[发明专利]机械仿生动力装置

说明书

本发明涉及一种机械仿生动力装置。该机械仿生动力装置包括弹性胶囊和用于为弹性胶囊提供轴向拉力的纤维层，纤维层为具有正多边形网格的网状结构，所述网格的边数为四条以上，网格具有与弹性胶囊的轴线垂直的伸展对角线，网格还具有与伸展对角线垂直的收缩对角线或者与伸展对角线平行的两条对边，所述网格用于形成顶点的两条边相互固定。弹性胶囊在膨胀的过程中，弹性胶囊的径向尺寸发生变化，网格的伸展对角线被拉伸沿弹性胶囊圆周方向伸展，网格的收缩对角线尺寸缩短或者平行于伸展对角线的两条边距离缩短，能够拉近弹性胶囊轴向两端的相对距离，弹性胶囊产生较为均匀的轴向力，结构简单，适用性强。

技术领域

本发明涉及一种机械仿生动力装置。

背景技术

迄今为止，生物具有的功能比任何人工制造的机械都优越的多，如人体肌肉作为人类运动的驱动部分，具有较高的柔韧性和灵活性。仿生学便是人们研究生物体结构与功能的工作原理，并根据这些工作原理制造出适用于生产、学习和生活的技术。

公布号为CN103802126A，公布日为2014.05.21的中国专利申请公开了一种液压仿生肌肉，该液压仿生肌肉包括弹性胶囊和与弹性胶囊内部连通的高压油口，弹性胶囊的轴向两端固定连接有安装耳环，弹性胶囊具有内层、中间层及面层，中间层为拉伸纤维层，当通过高压油口向弹性胶囊内部加压时，弹性胶囊膨胀逐渐增大，在膨胀力的作用下，弹性胶囊内部的纤维层拉近轴向两端的铰接接头的相对距离，模拟肌肉的收缩状态；反之，当弹性胶囊内部泄压时，弹性胶囊轴向两端的铰接接头相对距离逐渐恢复，模拟肌肉的舒张状态。

但是，上述液压仿生肌肉的纤维层需要限制弹性胶囊的轴向变形，致使弹性胶囊产生的轴向形变量较小且拉力较弱。另外，由于弹性胶囊本身又要发生径向扩张，因此纤维层在弹性胶囊周向上容易发生相对滑动，导致周向上各处的轴向作用力不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械仿生动力装置，以解决现有的机械仿生动力装置轴向形变量较小且拉力较弱的问题。

为实现上述目的，本发明机械仿生动力装置的技术方案是：该机械仿生动力装置包括弹性胶囊和用于为弹性胶囊提供轴向拉力的纤维层，纤维层为具有正多边形网格的网状结构，所述网格的边数为四条以上，网格具有与弹性胶囊的轴线垂直的伸展对角线，网格还具有与伸展对角线垂直的收缩对角线或者与伸展对角线平行的两条对边，所述网格用于形成顶点的两条边相互固定。

其有益效果是：弹性胶囊在膨胀的过程中，弹性胶囊的径向尺寸发生变化，网格的伸展对角线被拉伸沿弹性胶囊圆周方向伸展，网格的收缩对角线尺寸缩短或者平行于伸展对角线的两条边距离缩短，能够拉近弹性胶囊轴向两端的相对距离，使弹性胶囊产生较大的拉力和较大的形变量，并且能够保证周向各处的轴向力均匀，结构简单，适用性强。

所述网格的形状为菱形或者正六边形。

所述纤维层包裹在弹性胶囊的外表面。

所述纤维层与弹性胶囊相对滑动设置。

所述弹性胶囊的轴向两端设有开口，所述开口内设有铰接接头，纤维层的外侧设有用于将弹性胶囊压紧固定到铰接接头上并使铰接接头与开口密封配合的紧固件。

其有益效果：紧固件能够将弹性胶囊的压紧固定到铰接接头上，同时能够实现铰接接头与开口的密封，结构形式更加简单。

所述紧固件为扎带。

所述弹性胶囊中部的壁厚小于弹性胶囊轴向两端的壁厚。

其有益效果是：弹性胶囊在充气膨胀的过程中，中部的形变量大于两端的形变量，便于纤维层拉近弹性胶囊两端铰接接头的相对距离。

所述弹性胶囊中部的外径大于弹性胶囊两端的外径。

所述弹性胶囊为橡胶气囊。

附图说明