首页 >
人造肌肉
✍ dations ◷ 2025-06-06 17:21:59 #人造肌肉
人造肌肉是一种通用术语,指的是用于模仿天然肌肉的致动器、材料或装置,人造肌肉可以感受外部刺激(例如电压,电流,压力或温度)而在一个部件内可逆地收缩、膨胀或旋转。 三个基本的致动响应类型(收缩、膨胀和旋转)可以在单个部件内组合在一起以产生其他类型的运动,例如,人造肌肉可以通过收缩材料的一侧而扩展另一侧。传统的马达和气动线性元件或旋转致动器并不能被称为人造肌肉,这是因为在上述机械的致动中涉及了多于一个的部件。与传统的刚性执行器相比,人造肌肉有着高灵活性和多功能性,这使得它有可能成为一种重要的新兴技术 。虽然目前人造肌肉使用有限,但该技术在工业,医学,机器人和许多其他领域中具有广泛的潜在应用。虽然现在没有比较制动器的一般标准,但是人造肌肉技术有着“功率标准”,即将人造肌肉的特性与天然肌肉相比。大体上说,比较标准包括应力、应变、应变速率、循环寿命和弹性模量 。也有一些研究人员已经考虑了其他标准(Huber等,1997),例如致动器密度和应变分辨率。 截至2014年,已知的最强大的人造肌纤维的功率是相同长度天然肌肉纤维的上百倍。研究人员测量了人造肌肉的速度, 能量密度 ,功率和效率。可惜的是,没有一种人造肌肉在所有测试项目中都能名列榜首。根据其驱动机制,可将人造肌肉分为三大类。电活性聚合物(EAPs)是可以通过施加电场来致动的聚合物。目前,最突出的EAPs包括压电聚合物、介电致动器(DEA)、电致伸缩接枝弹性体、液晶弹性体(LCE)和铁电聚合物。虽然这些电活性聚合物可以弯曲,但它们的扭矩运动能力低,这限制了它们目前作为人造肌肉的用途。尽管面临着诸多困难,但自20世纪90年代以来,EAP技术仍取得了重大进展。超螺旋聚合物是一类可以通过电力驱动的卷绕聚合物 。TCP肌肉看起来像螺旋弹簧 。TCP肌肉通常由镀银尼龙制成,但它也可以由其他电导涂层(如金)制成。TCP肌肉应该保持一定负荷以保持肌肉伸展。TCP可以利用自身电阻将电能转换成热能,这种加热方式也称为焦耳加热、欧姆加热或电阻加热。随着焦耳加热使TCP肌肉的温度升高,聚合物会收缩进而导致肌肉收缩。气动人工肌肉(PAM)通过用加压空气填充气囊而起作用。在向气囊施加气体压力时,气囊会发生各向同性的体积膨胀,但是受围绕气囊的编织线限制,PAM会将体积的膨胀转换成沿致动器轴线的收缩。今天最常用的PAM是一种被称为McKibben Muscle的圆柱形编织肌肉,它是由JL McKibben在20世纪50年代首次开发的。三种类型的人造肌肉具有不同的制动方式,这些不同的方式进而影响了控制它们致动所需的系统类型。然而,值得注意的是,控制系统通常被设计成满足给定实验的规格,一些实验要求组合使用各种不同的致动器或混合控制方案。其中电压控制、电活性聚合物控制、气动控制和热控制为常见的几种类型。人造肌肉技术在仿生机器中具有广泛的潜在应用(例如机器人、工业执行器、动力外骨骼等)。基于EAP的人造肌肉结合了轻量化,低功率要求,弹性和灵活性等优点,可用于运动和机械操作。 未来的EAP设备将应用于航空航天、汽车工业、医学、机器人、娱乐、动画、玩具、服装、触觉和触觉界面、噪声控制、传感器、发电机和智能结构等诸多方面。与传统气动缸相比,气动人造肌肉还具有更大的灵活性,可控性和轻便性。 大多数PAM应用涉及使用类似McKibben的肌肉。 诸如SMA的热致动器具有各种军事、医疗、安全和机器人应用,并且还可以用于通过机械形状变化产生能量。
相关
- 缺血性心脏病冠状动脉疾病(英语:coronary artery disease, CAD)又称为缺血性心脏病或简称冠心病(英语:ischemic heart disease, IHD)、冠状动脉粥状硬化心脏病、冠状动脉粥状硬化心血管疾病(英
- 夜惊夜惊(night terror、sleep terror,北方话称撒呓挣、夜惊症),在睡眠中突然尖叫、哭喊,意识呈朦胧状态,发作后约一至两分钟,又复入睡,隔天则不知何事。常见于儿童,其中男童又略多于女童
- 罗曼语国家罗马语族(又称罗曼语族、拉丁语族),属于印欧语系,是从意大利语族衍生出来的现代语族,主要包括从拉丁语演化而来的现代诸语言。操罗马语族语言的人主要包括传统意义上的“欧洲拉丁
- 物理性压迫在医学中,占位效应(Mass effect)指的是(病变组织)挤压或侵蚀周围组织的继发病理性效应。在肿瘤学中,通常指的就是肿瘤。例如,甲状腺癌可能由于头部和颈部某些结构的挤压而引起症状;
- 权力屈服实验米尔格拉姆实验(英语:Milgram experiment),又称权力服从研究(Obedience to Authority Study)是一个针对社会心理学非常知名的科学实验。实验的概念最先开始于1963年由耶鲁大学心理
- 谐波谐波是一个数学或物理学概念,是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。一般周期性波形不是完美的正弦函
- 表面径流地表径流是指雨水或是冰雪融化后的水流经地表产生的水流。表面径流可能是因为土壤已经吸饱水,无法再吸收水分,或者是一些不透水的表面(例如屋顶或是路面(英语:Road surface))使水流
- 植物 (消歧义)植物是一个历史悠久的概念,自一般认为的植物学奠基人特奥弗拉斯托至今,“植物”的概念多经变化,本消歧义页列出“植物”可能指代的概念,及其可能包含的子类群。
- 布赖恩县布赖恩县(Bryan County, Georgia)是美国佐治亚州东南部大西洋岸的一个县。面积1,177平方公里。根据美国2000年人口普查,共有人口23,417人。县治彭布罗克(Pembroke)。成立于1793年
- 弗里茨·哈伯弗里茨·哈伯(德语:Fritz Haber,1868年12月9日-1934年1月29日),犹太裔德国化学家,由于发明从氮气和氢气合成氨的工业哈柏法,荣获1918年度的诺贝尔化学奖。哈柏法对于制造化肥和炸药