驱动技术的发展历经蒸汽机、内燃机、电动机，机械系统的灵活性性、使用方便性、能量利用率也获得了大幅提升。但高性能机器人(微型、仿生机器人)要求高灵活性、高冗余度、高效率、高负载/质量比，电机还难以满足这些。生物体的各种运动方式中，大都通过肌肉伸缩与舒展实现，所以人工肌肉成为科学研究中的热点问题之一。因此，基于3D打印原理，提出一种仿生人工肌肉新型制备方法，该方法制备工艺过程简单，成本低，可进行标准化、大批量生产，也可打印各种形状驱动器，适合于多种工作环境。本发明涉及人工肌肉技术领域，特别是涉及一种用3D打印方法制备人工肌肉，可打印各种形状驱动器，适合于多种工作环境。本发明公开了一种凝胶类仿生人工肌肉的3D打印装置及制备方法，该3D打印装置包括机架、打印机构、打印平台、相分离模块、激光切割模块、电极喷涂模块、温控模块。机架为龙门式结构，打印机构安装在机架立柱底端，机架横梁上设有激光切割模块，机架侧壁设有电极喷涂模块，机架两侧设有对称导轨，同时，侧壁上设有用于驱动打印平台升降的驱动装置，相分离模块放置在打印平台下面。本装置适合于连续制备人工肌肉、打印不同规格人工肌肉条，具有制备速度快、成本低、可批量化、标准化生产；人工肌肉电解质层与电极层紧密接触，减少电极层与驱动层接触电阻，进而增强了人工肌肉的偏转位移和驱动力。该装置运行状态稳定，可满足生产要求；采用模块化结构设计，可打印不同规格的人工肌肉条，适用范围广泛；装置外部安装有机架包裹，安全性良好。①相比于现有的浇铸法制备人工肌肉，简化了工艺步骤，生产效率更高，可批量生产；②相比热压贴合法形成人工肌肉组织，本方法所提出方案保证电极膜与驱动膜表面的各个部分都能良好贴合在一起，避免接触不良；③相比于化学沉积法制备人工肌肉，本方法制备驱动器的性能不限制于操作员熟悉程度，性能比较稳定，可标准化生产；同时，驱动器电极层不使用贵重金属，环境影响小，驱动器可降解、绿色环保。在仿生机器人，医疗器材、工业产品制造等领域有广泛应用。

东北林业大学

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