一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具

摘要

本发明提供一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，包括模具盒体和连通网格型支架；所述模具盒体内壁上有导引线凹槽，所述导引线凹槽与连通网格型支架相配合，所述连通网格型支架为“宫格型”结构，且连通网格型支架的转角连接处设置有溶液连接孔道，所述连通网格型支架上的支架壁上设置有刻度标尺；所述模具盒体上设置有刻度标尺；本发明针对装配CAH人工肌肉的实验用干燥模具，采用连通网格型支架与模具盒体相互组合的方式，其整体结构简单、易于操作、加工成本低廉；本发明用于科研实验的装配CAH人工肌肉的干燥模具，其操作简单、精度可靠，能够满足科研实验所需求的大批量装配，提高了科研效率。

权利要求

1.一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，包括模具盒体和连通网格型支架；其特征是，所述模具盒体内壁上有导引线凹槽，所述导引线凹槽与连通网格型支架相配合，所述连通网格型支架为“宫格型”结构，且连通网格型支架的转角连接处设置有溶液连接孔道。

2.根据权利要求1所述的装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，其特征是，所述连通网格型支架上的支架壁上设置有刻度标尺。

3.根据权利要求1或2所述的装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，其特征是，所述模具盒体上设置有刻度标尺。

4.根据权利要求1或2所述的装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，其特征是，所述溶液连接孔道至少为一个。

5.根据权利要求3所述的装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，其特征是，所述溶液连接孔道至少为一个。

说明书

一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具

技术领域

[0001] 本发明涉及一种实验用干燥模具，尤其涉及一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具。

背景技术

[0002] 海藻酸钙水凝胶(calcium alginate hydrogel，CAH)是一种离子型电致动聚合物的智能材料，其致动性能非常相似于生物肌肉，通常称之为“人工肌肉”，在仿生制造等领域具有广泛地应用价值。CAH人工肌肉由一片电致动膜和两片电极膜组成，两片电极膜分别覆盖在电致动膜的两侧，贴合形成类似“三明治”结构的电致动器。响应性能是衡量CAH人工肌肉的重要指标，而其装配干燥的过程直接影响着自身响应性能的优劣。目前，国内外研究人员一直在积极探索着装配CAH人工肌肉的工艺过程，而缺少研制成熟、适合的装配干燥器具。因此，研究开发一套结构简单、精度可靠的实验用装配干燥模具，能够大幅度提升CAH人工肌肉的装配效率与干燥成膜的成功率，对其进一步广泛应用具有重要意义。

[0003] “Polymer Composites”期刊，2015年刊登的“Fabrication and applied investigation of a muscle like linear actuator using ionic polymer metal composites”文章中使用了小号生物培养皿和化学烧杯，作为线性致动器的装配与干燥模具。但是在其装配过程中，只能每片电致动器进行单独成膜，无法实现快速大量制备，导致了工作效率较低。此外，干燥成膜的厚薄程度无法实现准确控制，使得裁剪成型后的线性致动器，其各片性能质量不一致。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供了结构简单，精度可靠，易于操作，装配效率高的一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具。

[0005] 本发明的目的是这样实现的：

[0006] 一种装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的实验用干燥模具，包括模具盒体和连通网格型支架；所述模具盒体内壁上有导引线凹槽，所述导引线凹槽与连通网格型支架相配合，所述连通网格型支架为“宫格型”结构，且连通网格型支架的转角连接处设置有溶液连接孔道。

[0007] 本发明还包括这样一些特征：

[0008] 1.所述连通网格型支架上的支架壁上设置有刻度标尺；

[0009] 2.所述模具盒体上设置有刻度标尺；

[0010] 3.所述溶液连接孔道至少为一个。

[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0012] 针对装配CAH人工肌肉的实验用干燥模具，采用连通网格型支架与模具盒体相互组合的方式，其整体结构简单、易于操作、加工成本低廉。模具盒体内壁加工有导引线凹槽，使得干燥模具拆装快速、清洗方便。设计连通网格型支架可以快速大量地装配人工肌肉，简化工艺步骤、提高了装配效率。该支架各转角连接处开有通孔，降低了因为装配不对称而引起的人工肌肉性能差异。模具盒体与网格型支架的内壁侧均刻有溶剂量刻度标尺，实现装配准确、每层膜厚度可控。本发明用于科研实验的装配CAH人工肌肉的干燥模具，其操作简单、精度可靠，能够满足科研实验所需求的大批量装配，提高了科研效率。

附图说明

[0013] 图1是干燥模具整体三维结构图；

[0014] 图2是模具盒体结构示意图；

[0015] 图3是连通网格型支架结构图；

[0016] 图4是模具合体内壁的导引线凹槽放大图；

[0017] 图5是容积量刻度标尺放大示意图；

[0018] 图6是网格支架转角处的通孔结构放大图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0020] 本发明专利的目的是提供一种结构简单，精度可靠，易于操作，装配效率高，用于科研实验中的批量装配CAH人工肌肉的干燥模具。同时，使用该干燥模具装配成型的CAH人工肌肉，可提升其自身整体的响应性能并达到各片一致性。

