Arbetet undersökte möjligheterna att väva artificiella muskler och ämnade till att vara en förstudie till fortsatt forskning inom området. Rörelsehinder begränsar många människor i sin vardag och något som ca 15 % av jordens befolkning lever med. Dagens kommersiella rörelse-assisterande hjälpmedel är oftast bestående av hårda och stela material och möjligheten att utveckla mjuka och mer följsamma hjälpmedel utforskas ständigt. Syftet var att undersöka om en vävd artificiell muskel kunde efterlikna en däggdjurs muskel utifrån kraft och kontraktions egenskaper och vad textil kunde bidra med till konstruktionen. McKibben aktuatorer integrerades parallellt i en väv för att skapa en konstruktion. En litteraturstudie utfördes på ämnet muskler, aktuatorer och textil för att kunna dra rimliga slutsatser och analyser i arbetet. För att utvärdera egenskaperna hos en vävd muskel har olika kombinationer av vävda konstruktioner med integrerade McKibben aktuatorer undersökts. Konstruktionernas mått har varierats mellan hur hårt och hur tätt McKibben aktuatorerna integrerats i väven för att söka efter de optimala parametrarna. I rapporten kommer de att benämnas som kanaler och zoner. Sammanlagt har 10 olika vävprover skapats och testas. Testmetoderna som används i arbetet är framtagna specifikt för detta arbete och inga standardiserade metoder har använts. Testmetoderna som utformades är baserade på tidigare forskningsförsök samt kunskap om däggdjurs muskelns förmåga att kontrahera och utöva kraft. Kontraktionen testades genom att undersöka hur mycket den vävda muskeln drog ihop sig och styrkan mättes i kraft med hjälp av en dynamometer. Resultaten som gavs från testerna var att kanaler som begränsar McKibben aktuatorernas förmåga att expandera begränsar dess förmåga att kontrahera men att zonerna inte gav någon större påverkan på vare sig kraft eller kontraktion. Från på de vävda proverna som visade bäst resultat i testerna skapades en optimal artificiell muskel och en maskinvävd artificiell muskel. För den optimala artificiella muskeln integrerades fler McKibben aktuatorer. I syfte att undersöka ifall fler aktuatorer i konstruktionen visade på ökad kraft. Additivitet i kraft påvisades och textil bidrog till maximal kraft kunde uppnås. Den maskinvävda artificiella muskeln producerades för att undersöka potentiella produktionsmöjligheter och därmed skulle kunna användas till en tänkbar applikation. Arbetets resulterade i en optimerad vävd artificiell muskel och påvisar möjligheter för att skala upp en produktion av vävda artificiella muskler. Sammanfattningsvis kunde en vävd artificiell muskel påvisa goda kontraktions och kraftegenskaper likt en däggdjurs muskel. / The work investigated the possibilities of weaving artificial muscles and is intended to inspire further studies in the field. Disability affects many people in their daily lives and about 15 % of the world's population lives with some form of disability. Today´s commensally used rehabilitation and mobility assistance applications are usually made of hard and stiff materials. But the development of soft and more bodyc ompliant aids are constantly being explored. The purpose of this study was to investigate whether woven artificial muscles could show similarities with mammal's muscles based on their ability to exert force and contract. McKibben actuators were integrated in a woven structure creating a combined construction. The textile aspect was further investigated to examine if it could contribute to the construction by increasing these properties. A literature study was developed to increase the knowledge of subjects such as muscles, actuators and textiles. To investigate the properties of a woven muscle, various combinations of woven structures with integrated McKibben actuators have been created. The proportions of the woven structures have varied between how tight and how close the McKibben actuators could be integrated to the fabric. The purpose was to find the optimal parameters for the woven muscle. In the report, the parameters will be referred to as channels and zones. A total of 10 different constructions have been created and tested. The test methods used in the study were developed for this report and no established methods have been used. Test methods were designed and developed with the intention to investigate force and contraction properties for the weaved muscle based on information of mammal muscles. By measuring contraction length and force for each woven sample with integrated McKibben actuators. The results from the tests showed that a tight channel could limit the McKibben actuators' ability to contract, however the zones did not impact the contraction ability or force extraction. Based on the results the most optimal parameters were discovered and an optimal artificial muscle was created. For the optimal artificial muscle, more McKibben actuators were integrated. In order to investigate if the force could be increased. Additivity in force was found and the textile structure contributed to increased force. A machine-woven artificial muscle was produced to investigate potential production possibilities. Whether these woven artificial muscles could be used in further applications were discussed. The study resulted in an optimized woven artificial muscle. Industrial production opportunities were demonstrated by producing an artificial muscle in an industrial weaving machine. In conclusion, the weaved artificial muscle showed good contraction and force abilities similar to a mammalian muscle.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hb-26459 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Bellvik, Julia, Persson, Hanna |
| Publisher | Högskolan i Borås, Akademin för textil, teknik och ekonomi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0038 seconds