本发明专利技术公开了一种带有弯曲适应结构的电磁肌肉，由软铁组件（1）、线圈（2）、球铰（3）、滑杆（4）、电流输入端（5）、电流输出端（6）、表皮（7）组成。其中软铁组件（1）形状构成特殊，尾部内凹，角度大，头部突起，角度略小，便于收缩后不会卡；同时尾部内挖一深洞，以容纳滑杆（4）插入，深洞口较小，可以卡住滑杆（4）末端膨大的部分。滑杆（4）通过球铰（3）连接在下一个软铁组件（1）的突起处，便于灵活转动。工作时电磁铁单元互相吸引作用由于内凹角度与突起角度不同，下一个软铁组件（1）可以偏离轴线一点吸在前一个软铁组件（1）尾部，于是整体叠加后可以肌肉适应弯曲状况下的拉力收缩。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及一种借助电磁驱动的电磁肌肉，具体地说是涉及一种带有弯曲适应结构的电磁驱动的仿生肌肉结构。
技术介绍
当前仿生机器人的设计制作正在各国大力开展，其中不可避免的一个关键问题就是机器人关节的驱动方式的选择。传统的驱动方式有如下几种方式直流电机驱动、气动肌肉驱动、液压驱动等，这些技术发展的各有千秋，各自有各自的优势。但是不可避免的直流电机无法直接按照生物肌肉分布布置，气动、 液压也只能沿直线方向驱动，无法完全模仿人类肌肉复杂的构造。人类的肌肉有一个很大的特征在于它的柔软、可弯曲，适应性好，所以才能紧贴着各式各样的骨骼分布，但是具有这样特征的仿生肌肉还不存在。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种带有弯曲适应结构的电磁驱动的仿生肌肉结构。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现 本专利技术的一种带弯曲适应结构的电磁肌肉，由软铁组件I、线圈2、球铰3、滑杆4、电流输入端5、电流输出端6、表皮7组成。其中软铁组件I形状构成特殊，若需与下一个软铁组件I连接，则尾部内凹，而下一个软铁组件I头部突出，且内凹角度α大于下一个软铁组件头部突起角度β，同时尾部内挖一深洞，以容纳滑杆4插入，深洞口较小，可以卡住滑杆4末端膨大的部分；若不再接下一个软铁组件1，则无需内凹，也不需挖深洞。滑杆4通过球铰3连接在下一个软铁组件I的突起处，便于灵活转动，以便收缩时可以偏离轴线。线圈2密绕在软铁组件I的周围，从而形成电磁铁单元。每个电磁铁单元的线圈2应预留出一小段自由线作为连接下一电磁铁单元传导电流的的接口，这样可以便于以后拼接使用。电流输入端5与电流输出端6是整个电磁肌肉束的宏观电流接口，内部连接首尾的电磁铁单元留出的电流接口。表皮7包裹着整个电磁肌肉起到保护和约束其垂直于轴线的偏移的作用。工作时，由于电磁铁通电互相吸引导致整体收缩，但是由于内凹角度α与突起角度β不同，下一个软铁组件I可以不沿轴线方向吸在前一个软铁组件I尾部，而是可以偏离轴线一点，于是可以适应弯曲状况下的拉力收缩，多个单元累加起来，则可以实现较大弯曲。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是 通过选择小电阻率的线圈和效果好的软铁材料，可以实现借助控制电流大小控制肌肉出力大小以驱动机械的目的。电磁肌肉驱动速度快，且出力大小易于调整，日后若超导材料问世，则更加可以提高电力驱动利用效率，搭配一定的结构可以使之实现对人体驱动结构的高度仿真。同时独特的弯曲适应结构使得电磁肌肉束拜托了传统驱动方式只能轴向直线提供拉力的约束。附图说明图I是本专利技术一种电磁肌肉的整体结构示意图 图2是本专利技术一种电磁肌肉的两个电磁单元的局部放大图 图3是本专利技术一种电磁肌肉工作时两个电磁单元互相吸引并弯曲的示意图具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述 图I、图2所示的一种电磁肌肉，由软铁组件I、线圈2、球铰3、滑杆4、电流输入端5、电流输出端6、表皮7组成。每个软铁组件I、线圈2、球铰3、滑杆4组成一个电磁铁单元。其中软铁组件I形状构成特殊，若需与下一个软铁组件I连接，则尾部内凹，而下一个软铁组件I头部突出，且内凹角度α大于下一个软铁组件头部突起角度β，具体角度可以以试验确定，同时尾部内挖一深洞，以容纳滑杆4插入，深洞口较小，可以卡住滑杆4末端膨大的部 分；若不再接下一个软铁组件1，则无需内凹，也不需挖深洞。滑杆4通过球铰3连接在下一个软铁组件I的突起处，便于灵活转动。