CN110695980A - 一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，包括人工肌肉本体，在所述人工肌肉本体外覆盖有鳞片保护层，所述鳞片保护层由沿人工肌肉本体周向及轴向均匀布置的鳞片组成。与现有技术相比，本发明在气动人工肌肉膨胀时，鳞片也随之膨胀，不明显限制气动人工肌肉的运动，在工作状态保护内部的软结构，免受外来物体损害。
Description
技术领域
本发明涉及仿生技术领域，尤其是涉及一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉。
背景技术
气动人工肌肉由外部提供的压缩空气驱动，作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。它可以提供很大的力量，而重量却比较小，最小的气动人工肌肉重量只有 10g。气动人工肌肉会在达到推拉极限时自动制动，不会突破预定的范围。多个气动人工肌肉可以按任意方向、位置组合，不需要整齐的排列。
常见的气动人工肌肉由接头，弹性管，网套等组成，在内部冲压之后弹性管膨胀，拉动网套收缩，产生收缩载荷。因此可以作为机械驱动部件。弹性管通常由橡胶、硅胶或其他比较软的弹性材料构成，网套通常由纤维线构成，如果在比较恶劣的环境下，比如有外来物撞击或刮擦等，气动人工肌肉中的弹性管和网套容易遭受损害。而由于气动人工肌肉在工作时要产生很大的形变，采用普通的防护结构对其工作会产生影响，例如采用覆盖层时必然影响它的变形，降低输出载荷。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，包括人工肌肉本体，在所述人工肌肉本体外覆盖有鳞片保护层，所述鳞片保护层由沿人工肌肉本体周向及轴向均匀布置的鳞片组成，在尽量不影响气动肌肉变形的情况下，实现对人工肌肉本体的保护。
所述鳞片沿人工肌肉本体周向外围均匀布置成一圈。
各圈鳞片沿人工肌肉本体周向均匀布置，覆盖住人工肌肉本体的外表面。
鳞片之间呈部分叠加排布，在气动人工肌肉内部充气之后，每个鳞片之间不会相互限制，而是随着弹性管的膨胀而运动，这样即实现了对气动人工肌肉的保护，又不会明显影响其工作。
所述鳞片由防护片、设置在防护片上方的连接头组成，所述连接头上开设有通孔，所述鳞片经该通孔与所述人工肌肉本体连接。
所述人工肌肉本体由弹性管及连接在弹性管两端的连接头组成。
所述连接头由内芯及冲压组装在内芯外周的外套组成。
所述弹性管包括内管、外管及设置在内管及外管之间的网套组成，所述内管、外管、网套冲压装配在内芯于外套之间的缝隙中，与连接头连接。
所述网套由斜向纤维交叉编织而成，夹在内管与外管之间，两端分别与连接在弹性管端部的两个连接头分别连接，当弹性管在气压下膨胀时，会带动斜向纤维，拉动两个连接头沿轴向向内运动，产生拉载荷。
所述外管的内部还固定有纵向纤维，该纵向纤维不与连接头连接，在气动人工肌肉变形的时候，不会对接头产生拉力，因此不会限制气动人工肌肉的变形，纵向纤维用来连接鳞片，鳞片的连接头嵌入到外管中，纵向纤维穿过鳞片上设置的通孔，实现鳞片与气动人工肌肉的连接。
与现有技术相比，本发明在气动人工肌肉膨胀时，鳞片也随之膨胀，不明显限制气动人工肌肉的运动，在工作状态保护软结构，免受外来物体损害。
附图说明
图1为实施例中本发明的结构示意图；
图2为人工肌肉本体的结构示意图；
图3为弹性管的局部结构示意图；
图4为网套的连接结构示意图；
图5为鳞片保护层的结构示意图；
图6为单个鳞片的结构示意图；
图7为人工肌肉本体充气膨胀后的结构示意图。
图中，1-人工肌肉本体、2-鳞片保护层、3-弹性管、4-第一连接头、5-第二连接头、6-斜向纤维、7-纵向纤维、8-防护片、9-连接头、10-通孔、11-内芯、12-外套、13- 内管、14-外管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其结构如图1所示，主要包括人工肌肉本体1以及覆盖在人工肌肉本体1外的鳞片保护层2，鳞片保护层2的结构如图5 所示，由沿人工肌肉本体周向及轴向均匀布置的鳞片组成，具体来说，鳞片沿人工肌肉本体周向外围均匀布置成一圈，各圈鳞片沿人工肌肉本体周向均匀布置，并且鳞片之间呈部分叠加排布，从而覆盖住人工肌肉本体的外表面。
