【CN109895066A】基于肌肉非线性特性的人工肌肉模块【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请号 201910330101.8
(22)申请日 2019.04.23
(71)申请人 中国科学院自动化研究所
地址 100190 北京市海淀区中关村东路95
号

(72)发明人 牛星宇　付航　乔红　
(74)专利代理机构 北京市恒有知识产权代理事
务所(普通合伙) 11576
代理人 郭文浩　尹文会

(51)Int.Cl.
B25J 9/00
(2006.01)

B25J 9/10
(2006.01)

(54)发明名称
基于肌肉非线性特性的人工肌肉模块
(57)摘要
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种
基于肌肉非线性特性的人工肌肉模块，旨在解决
现有机器人柔顺性差、无法完成复杂且高精度的
装配动作问题，本发明人工肌肉模块包括本体结
构件、拉紧单元、伸缩单元、气动肌腱；伸缩单元
包括导向装置、弹性部件；导向装置包括固定部
和移动部；弹性部件和气动肌腱均与导向装置的
移动部相连；拉紧单元包括驱动部件、柔性连接
件；本发明主动收缩时气动肌腱与驱动部件可以
带动柔性连接件拉动导向装置的移动部移动，被
动拉伸时弹性部件提供被动拉力，从而模拟出肌
肉工作状态时的非线性特性，本发明的人工肌肉
模块具有柔顺性，可使装配本发明的机器人实现
复杂且高精度的装配动作。

权利要求书1页 说明书6页 附图3页
CN 109895066 A
2019.06.18

C
N
1
0
9
8
9
5
0
6
6
A
1.一种基于肌肉非线性特性的人工肌肉模块，其特征在于，所述人工肌肉模块包括本
体结构件、拉紧单元、伸缩单元、气动肌腱；
所述伸缩单元包括导向装置、弹性部件；所述导向装置包括固定部和移动部，所述导向
装置的固定部固设于所述本体结构件，所述导向装置的移动部与所述弹性部件连接；所述
弹性部件依据所述导向装置的移动部的位置为其提供被动的拉力或推力；
所述拉紧单元包括驱动部件、柔性连接件，所述驱动部件固设于所述本体结构件，所述
柔性连接件与所述导向装置的移动部连接，通过所述驱动部件可以带动所述柔性连接件拉
动所述导向装置的移动部移动，使所述弹性部件处于压缩状态；
所述气动肌腱装设于所述导向装置的移动部远离所述弹性部件一端。
2.根据权利要求1所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述拉紧单元的驱动部件包括驱
动电机、离合装置、从动构件；所述离合装置设置于所述驱动电机和所述从动构件之间，用
于建立或切离所述驱动电机和所述从动构件的传动关系。
3.根据权利要求2所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述从动构件为线轮，所述驱动
电机可以驱动所述线轮转动以收/放所述柔性连接件。
4.根据权利要求1所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述导向装置还包括装设于所述
移动部的传感器，用于检测所述移动部位移量。
5.根据权利要求1所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述导向装置的固定部为直线型
导轨，所述导向装置的移动部为与所述直线型导轨配合的滑块，所述气动肌腱的一端与所
述滑块固定连接。
6.根据权利要求1所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。
7.根据权利要求1-6任一项所述的人工肌肉模块，其特征在于，还包括导轮组件，所述
柔性连接件通过所述导轮组件与所述导向装置的移动部连接。
8.根据权利要求7所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述导轮组件包括驱动导向模
块；
所述驱动导向模块包括第一导向轮组、第二导向轮组、导向轮固定结构件；所述第一导
向轮组、第二导向轮组的转动面垂直设置在导向轮固定结构件上。
9.根据权利要求8所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述导轮组件还包括张紧机构，
所述张紧机构包括第三导向轮组、弹性构件；所述弹性构件与第三导向轮组相配合以维持
柔性连接件张紧度。
10.根据权利要求9所述的人工肌肉模块，其特征在于，所述第一导向轮组、所述第二导
向轮组、所述第三导向轮组中的导向轮均为深V轴承。

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CN 109895066 A