执行器与驱动

气动人工肌肉/软体执行器

气动人工肌肉是一种柔软、可充气的执行器,往里充气时它会缩短并往回拉——很像真正的肌肉收紧。最经典的设计是麦吉本肌肉:一根橡胶管,外面包着编织的网状套筒。把气泵进去,橡胶管会鼓得更粗;而那层编织套不能在变粗的同时不变短,于是逼着整根东西沿长度方向收缩,拉动它所连着的任何东西。

与坚硬的电机或活塞不同,它没有硬齿轮、也没有运动的金属件——它软软的、很轻、天生有顺应性,被挤压时会柔和地退让,就像血肉一样。这让它成为软体机器人的宠儿;在软体机器人里,机器由橡胶和织物做成,用来抓取易碎物体、绕过障碍弯曲,或安全地贴在人体上。许多可穿戴助力服和温柔的夹爪都是这样驱动的。

它的取舍也和肌肉一样:它只能拉、不能推,所以人工肌肉常常成对地反向使用(一条收缩、另一条放松),而它柔软、靠气驱动的本性,让精确、可重复的定位比用精密电机更难。你换来的,是安全、轻巧,以及一种刚性机械很难比拟的宽容触感。

一只软体机器人手套用气动肌肉做手指,它们会温柔地弯曲,帮助中风患者把手合拢握住杯子,再放松松开——力气足以抓握,柔软到绝不会伤人。

充气即收缩——用橡胶和编织套做出的、像肌肉一样的拉力。

和真肌肉一样,它只能收缩、不能伸长——所以要成对布置,让它们互相对拉,一条抵消另一条的动作。

又称
McKibben musclePAM麦吉本肌肉麥吉本肌肉