[發(fā)明專利]一種基于氣動肌肉混聯(lián)的仿生關節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710485388.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107263523B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 姜飛龍
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開了一種基于氣動肌肉混聯(lián)的仿生關節(jié)，以氣動肌肉驅動底座、中間平臺、上端平臺模擬人的關節(jié)和肌肉運動。氣動肌肉混聯(lián)的仿生關節(jié)包括底座、中間平臺、上端平臺、多關節(jié)氣動肌肉和單關節(jié)氣動肌肉，上端平臺和底座之間連接多關節(jié)氣動肌肉，上端平臺和中間平臺之間、中間平臺和底座之間均連接單關節(jié)氣動肌肉。本發(fā)明采用氣動肌肉并聯(lián)、并聯(lián)氣動肌肉的串聯(lián)、串聯(lián)氣動肌肉的并聯(lián)、多個方向氣動肌肉混聯(lián)的方式，可以同時實現(xiàn)平臺由多個方向多根氣動肌肉協(xié)同驅動的運動，結構緊湊、清潔、防爆性能好，可用于人體關節(jié)模擬、運動模擬器、醫(yī)療康復器械等領域。

技術領域

本發(fā)明屬于仿生機器人技術領域，涉及一種模擬關節(jié)的混聯(lián)系統(tǒng)。

背景技術

氣動肌肉與人的肌肉在柔順性方面很類似，另外氣動肌肉通過充放氣收縮提供拉力進行工作，人的肌肉則通過吸收氧氣和水，排除二氧化碳工作，同時兩者還有等壓、等張、等長等相類似的工作狀態(tài)。氣動肌肉可以進一步用于精度高、輸出力大的并聯(lián)平臺模擬人的關節(jié)。

中國專利200610053005.6提出一種中間為固定軸，周邊均勻分布三根氣動肌肉驅動的并聯(lián)平臺，可以實現(xiàn)固定平臺的橫搖、縱搖。

中國專利201410267007.X在中國專利200610053005.6的基礎上去掉中間桿，僅保留了三根均勻分布氣動肌肉，可以實現(xiàn)橫搖、縱搖和升沉運動。

中國專利201510665545.9提出一種由六根均勻分布的氣動肌肉驅動固定平臺具有6個自由度。

以上均不能較好的模擬人的關節(jié)和肌肉分布狀態(tài)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有的技術缺陷，提供了一種基于氣動肌肉混聯(lián)的仿生關節(jié)，本發(fā)明結構緊湊，干凈、防爆等。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

基于氣動肌肉混聯(lián)的仿生關節(jié)，其包括：底座1、中間平臺7、上端平臺10、多關節(jié)氣動肌肉和單關節(jié)氣動肌肉，所述的上端平臺10和所述的底座1之間連接所述的多關節(jié)氣動肌肉，所述的上端平臺和所述的中間平臺7之間、所述的中間平臺7和所述的底座1之間均連接所述的單關節(jié)氣動肌肉。

進一步的，所述的多關節(jié)氣動肌肉為3個，所述的上端平臺10和所述的底座1之間、所述的中間平臺7和所述的底座1之間的所述的單關節(jié)氣動肌肉均為3個。

更進一步的，所述的仿生關節(jié)還包括下端支撐桿6和上端支撐桿9，所述的下端支撐桿6一端與所述的底座1連接，另一端與所述的中間平臺7連接；所述的上端支撐桿9的一端與中間平臺7連接，另一端與所述的上端平臺10連接。

更進一步的，當所述的底座1固定，所述的中間平臺7、上端平臺10運動時，各部件的連接關系進一步如下：

所述的單關節(jié)氣動肌肉和多關節(jié)氣動肌肉與所述的底座1、中間平臺7、上端平臺10均為可轉動連接，所述的下端支撐桿6與所述的底座1為固定連接，另一端與所述的中間平臺7可轉動連接；所述的上端支撐桿9的一端與中間平臺7固定連接，另一端與所述的上端平臺10可轉動連接。

一種控制上述權利要求所述的基于氣動肌肉混聯(lián)的仿生關節(jié)的控制系統(tǒng)，還包括

消聲器19、消聲罐20、高速開關閥閥組21、舵機控制器22、樹莓派23、計算機24、數(shù)據(jù)采集卡25、氣動三聯(lián)體26、保壓罐27、傾角傳感器28、壓力傳感器29；

所述的氣動三聯(lián)體26、所述的保壓罐27、所述的高速開關閥閥組21的進氣閥、所述的單關節(jié)氣動肌肉和多關節(jié)氣動肌肉、所述的高速開關閥閥組21出氣閥、所述的消聲罐20、所述的消聲器19順次連接；所述的計算機、所述的樹莓派23、所述的舵機控制器22、所述的高速開關閥閥組21的線圈順次連接；