[发明专利]一种PVT精确控制人造肌肉

摘要

本发明公开一种PVT精确控制人造肌肉由结构单元、驱动单元和精确控制单元组成。输液管将保温储液罐、微型水泵和肌肉本体相连形成密闭回路。若使肌肉伸长，微型水泵将液体从储液罐中泵入TPU肌肉腔内，向肌肉内加压使肌肉伸长；若使肌肉缩短，微型水泵将液体从TPU肌肉腔内抽至保温储液罐中，降低肌肉腔内压力使其收缩。在人造肌肉动作过程中，压力传感器对肌肉内压力进行监测并向微型水泵反馈，因肌肉内压力、温度与肌肉形变量存在定量关系，故通过闭环压力控制可实现肌肉较为精确的控制；温度传感器精确测量肌肉内部各位置液体介质的温度，并向反馈电阻加热丝反馈，及时调整液体介质温度。压力和温度双重闭环控制可使人造肌肉按照预设方式精确形变。

主权项

1.一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：由结构单元、驱动单元和精确控制单元组成，所述结构单元包括TPU钢丝管、三叉形线缆固定架；所述驱动单元为微型水泵、输液管和保温储液罐；所述精确控制单元包括TPU电缆保护套、电阻加热丝、温度传感器和压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：结构单元是人造肌肉的核心部分，其中两束钢丝嵌入于TPU软管中，并以TPU软管轴线为中心轴分别以顺时针逆时针两方向螺旋排布形成螺旋斜交布局，钢丝与中心轴线夹角为45°至90°之间，液体以一定压力注入管道腔体内。

3.根据权利要求1所述的一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：TPU钢丝管内部固定安装有TPU材质三叉型线缆固定架，固定架的三个支撑臂间夹角均为120°，每个支撑臂均沿径向均匀排布多个圆孔，圆孔内固定温度传感器；线缆固定架中心设置有圆孔，圆孔内径与TPU电缆保护套外径相同；三叉形线缆固定架沿肌肉轴线均匀排布。

4.根据权利要求1所述的一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：驱动单元为液压驱动模块，输液管依次将保温储液罐、微型水泵和肌肉本体相连形成密闭回路；保温储液罐可将液体介质预先加热至基础工作温度，并协助肌肉内部电阻加热丝快速加热液体介质至实际工作温度。

5.根据权利要求1所述的一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：精确控制单元可通过对肌肉内部压力和温度的测量精确控制肌肉体积的变化，TPU电缆保护套从各三叉形线缆固定架中心环中穿过安装于TPU钢丝管轴线上，TPU电缆保护套中安置有电阻加热丝和温度或压力传感器的信号传输电缆；温度传感器安装在三叉形线缆固定架支撑臂上的圆孔中，压力传感器安装于靠近肌肉首尾两端的三叉形线缆固定架支撑臂上的圆孔中，可精确监测肌肉内部压力变化，并向微型水泵进行反馈，及时调整肌肉内部压力；电阻加热丝安装于TPU钢丝管中心轴线位置。

6.根据权利要求1所述的一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：由TPU肌肉套束缚多根人造肌肉并联集成一束，通过肌肉束中每根肌肉的共同伸缩，可使肌肉束整体伸缩，由多根肌肉组成的肌肉束工作状态下可产生更大的驱动力。

7.根据权利要求1所述的一种PVT精确控制人造肌肉，其特征在于：将两根或多根肌肉串联排布，肌肉间由柔性铰链连接；每两根肌肉为一组，一组肌肉的首尾两端设置有固定连接器，其间有细钢缆连接，以限制肌肉首尾间直线距离。