使用的鳞片由防护片8、设置在防护片8上方的连接头9组成，在连接头9上还开设有通孔10，如图6所示，鳞片经该通孔10与人工肌肉本体1连接。防护片 8的形状可以根据实际需要来进行设置，如本实施例中防护片8靠近连接头9的位置为类似于等腰梯形的结构，下方为矩形结构，连接头9与防护片8之间还存在一定的夹角，方便将鳞片安装到人工肌肉本体1上。
在气动人工肌肉内部充气之后，每个鳞片之间不会相互限制，而是随着弹性管的膨胀而运动，如图7所示，这样即实现了对气动人工肌肉的保护，又不会明显影响其工作。
人工肌肉本体1的结构如图2所示，由弹性管3及连接在弹性管3两端的第一连接头4和第二连接头5组成。第一连接头4和第二连接头5均由内芯11及冲压组装在内芯11外周的外套12组成。弹性管3包括内管13、外管14及设置在内管 13及外管14之间的网套6，如图3所示。网套6两端与第一连接头4和第二连接头5相连。在通过冲压装配内芯11和外套12时，将外管14、内管13和网套6压入内芯11和外套12的缝隙中，实现连接和密封。
网套6由斜向纤维交叉编织而成，如图4所示。两端分别与连接在弹性管3 端部的两个连接头分别连接，当弹性管在气压下膨胀时，会带动斜向纤维，拉动第一连接头4和第二连接头5沿轴向向内运动，产生拉载荷。
在外管14的内部还固定有纵向纤维7，该纵向纤维7不与连接头连接，在气动人工肌肉变形的时候，不会对接头产生拉力，因此不会限制气动人工肌肉的变形，纵向纤维用来连接鳞片，鳞片的连接头嵌入到外管中，纵向纤维7穿过鳞片上设置的通孔10，将上下的鳞片连接起来。
本发明提出了基于鳞片防护结构的气动人工肌肉，在尽量不影响气动肌肉变形的情况下，实现对弹性结构和网套结构的保护。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语、“外侧”、“两端”、“外表面”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，包括人工肌肉本体，其特征在于，在所述人工肌肉本体外覆盖有鳞片保护层，所述鳞片保护层由沿人工肌肉本体周向及轴向均匀布置的鳞片组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述鳞片沿人工肌肉本体周向外围均匀布置成一圈。
3.根据权利要求2所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，各圈鳞片沿人工肌肉本体周向均匀布置，覆盖住人工肌肉本体的外表面。
4.根据权利要求1所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，鳞片之间呈部分叠加排布。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述鳞片由防护片、设置在防护片上方的连接头组成，所述连接头上开设有通孔，所述鳞片经该通孔与所述人工肌肉本体连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述人工肌肉本体由弹性管及连接在弹性管两端的连接头组成。
7.根据权利要求6所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述连接头由内芯及冲压组装在内芯外周的外套组成。
8.根据权利要求7所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述弹性管包括内管、外管及设置在内管及外管之间的网套组成，所述内管、外管、网套冲压装配在内芯于外套之间的缝隙中，与连接头连接。
9.根据权利要求8所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述网套由斜向纤维交叉编织而成，夹在内管与外管之间，两端分别与连接在弹性管端部的两个连接头分别连接。
10.根据权利要求8所述的一种具有鳞片防护结构气动人工肌肉，其特征在于，所述外管的内部还固定有纵向纤维，该纵向纤维不与连接头连接，鳞片的连接头嵌入到外管中，纵向纤维穿过鳞片上设置的通孔。
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