[0021] 本发明的目的是这样实现的：

[0022] 一种装配CAH人工肌肉的实验用干燥模具，主要由连通网格型支架与模具盒体两部分组成。连通网格型支架沿着模具盒体内壁的导引线凹槽，正确安装在模具盒体的内部。则模具盒体的内部空间，就被均匀地分割成了体积相等的各部分，类似于常见的“宫格型”结构空间。使得干燥一次CAH人工肌肉的膜溶液，可以装配成型许多片电致动器。与此同时，在连通网格型支架的各转角连接处，都开有相互连通的孔道，使得干燥各片人工肌肉的每一层膜溶液时，其各小网格空间内的体积量均相等。实现了装配成型后的膜厚度同层一致、每层可控，进而性能质量均相同。此外，在模具盒体与连通网格型支架的内壁侧，都刻有指示干燥容量的刻度标尺，以保证装配成型后的每层人工肌肉膜厚度均可准确控制。

[0023] 本发明还包括这样一些结构特征：

[0024] 模具盒体内壁加工有导引线凹槽，用于快速定位安装连通网格型支架；连通网格型支架设计成“宫格型”结构，实现快速大量装配人工肌肉；连通网格型支架的各转角连接处，都开有通孔，保证各片人工肌肉的每层膜溶液干燥量相同，由此得到装配成型后的性能质量均一致；模具盒体与连通网格型支架的内壁侧，均刻有指示容积量的刻度标尺，达到准确控制人工肌肉的各层膜厚度。

[0025] 结合图1-6，本发明一种用于科研实验的装配CAH人工肌肉的干燥模具整体结构，如图1所示，主要由模具盒体与连通网格型支架两部分组成。其结构细节包括：模具盒体内壁1处的导引线凹槽3，网格型支架与盒体内壁均刻有的指示容积量的刻度标尺2，以及支架各转角连接处的溶液连通孔道5。

[0026] 模具盒体结构如图2所示，在盒体内壁1上刻有指示容积量的刻度标尺2与导引线凹槽3，并结合图4与图5，其分别为以上两处结构细节的局部放大图。将连通网格型支架沿着模具盒体内壁1的导引线凹槽3，正确定位安装在盒体内部，得到容积相等的各部分小空间，则可以同时装配成型许多片人工肌肉。随后向模具盒体内的任意一个小网格空间内，准确平稳地倾倒预先制备好的人工肌肉膜溶液。同时，眼睛注意观察盒体内壁1上的刻度标尺2，该刻度示数仅表示一个小网格空间内的容积量，以便于操作人员对应实验数据、避免大量繁琐计算、实现简单快速操作，而且能够准确控制装配成型后的每层人工肌肉膜厚度。

[0027] 连通网格型支架如图3所示，在支架壁4上同样刻有指示容积量的刻度标尺2，及其各转角连接处的溶液连通孔道5，并结合图5与图6，其分别为以上两处结构细节的局部放大图。支架壁与模具盒体内壁的多处均刻有指示容积量刻度，使得操作人员在干燥模具的任意一侧倾倒膜溶液时，都可以方便地观察到容积量刻度标尺，做到实验量精确可控，保证了装配过程的准确与顺利。其次，倒入盒体内的每层膜溶液，都会经由网格支架间的通孔相互流淌开来，直到各处小网格空间内的溶液面高度相同，即体积量均相等。因此，批量装配成型后的各片人工肌肉，性能质量相同且稳定，消除了由装配不对称而引起的致动性能差异。

[0028] 待每层膜溶液干燥成膜后，再向其表面倾倒下一层膜溶液，并按照上述步骤逐步进行，直到CAH人工肌肉的装配全部完成。

[0029] 具体工作原理：

[0030] 用于科研实验的装配干燥模具，其“宫格型”结构满足快速大量成型需求，同时CAH人工肌肉的整个装配过程，都伴随在其每层膜溶液的干燥成型过程中。由于液体的流动性，每层膜溶液均能够在开有通孔的网格支架间相互蔓延，自然保证了各片人工肌肉的膜溶液干燥量相同，由此装配成型后的性能质量均一致。同时基于干燥模具内壁的多处均刻有容积量刻度，可以准确控制每层膜厚度，达到装配精度要求，从而实现了大批量制备、快速装配成型CAH人工肌肉。

[0031] 综上所述：

[0032] 本发明涉及一种用于科研实验的装配海藻酸钙水凝胶人工肌肉的干燥模具。其主要由连通网格型支架与模具盒体两部分组成。支架沿着模具盒体内壁的导引线凹槽，正确安装在其内部，则模具盒体的内部空间，就被均匀地分割成了体积相等的各小部分，类似于常见的“宫格型”结构空间。同时，在连通网格型支架的各转角连接处，都开有相互连通的孔道，使得干燥各片人工肌肉的每一层膜溶液时，其各小网格空间内的体积量均相等。在模具盒体与支架的内壁侧，均刻有指示干燥容量的刻度标尺，用以保证装配成型后的每层人工肌肉的膜厚度，均可实现准确控制。本发明的装配干燥模具，其整体结构简单、易于操作、加工成本低廉，能够满足科研实验所需的大批量装配，提高了科研效率。