉，中国发明专利CN97110134. 5公开一种轴向伸长型人工肌肉。径向膨胀型人工肌肉，体积大，在小关节上应用受到限制，已有的轴向伸长型人工肌肉，采用高分子弹性材料夹有高强度纤维制成，成管状结构，这种复合结构内腔充气时，纤维构成的螺旋结构会绕其轴线发生扭转，会造成机器人执行端，如手、脚错位，影响其操作准确度，为了降低其影响，则可加大包复层刚度，若橡胶刚度大于螺旋结构刚度时，形成内力加大，影响肌肉的使用寿命；由于管壁采用复合结构，制造困难，工艺要求高，价格较贵，其应用也受到了限制。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造容易、安装方便的人工管状肌肉。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型所提供的人工管状肌肉，包括上端盖、下端盖、 设置在上端盖和下端盖之间的内层膨胀管和套设在内层膨胀管之外的外缠绕层；在所述的下端盖处设有带内螺纹的通孔；上端盖和下端盖之间设有两个平行的内层膨胀管。作为本实用新型的一种优选方式，所述的外缠绕层可用一根呈多层分布的弹簧丝制成，每层甲段成弧形，逆时针沿螺旋线方向上弯，进乙段；乙段的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成弧形再逆时针上弯，进丙段；丙段的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成弧形顺时针方向上弯，进丁段；丁段的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成弧形顺时针方向上弯，进入双环双向螺旋弹簧的另一层。内层膨胀管可用弹性良好，形变量大的耐疲劳的橡胶制成。作为本实用新型的进一步改进，所述的下端盖的螺纹通孔处设有节流环，上端盖顶部设有内螺纹孔。(三)有益效果本实用新型的优点在于当两个内层膨胀管内充入等压流体时可轴向膨胀、伸长， 泄压时可自动收缩、回弹；当两个内层膨胀管内充入非等压流体时，可实现双向主动弯曲， 其柔性好，功能强，动作平稳，使用灵活，结构紧凑、简单，制作容易，价格低廉，安装方便，本实用新型具有很好的推广应用价值和良好的市场前景。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型提供的双环双向柱形螺旋弹簧的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。由图1可知本实用新型采用的人工管状肌肉，包括上端盖1、下端盖4、内层膨胀管2和套设在内层膨胀管2之外的外缠绕层3 ；在下端盖4处设有带内螺纹的通孔5，上端盖1和下端盖4之间设有两个平行的内层膨胀管2。外缠绕层3由一根弹簧丝绕成，形成并联筒状结构，横截面为“8”字形，为多层结构，每层甲段11成半圆形，逆时针沿螺旋线方向上弯，进乙段12 ；乙段12的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成半圆形，再逆时针方向上弯，进丙段13 ；丙段13的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成半圆形，顺时针方向上弯，进丁段14 ；丁段14的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成半圆形顺时针方向上弯，进入双环双向柱形螺旋弹簧的另一层；该弹簧束缚内层膨胀管2径向膨胀，不限制轴向伸长，卸压后辅助回弹，改变弹簧参数，可以改变人工肌肉的力学特性。所述的弹簧，可用钢、铝合金、铜合金等金属材料或ABS、纤维、碳素等工程塑料制成。内层膨胀管2可用弹性良好，形变量大的耐疲劳的橡胶制成，如天然橡胶、丁苯橡胶、有机硅橡胶。上端盖1、下端盖4可用金属材料或工程塑料制成。以上所述的上端盖1 与内层膨胀管2或下端盖4与内层膨胀管2可压注或机械加工成一体。带螺纹通孔5的下端盖4处安装通入压力流体的密封接头，通过其外侧卡槽可以与相应关节相连，螺纹通孔5 处设有节流环6 ；上端盖1顶部设有内螺纹孔，以螺钉方式与相应关节相连。使用时，通过下端盖4连接的管接头向人工管状肌肉内注入流体，当充入等压流体时，内层膨胀管2受压、变形相同，由于有外缠绕层3的束缚，内层膨胀管2沿轴向伸长， 输出一定推力，卸压时人工肌肉缩短；当充入非等压流体时，两根内层膨胀管2的轴向伸长量不相同，整体弯曲。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种人工管状肌肉，包括上端盖(1)、下端盖(4)、设置在上端盖(1)和下端盖(4)之间的内层膨胀管( 和套设在所述内层膨胀管( 之外的外缠绕层(3)；在所述下端盖处设有螺纹通孔(5)；其特征在于所述上端盖(1)和所述下端盖(4)之间设有两个平行的所述内层膨胀管O)。
2.根据权利要求1所述的人工管状肌肉，其特征在于所述外缠绕层( 可用一根呈多层分布的弹簧丝制成，每层甲段(11)成弧形，逆时针沿螺旋线方向上弯，进乙段(1 ；乙段(1 的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成弧形再逆时针上弯，进丙段(1 ；丙段(1 的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成弧形顺时针方向上弯，进丁段(14) ；丁段(14)的弹簧丝沿同一螺旋角方向，成弧形顺时针方向上弯，进入双环双向螺旋弹簧的另一层。
3.根据权利要求1所述的人工管状肌肉，其特征在于所述内层膨胀管( 可用弹性良好，形变量大的耐疲劳的橡胶制成。
4.根据权利要求1所述的人工管状肌肉，其特征在于在所述螺纹通孔( 处设有节流环(6)。
5.根据权利要求1所述的人工管状肌肉，其特征在于所述上端盖(1)顶部设有内螺纹孔。
专利摘要本实用新型涉及了一种人工管状肌肉，本实用新型包括上端盖(1)、下端盖(4)、内层膨胀管(2)和套设在内层膨胀管(2)之外的外缠绕层(3)；在所述的下端盖(4)处设有带内螺纹的通孔(5)，上端盖(1)和下端盖(4)之间设有两个平行的内层膨胀管(2)和外缠绕层(3)。当两个内层膨胀管(2)内充入等压流体时可轴向膨胀、伸长，泄压时可自动收缩、回弹；当两个内层膨胀管(2)内充入非等压流体时，可实现双向主动弯曲，其柔性好，功能强，动作平稳，使用灵活，结构紧凑、简单，制作容易，价格低廉，安装方便，本实用新型具有很好的推广应用价值和良好的市场前景。
文档编号B25J9/08GK202241293SQ20112041320
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者张卫珠 申请人:宁波力匠机械制造有限公司