[發(fā)明專利]基于氣動(dòng)肌肉仿人上肢

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710556553.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107283413B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜飛龍;朱海濱;錢承
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興學(xué)院
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10;B25J9/14
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于氣動(dòng)肌肉仿人上肢，以氣動(dòng)肌肉模擬人的肌肉驅(qū)動(dòng)肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，具有完全模擬人的上肢運(yùn)動(dòng)的功能。仿人上肢由肋骨、椎骨、肩胛骨、肱骨、腓骨、尺骨、球鉸、氣動(dòng)肌肉以及氣動(dòng)肌肉固定板組成，模擬上肢帶肌的氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)肩關(guān)節(jié)收展、屈伸、旋內(nèi)、旋外；臂肌驅(qū)動(dòng)肘關(guān)節(jié)屈伸、旋內(nèi)、旋外，同時(shí)與上肢帶肌協(xié)同驅(qū)動(dòng)肩關(guān)節(jié)內(nèi)收、外展、旋內(nèi)、旋外；前臂肌驅(qū)動(dòng)腕關(guān)節(jié)屈伸、收展和肘關(guān)節(jié)屈伸、旋內(nèi)、旋外。本發(fā)明以氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、清潔、防爆性能好的特點(diǎn)，可用于教學(xué)演示、醫(yī)療診斷、科學(xué)研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于仿生機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于氣動(dòng)肌肉仿人上肢。

背景技術(shù)

人的上肢肌肉交錯(cuò)分布，在不同的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，各肌肉分別起到等壓、等張、等長(zhǎng)的作用，各肌肉協(xié)調(diào)動(dòng)作完成復(fù)雜的動(dòng)作輸出力和空間姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。

為了更好的了解上肢運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各肌肉的扮演的角色，有必要對(duì)上肢的肌肉分布進(jìn)行研究，由于其受到神經(jīng)系統(tǒng)控制分析不容易進(jìn)行，氣動(dòng)肌肉類似于人類肌肉的柔順性，因次有必要通過(guò)氣動(dòng)肌肉進(jìn)行仿生模擬研究。大部分仿生上肢局限于對(duì)拉氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的形式，僅僅可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，不能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)空間多個(gè)方向姿態(tài)的控制，更不能模擬人體上肢實(shí)際肌肉分布情況。中國(guó)專利201621016784.8、201110069372.6、201510434010.0都提出基于對(duì)拉氣動(dòng)肌肉的仿人上肢，均不能模擬人體上肢肌肉實(shí)際分布的情況，中國(guó)專利201510311779.3提出三根肌肉并聯(lián)形式模擬人的肌肉分布，也不能夠模擬實(shí)際肌肉分布情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種新型基于氣動(dòng)肌肉仿人上肢，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，干凈、防爆等。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

基于氣動(dòng)肌肉仿人上肢，其特征在于，它包括：骨骼部分、上肢帶肌、臂肌、前臂肌以及固定結(jié)構(gòu)；

所述的骨骼部分包括肩胛骨17、肱骨上半段2、肱骨下半段37、尺骨上半段35、尺骨下半段49，以及左肋骨一9、左肋骨二11、左肋骨三18、左肋骨四20、右肋骨一26、右肋骨二28、右肋骨三30、右肋骨四32和椎骨一8、椎骨二10、椎骨三12、椎骨四19、椎骨五21、椎骨六22、椎骨七23、椎骨八24、椎骨九25、椎骨十27、椎骨十一29、椎骨十二31、椎骨十三33；

所述的上肢帶肌包括岡上肌3、三角肌4、肩胛下肌5、岡下肌6、小圓肌7；

所述的臂肌包括啄肱肌一38、啄肱肌二39、肱肌一40、肱肌二41、肱二頭肌一42、肱二頭肌二43、肱三頭肌一44、肱三頭肌二45、肱三頭肌三46；

所述的前臂肌包括橈側(cè)腕屈肌50、掌長(zhǎng)肌51、旋前圓肌52、肱橈肌53、尺側(cè)腕伸肌54、橈側(cè)腕短伸肌55、橈側(cè)腕長(zhǎng)伸肌56、旋后肌57；

所述的固定結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)肩關(guān)節(jié)氣動(dòng)肌肉固定板1、驅(qū)動(dòng)肘關(guān)節(jié)氣動(dòng)肌肉固定板34、、驅(qū)動(dòng)腕關(guān)節(jié)氣動(dòng)肌肉固定板47；

其中，椎骨一8、椎骨二10、椎骨三12、椎骨四19、椎骨五21、椎骨六22、椎骨七23、椎骨八24、椎骨九25之間依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，椎骨十27、椎骨十一29、椎骨十二31、椎骨十三33之間也依次采用可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

左肋骨一9的兩端分別通過(guò)椎骨一8、椎骨十27與右肋骨一26的兩端固定連接；

左肋骨二11的兩端分別通過(guò)椎骨二10、椎骨十一29與右肋骨二28的兩端固定連接；

左肋骨三18的兩端分別通過(guò)椎骨三12、椎骨十二31與右肋骨三30的兩端固定連接；

左肋骨四20的兩端分別通過(guò)椎骨四19、椎骨十三33與右肋骨四32的兩端固定連接；