如果使用绳子等软性连接也可以起到与球铰3相同的效果，这里不做重复描述。线圈2密绕在软铁组件I的周围，从而形成电磁铁单元。每个电磁铁单元的线圈2绕向应当保持一致，以避免通电后磁性相反。每个电磁铁单元的线圈2应预留出一小段自由线作为连接下一电磁铁单元传导电流的的接口，这样可以便于以后拼接使用。电流输入端5与电流输出端6是整个电磁肌肉束的宏观电流接口，内部连接首尾的电磁铁单元留出的电流接口。表皮7包裹着整个电磁肌肉起到保护和约束其垂直于轴线的偏移的作用。图3所示的一种电磁肌肉两个电磁单元的弯曲收缩状态，其工作状态的详细解释如下当需要肌肉收缩时，电流输入端5、输出端6导入电流，在电磁铁单元互相吸引作用下，电磁肌肉整体呈现收缩状态，同时由于内凹角度α与突起角度β不同，下一个软铁组件I可以不沿轴线方向吸在前一个软铁组件I尾部，而是可以如图3所示偏离轴线一点，于是可以适应弯曲状况下的拉力收缩，即整个肌肉可以适应不同工作要求，不仅可以直线沿轴向收缩，还可以适应弯曲改变自身形状并提供拉力。这种弯曲适应结构设计可以更大程度的模仿人类肌肉柔软的特性，以实现仿生的目的。本图只展现其部分弯曲收缩时的状态，整体效果即为本图效果叠加。本专利技术中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。权利要求1.一种带有弯曲适应结构的电磁肌肉，其结构包括软铁组件(I)、线圈(2)、球铰(3)、滑杆(4)、电流输入端(5)、电流输出端(6)、表皮(7)，其特征是所述每个软铁组件(I)、线圈(2)、球铰(3)、滑杆(4)组成一个带弯曲适应结构的电磁铁单元，所述电流输入端(5)与电流输出端(6)是整个电磁肌肉束的宏观电流接口，内部连接首尾的电磁铁单元留出的电流接口 ；所述表皮(7)包裹着整个电磁肌肉起到保护和约束其垂直于轴线的偏移的作用。2.根据权利要求I所述的带弯曲适应结构的电磁铁单元，其特征是所述软铁组件(I)形状构成特殊，若需与下一个软铁组件(I)连接，则尾部内凹，而下一个软铁组件(I)头部突出，且内凹角度大于下一个软铁组件头部突起角度；所述软铁组件(I)尾部内挖一深 洞，以容纳滑杆(4)插入，深洞口较小，可以卡住滑杆(4)末端膨大的部分；所述滑杆(4)通过球铰(3)连接在下一个软铁组件(I)的突起处，便于灵活转动，如果使用绳子等软性连接也可以起到与球铰(3)相同的效果，与本专利技术属于一类方法。全文摘要本专利技术公开了一种带有弯曲适应结构的电磁肌肉，由软铁组件(1)、线圈(2)、球铰(3)、滑杆(4)、电流输入端(5)、电流输出端(6)、表皮(7)组成。其中软铁组件(1)形状构成特殊，尾部内凹，角度大，头部突起，角度略小，便于收缩后不会卡；同时尾部内挖一深洞，以容纳滑杆(4)插入，深洞口较小，可以卡住滑杆(4)末端膨大的部分。滑杆(4)通过球铰(3)连接在下一个软铁组件(1)的突起处，便于灵活转动。工作时电磁铁单元互相吸引作用由于内凹角度与突起角度不同，下一个软铁组件(1)可以偏离轴线一点吸在前一个软铁组件(1)尾部，于是整体叠加后可以肌肉适应弯曲状况下的拉力收缩。文档编号B25J9/10GK102848386SQ20121037769公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月4日 优先权日2012年10月4日专利技术者高蓉 申请人:南京大五教育科技有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有弯曲适应结构的电磁肌肉，其结构包括软铁组件（1）、线圈（2）、球铰（3）、滑杆（4）、电流输入端（5）、电流输出端（6）、表皮（7），其特征是:所述每个软铁组件（1）、线圈（2）、球铰（3）、滑杆（4）组成一个带弯曲适应结构的电磁铁单元，所述电流输入端（5）与电流输出端（6）是整个电磁肌肉束的宏观电流接口，内部连接首尾的电磁铁单元留出的电流接口；所述表皮（7）包裹着整个电磁肌肉起到保护和约束其垂直于轴线的偏移的作用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高蓉，
申请(专利权)人：南京大五教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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