Vävda artificiella muskler : Design och optimering

Sammanfattning: 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.