[发明专利]一种气泡式仿生肌肉

说明书

本发明公开了一种气泡式仿生肌肉，涉及生物工程领域，其包括电热件以及与所述电热件密封包裹且固定连接的纵向纤维管，所述电热件与纵向纤维管之间还包裹有在高温易汽化且在常温易冷凝的液态物质，所述纵向纤维管具有在所述液态物质汽化形成气态物质并膨胀时长度方向尺寸变短且宽度方向尺寸变长的第一状态以及在所述液态物质冷凝收缩后长度和宽度方向的尺寸自动恢复的第二状态，所述电热件通过导线与电源连接。本发明具有可伸缩性好，适应能力好，灵活性高的优点。

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体涉及一种气泡式仿生肌肉。

背景技术

随着机器人以及人工智能开发的不断深入，人们对智能机械系统功能的需求越来越高，而现有机器人的运动机构依旧是刚性连接，采用如电机、液压等驱动方式，动作不够灵活。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种可伸缩性好，适应能力好，灵活性高的气泡式仿生肌肉。

本发明所采用的技术方案：

第一方面：本发明提高一种气泡式仿生肌肉单元，其包括电热件以及与所述电热件密封包裹且固定连接的纵向纤维管，所述电热件与纵向纤维管之间还包裹有在高温易汽化且在常温易冷凝的液态物质，所述纵向纤维管具有在所述液态物质汽化形成气态物质并膨胀时长度方向尺寸变短且宽度方向尺寸变长的第一状态以及在所述液态物质冷凝收缩后长度和宽度方向的尺寸自动恢复的第二状态，所述电热件通过导线与电源连接。

所述液态物质采用水，所述气态物质为水蒸气。

所述电热件采用发热效果好的电热合金片。

所述纵向纤维管采用高伸缩率的橡胶管或塑料管，其管壁的纤维采用高强度的天然纤维或者人造纤维。

第二方面：本发明提供一种气泡式仿生肌肉群组，其包括若干个并排设置的气泡式仿生肌肉束以及用于包裹若干个所述气泡式仿生肌肉束的生物相容材料，每个所述气泡式仿生肌肉束都包括若干个如第一方面所述且沿长度方向依次连接并且相通的气泡式仿生肌肉单元，所述气泡式仿生肌肉束外圆周的轴向方向上套设有若干等距排列的径向扎紧环。

所述生物相容材料采用具有可径向扩张的纤维管。

所述纤维管上的纤维分布呈网状布置或者呈纵向条形分布。

所述径向扎紧环设置在每两个所述气泡式方式肌肉单元的连接处。

所述气泡式仿生肌肉单元之间的电连接采用并联或者串联。

所述生物相容材料内的各个气泡式仿生肌肉束之间填充冷却润滑液。

本发明的有益效果是：每个气泡式仿生机构单元通过对电热件导电，电热件将高温传递到液态水，并使其发生汽化形成气泡，纵向纤维管内体积增大并发生膨胀，促使纵向纤维管发生长度方向收缩宽度方向伸长的形变；每个气泡式仿生肌肉群组由多个气泡式仿生肌肉束利用生物相容材料集合在一起；对电热件进行断电后，水蒸气冷凝成水，纵向纤维管内的体积收缩并带动纵向纤维管回复原形，由此来实现收缩与伸长，具有可伸缩性好，适应能力好，灵活性高的优点。

附图说明

图1为组成本发明的气泡式仿生肌肉单元的结构示意图。

图2为组成本发明的气泡式仿生肌肉束的结构示意图。

图3为组成本发明的气泡式仿生肌肉束通电长度方向收缩时的结构示意图。

图4为生物相容材料采用网状布置的纤维管的结构示意图。

图5为生物相容材料采用纵向条形分布的纤维管的结构示意图。

图6为组成本发明的气泡式仿生肌肉群组未通电伸长时的横截面示意图。