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人工肌肉技術(shù)是一種將多種形式能量輸入轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出的新型柔性驅(qū)動技術(shù)，目前存在輸出力小,、能量小等問題,。該技術(shù)突破人工肌肉低能量輸出、輸出形式單一,、響應(yīng)速度慢等方面技術(shù)瓶頸,，實現(xiàn)人工肌肉的高能量輸出和快速驅(qū)動。

(1) 低成本（尼龍66）,、大應(yīng)力,、大應(yīng)變的電熱型人工肌肉及其規(guī)?；a(chǎn)裝備

研發(fā)設(shè)計具有自主產(chǎn)權(quán)的纖維人工肌肉自動加捻收集裝置（圖1A），可實現(xiàn)加捻應(yīng)力,、彈簧指數(shù)可調(diào),，連續(xù)生產(chǎn)長度達(dá)1 km以上，推動纖維人工肌肉的自動化生產(chǎn),。該型人工肌肉收縮率可達(dá)20%,、產(chǎn)生的應(yīng)力可達(dá)26 MPa（人類肌肉的93倍），可應(yīng)用于柔性機(jī)械手臂（圖1B）,。搭建雙模式輸出的人工肌肉應(yīng)力-應(yīng)變測試平臺,，如圖1C所示。

（2）雙向驅(qū)動的氣動人工肌肉

針對電熱型人工肌肉所存在的響應(yīng)頻率低,，能量效率低等問題,，團(tuán)隊通過對McKibben氣動人工肌肉進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，制備出收縮率大（40%）,、驅(qū)動氣壓低（0.15 MPa）,、響應(yīng)頻率高(5 Hz)的氣動卷繞型聚合物人工肌肉，通過對其關(guān)鍵制備工藝的調(diào)控,，可以制備出具有雙向驅(qū)動的氣動卷繞式人工肌肉,，如圖1D所示。

（3）快速響應(yīng)的鞘-芯人工肌肉

由于纖維自然降溫慢,，電熱人工肌肉不能高頻使用。本團(tuán)隊開發(fā)一種鞘-芯人工肌肉,，利用鞘-芯導(dǎo)熱率的差異,，實現(xiàn)了8 Hz下13%的高頻驅(qū)動應(yīng)變，如圖1E所示,。該技術(shù)為仿生飛行器的應(yīng)用奠定基礎(chǔ),。

圖1.（A）自動加捻裝置設(shè)計圖；（B）捻卷型人工肌肉驅(qū)動的機(jī)械臂,；（C）雙模式輸出應(yīng)力-應(yīng)變測試裝置,；（D）氣動卷繞型人工肌肉；（E）鞘-芯結(jié)構(gòu)人工肌肉,。

具有5年左右的纖維人工肌肉研究經(jīng)驗,，致力于降低CNT纖維制作成本、開發(fā)CNT和聚合物纖維人工肌肉新型驅(qū)動技術(shù),、開發(fā)人工肌肉驅(qū)動智能軟體機(jī)器人等,，在驅(qū)動原理、仿人型機(jī)器人,、成套制備裝備,、智能康復(fù)手套等方面取得了重要突破,。