[實用新型]基于氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構

有效

• 申請號: 201820607588.0
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN208100374U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 馮寧;石亮亮;賈皓哲;常英麗;閆杰;高鵬飛;王艷輝
• 申請（專利權）人: 平頂山學院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 軒文君

本實用新型涉及一種基于氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構，本實用新型有效的解決了傳統的仿生機器人頸部結構仿生性不高，頸部的柔韌性不足致使仿生頸部的機構無法靈活運動的問題；解決的技術方案包括機器體和機器頭部以及設置在機器體和機器頭部之間的多根氣動肌肉，所述氣動肌肉的軸向兩端分別設有萬向節，氣動肌肉經萬向節分別與機器體和機器頭部相連，本實用新型提出了基于氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構，該仿生頸部肌肉結構能夠實現頸部多自由度的旋轉，即能實現前屈，后仰，左向側屈，右向側屈，左向旋轉，右向旋轉等柔性動作，當仿生頸部肌肉結構需要處于某一特定狀態時通過旋緊螺母便可使該機構較為穩定的保持該狀態。

技術領域

本實用新型屬于仿生機器人結構技術領域，具體涉及一種機器人氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構。

背景技術

人脖子關節在運動過程中，由于長時間固定姿勢的原因，容易引起腰部疾病或者落枕。氣動肌肉在柔順性方面具有類似于人類肌肉類似的特性，因此為了能夠為具有脖子疾病的病人提供診斷幫助，進一步為骨骼和肌肉康復糾正訓練設備的設計提供依據，或者為人機工程學機器設計提供參考，減少設計和制造的機器對人脖子的傷害，提高工人的勞動保障。現有仿生機器人頸部的結構大部分是機器人的頭部與身體以剛性構件通過轉動副聯接，模仿人類的頸部關節，并以執行裝置代替肌肉實現對頭部的支撐及連續地協調動作,實現頸部的運動,但是剛性構件通過轉動副連接機構占用空間過大，并且結構仿生性不高，頸部的柔韌性不足致使仿生頸部的機構無法靈活運動，進而不能達到想要的效果，因此一種結構合理、仿生效果好、性能可靠的仿生頸部肌肉結構就顯得尤為重要。

實用新型內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本實用新型提供一種基于氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構，有效的解決了背景技術中所述的問題。

具體技術方案如下：

基于氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構包括機器體、機器頭部，其特征在于所述機器體和機器頭部之間設有多根氣動肌肉，所述氣動肌肉的軸向兩端分別設有萬向節且氣動肌肉經萬向節分別與機器體和機器頭部相連。

優選的，所述機器體和機器頭部之間豎向設有一號氣動肌肉和五號氣動肌肉且一號氣動肌肉和五號氣動肌肉以機器體沿長度方向的中軸線間隔對稱設置。

優選的，所述一號氣動肌肉和五號氣動肌肉面向機器頭部面部朝向的一側以機器體沿長度方向的中軸線間隔對稱設有二號氣動肌肉和六號氣動肌肉。

優選的，所述一號氣動肌肉和五號氣動肌肉背離機器頭部面部朝向的一側以機器體沿長度方向的中軸線對稱設有三號氣動肌肉和四號氣動肌肉。

優選的，所述萬向節包括底板，所述底板上端面中間位置設有球鉸件，所述球鉸件頂端豎向設有圓柱形長桿，所述底板縱向兩端和橫向兩端以球鉸件為對稱點均設有兩端通透的圓筒，置于底板縱向兩端的圓筒沿底板縱向延伸，置于底板橫向兩端的圓筒沿底板橫向延伸，所述圓筒內套固有軸且軸沿背離球鉸件方向向外伸出圓筒，所述軸伸出圓筒一端設有螺母且伸出端設有與螺母相配合的螺紋，所述底板縱向兩端面的軸上轉動連接有第一圓弧狀板且第一圓弧狀板沿其周向開設有第一溝槽，所述底板橫向兩端面軸上轉動連接有間隔置于第一圓弧狀板上方的第二圓弧狀板且第二圓弧狀板沿其周向開設有第二溝槽，所述長桿分別穿過第一溝槽和第二溝槽，長桿與第一溝槽和第二溝槽側壁之間緊密接觸且滑動配合，所述螺母與圓弧狀板之間設有彈性墊片。

優選的，所述氣動肌肉軸向兩端面中間部位設有與圓柱形長桿相配合且不通透的圓孔，所述圓柱形長桿固定于該圓孔內。

上述技術方案有益效果在于：

（1）本實用新型提出了基于氣動肌肉的仿生頸部肌肉結構，該仿生頸部肌肉結構能夠實現頸部多自由度的旋轉，即能實現前屈，后仰，左向側屈，右向側屈，左向旋轉，右向旋轉等柔性動作，當仿生頸部肌肉結構需要處于某一特定狀態時通過旋緊螺母便可使該機構較為穩定的保持該狀態。