[發明專利]基于氣缸的仿人機器人系統

有效

• 申請號: 201910890458.1
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110561457B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 魯如山;姜飛龍;楊立娜;曹堅;許聚武;楊德山;汪斌;何琳;楊琴;張海軍;朱荷蕾;劉睿瑩;胡紅生;趙偉;李偉榮;尚濤;宋玉來;錢承;陳晟;周麗;沈建英;戴婷;殷小亮;董睿;葉寶林
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/14
• 代理公司: 上海啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 袁威

本發明涉及基于氣缸的仿人機器人系統，上肢關節裝置的腰部第一連接件的兩端分別可轉動連接肱骨支架，肱骨支架依次連接大臂連接件，萬向節和小臂連接件；腰關節裝置的腰部第一擺動氣缸兩端設置在腰部第一連接件上，腰部第一擺動氣缸固定在腰部第二連接件上，腰部第二連接件固定在腰部第二擺動氣缸的轉動軸上，腰部第二擺動氣缸的缸體固定在腰部第三連接件上，腰部第三連接件的兩側分別可轉動連接至少四個腰部氣缸。本發明結構緊湊、自由度多、運動模式多、運動空間和運動范圍大。

技術領域

本發明涉及機器人設備技術領域，特別是一種結構緊湊、自由度多、運動模式多、運動空間和運動范圍大的基于氣缸的仿人機器人系統。

背景技術

1960年開始，隨著二極管等電路控制系統的發展，美國一些科研人員開始研究能夠替代人類，完成危險、繁重工作的機器人，根據實際的需求不同，機器人可以設計成不同形狀，其中仿人機器人集中機械、電氣、控制等多學科，為機器人領域的一個分支，代表了一個國家的科技水平和科研實力。

氣缸以空氣作為介質，取之不完、用之不盡，氣缸有較大的運動空間，并且氣缸已經在工業領域廣泛運用。按照運動方式，氣缸又可以分為直線型和旋轉型氣缸，均可用于驅動機器人關節，以氣缸驅動的關節和機器人將具有較為廣闊的應用前景。

目前以氣缸驅動的仿人型機器人研究基本處于空白狀態，除中國專利申請號201711099824.9，公告號CN107717961A公開了一種基于氣缸的仿人型機器人，以氣缸作為驅動元件模擬人的腰關節以及四肢運動，具有完全模擬人運動的功能。所述的仿人型機器人主要由氣缸、固定板、股骨、腓骨、肱骨組成，具有44個自由度；其中模擬的腰關節具有12個自由度，模擬下肢的髖關節、膝關節、踝關節分別具有3、2、2個自由度，模擬上肢的肩關節、肘關節、腕關節分別具有3、1、4個自由度，肩關節與肘關節之間增加了一個自由度。

中國專利申請號201810258382.6，公告號CN108453705A公開一種基于氣缸的仿人型機器人系統，以氣缸作為驅動元件模擬人的軀干關節以及四肢運動，具有完全模擬人運動的功能。所述的基于氣缸仿人型機器人主要由直線運動氣缸、擺動氣缸、椎骨、固定板、股骨、腓骨、腳、氣爪等組成，具有38個自由度。其中模擬的軀干關節具有6個自由度，模擬下肢的髖關節、膝關節、踝關節分別具有3、3、3個自由度，模擬上肢的肩關節、肘關節、腕關節分別具有4、1、2個自由度。

上述仿人型機器人并沒有考慮腰關節驅動上肢、下肢之間的前后、左右擺動，以及多氣缸組合的關節運動，但是其運動空間和運動范圍比較單一，不能夠靈活的調整狀態適應實際需要，自由度比較少。

需要一種結構緊湊、自由度多、運動模式多、運動空間和運動范圍大的基于氣缸的仿人機器人系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構緊湊、自由度多、運動模式多、運動空間和運動范圍大的基于氣缸的仿人機器人系統。

基于氣缸的仿人機器人系統，包括：

上肢關節裝置，所述上肢關節裝置的腰部第一連接件的兩端分別可轉動連接肱骨支架，所述肱骨支架依次連接大臂連接件，萬向節和小臂連接件，所述腰部第一連接件和小臂連接件之間至少設置三個大臂氣缸，大臂氣缸圍繞在所述肱骨支架四周，所述大臂氣缸分別與腰部第一連接件和小臂連接件可轉動連接，所述小臂連接件可轉動連接至少四個小臂氣缸，所述小臂氣缸可轉動連接小臂連接支撐，所述小臂連接支撐上固定氣爪；

腰關節裝置，所述腰關節裝置的腰部第一擺動氣缸兩端設置在腰部第一連接件上，所述腰部第一擺動氣缸固定在腰部第二連接件上，所述腰部第二連接件固定在腰部第二擺動氣缸的轉動軸上，所述腰部第二擺動氣缸的缸體固定在腰部第三連接件上，所述腰部第三連接件的兩側分別可轉動連接至少四個腰部氣缸，所述腰部氣缸可轉動連接髖關節連接件；