[实用新型]一种制备电阻丝附着型纤维基人工肌肉的捻线器

说明书

本实用新型属于人工肌肉制造领域，并具体公开了一种制备电阻丝附着型纤维基人工肌肉的捻线器。该捻线器包括固定机构、驱动机构和导引机构，其中：固定机构包括底座以及固定在底座两端的左侧板和右侧板；驱动机构中第一电机固定在左侧板上；第二电机通过第一滚珠丝杆、第一光杆和第二光杆固定在与第一电机正对的位置；第三电机固定在左侧板上，并与第一滚珠丝杆连接；第四电机固定在右侧板上，并与第二滚珠丝杆连接；导引机构固定在第二滚珠丝杆上，同时该导引机构的上方设置有线圈连接杆，用于放置电阻丝线圈。本实用新型提供的捻线器能够获得较好的结构稳定性和制作效率，同时显著提高制备人工肌肉的成功率。

技术领域

本实用新型属于人工肌肉制造领域，更具体地，涉及一种制备电阻丝附着型纤维基人工肌肉的捻线器。

背景技术

人工肌肉是指在施加外部刺激后会像骨骼肌一样运动的材料或者设备，大多数人工肌肉存在一些局限性，如制作成本高昂、性能不稳定、循环能力和速率有限等。纤维基人工肌肉是一种新型、轻质、低成本的人工肌肉，其工作效率非常高，功重比是人类肱二头肌肌肉的100倍以上，且当载荷相对较小时，人肉肌肉能够完全恢复并重复使用。

在先前的研究中，制作纤维基人工肌肉通用的方法是利用旋转电机将聚合物单纤维直接加捻螺旋而成。这种制作方法虽然简单，但是很难重复，由于没有程序进行控制，使得制备的人工肌肉无法完全相同。此外，螺旋卷绕型人工肌肉的加热驱动也存在一定难度，使用常规辐射方式加热时，存在受热不均匀，加热效率低，时间长的问题；使用镀银的方法进行加热时，存在价格高昂的问题，适用性较差。

在2016年，Semochkin设计了一台制作纤维基人工肌肉的捻线器 (ArtificialMuscle Twister，AMT)，该装置包括步进电机、电路板、扩展卡和电机驱动器组成，利用三个机械限位开关限制电机的位置；利用智能控制器与电路板连接，用于输入转速、步进的距离、调整制作模式等，尽管该装置在一定程度上解决了螺旋卷绕型人工肌肉的制备难题，但仍然存在以下缺点：其装置的结构稳定性差，制作的人工肌肉成品率较低，无法对人工肌肉进行均匀加热，无法制备不同直径的人工肌肉等问题。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种制备电阻丝附着型纤维基人工肌肉的捻线器，其中为提高捻线器的结构稳定性和人工肌肉成品率，相应设置了固定机构、驱动机构和导引结构，并对驱动结构的结构及其具体设置方式进行优化，相应的可使电阻丝均匀附着于人工肌肉上，并保证制作过程可重复，因而尤其适用于人工肌肉制备的应用场合。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种制备电阻丝附着型纤维基人工肌肉的捻线器，该捻线器包括固定机构、驱动机构和导引机构，其中：

所述固定机构包括底座以及固定在所述底座两端的左侧板和右侧板；

所述驱动机构包括第一电机、第二电机、第一滚珠丝杆、第一光杆、第二光杆、第三电机、第四电机、第二滚珠丝杆，所述第一电机固定在所述左侧板上；所述第二电机通过所述第一滚珠丝杆、第一光杆和第二光杆固定在与所述第一电机正对的位置，利用所述第一电机和第二电机固定待加工人工肌肉；所述第三电机固定在所述左侧板上，并与所述第一滚珠丝杆连接，以带动所述第二电机沿水平方向左右移动；所述第四电机固定在所述右侧板上，并与所述第二滚珠丝杆连接；

所述导引机构固定在所述第二滚珠丝杆上，以在所述第四电机的驱动下沿水平方向左右移动，同时该导引机构的上方设置有线圈连接杆，用于放置电阻丝线圈。

作为进一步优选地，所述导引机构还包括电阻丝线圈固定器，所述电阻丝线圈固定器设置在所述电阻丝线圈的外侧。

作为进一步优选地，所述驱动机构还包括固定器，所述固定器穿过所述第一光杆和第二光杆，并且该固定器上设置有通孔。

作为进一步优选地，所述第一滚珠丝杆通过第一滚珠丝杆固定器固定在所述底座上；所述第二滚珠丝杆通过所述第二滚珠丝杆固定器固定在所述底座上。