[发明专利]类骨骼肌直线网状阵列式人工肌肉设计及类神经控制方法

摘要

本发明基于工程仿生学原理，在微观角度深入分析动物骨骼肌生理构成和驱动机理的基础上，模拟骨骼肌微观结构，建立一种新型阵列式人工肌肉结构模式，并根据其结构特点，结合骨骼肌微观结构与神经系统对骨骼肌的控制驱动方式，重点设计了人工肌肉的驱动过程和控制方法，使该人工肌肉在结构、运动形式、控制方法、驱动过程等方面与生物骨骼肌更为贴近。

主权项

1.一种类骨骼肌直线网状阵列式人工肌肉的设计方法，其特征在于：该方法将类骨骼肌直线网状阵列式人工肌肉包括多个类半肌节驱动器，多个类半肌节驱动器经过串联形成类肌原纤维驱动器，以一个类肌原纤维驱动器为对称中心，将其他类肌原纤维驱动器并列排布构成六边形蜂窝式网状对称阵列式结构，每个类肌原纤维驱动器上的同层类半肌节驱动器分别通过类肌膜连接器将所有的类肌原纤维驱动器聚合成一体，并在聚合成一体的类肌原纤维驱动器两端设置有类腱膜连接器构成人工肌肉；该类骨骼肌直线网状阵列式人工肌肉的列数m及层数n的确定通过如下技术步骤：（1）根据人工肌肉应用对象和应用环境给出最大目标输出位移L_asmax以及人工肌肉运动时需要的最大目标输出力F_asmax；（2）计算人工肌肉并联层层数n，n为自然数，若类半肌节驱动器的最大输出位移为x_smax，则有Lasmaxxsmax≤n<Lasmaxxsmax+1---(1)]]>（3）计算人工肌肉串联层最小列数k，k为自然数，若类半肌节驱动器的最小输出力f_smin，则有Fasmaxfsmin≤k<fasmaxfsmin+1---(2)]]>（4）计算人工肌肉串联层中网状六边形的总圈数c(c为自然数)，c需满足以下公式1+6·Σi=2c-1(i-2)≤k≤1+6·Σi=2c(i-2)---(3)]]>（5）最终确定人工肌肉阵列式结构为列数m为自然数，层数n=Lasmaxxsmax.]]>