[發明專利]一種高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人

有效

• 申請號: 202011075158.7
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112190372B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 溫海營;于繼勇;張志勝;戴敏
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61F2/46
• 分類號: A61F2/46;A61C19/00;G01M99/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

1.一種高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，包括：

上頜靜平臺(8)，通過中間連接件(13)與固定安裝的關節面安裝板(10)連接；

下頜動平臺(9)，位于所述上頜靜平臺(8)下方，下頜動平臺(9)的兩側對稱設有下頜側板(14)；

以及三組UPS繩驅動支鏈，所述三組UPS繩驅動支鏈設于所述下頜動平臺(9)及上頜靜平臺(8)的周圍，分別用于模仿人體顳肌、咬肌和翼外肌三組肌肉，每組UPS繩驅動支鏈包括結構相同且安裝位置對稱的兩條，每條所述UPS繩驅動支鏈的結構均包括一可沿直線運動的驅動單元，每個驅動單元通過驅動繩連接有一動力單元，所述驅動單元采用繩驅動裝置(20)，其兩端分別設有球副連接軸(21)和萬向節(19)，所述動力單元采用驅動電機(23)；

三組UPS繩驅動支鏈分別包括兩條顳肌繩驅動支鏈(s1)、兩條翼外肌繩驅動支鏈(s2)和兩條咬肌繩驅動支鏈(s3),且每組的兩條繩驅動支鏈關于下頜動平臺(9)及上頜靜平臺(8)對稱設置；

對應于所述顳肌、咬肌的UPS繩驅動支鏈中的所述驅動單元，一端和與其對應側的所述下頜側板(14)球副連接，另一端和固設于所述下頜動平臺(9)及上頜靜平臺(8)周圍的固定架轉動連接，每條顳肌繩驅動支鏈(s1)的繩驅動裝置(20)的安裝結構為：一端的球副連接軸(21)與固設于下頜側板(14)上部的連接塊一(12)球副連接，另一端的萬向節(19)通過一連接塊四(18)與用于安裝對應驅動電機(23)的第一電機支撐臺(24)連接；每條咬肌繩驅動支鏈(s3)的繩驅動裝置(20)的安裝結構為：一端的球副連接軸(21)與固設于下頜側板(14)下部的連接塊二(15)球副連接，另一端的萬向節(19)通過一連接塊四(18)與用于安裝對應驅動電機(23)的第二電機支撐臺(1)連接；

對應于所述翼外肌的UPS繩驅動支鏈中的所述驅動單元，一端和與其對應側的所述下頜側板(14)球副連接，另一端和所述上頜靜平臺(8)轉動連接，每條翼外肌繩驅動支鏈(s2)的繩驅動裝置(20)的安裝結構為：一端的球副連接軸(21)與固設于下頜側板(14)上部的連接塊三(11)球副連接，另一端的萬向節(19)通過一連接塊四(18)與上頜靜平臺(8)連接。

2.根據權利要求1所述的高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，還包括仿顳下頜結構的髁突高副機構，其對稱設置在所述下頜動平臺(9)的兩側，每側的結構包括仿生髁突(6)和仿生關節面(7)，所述仿生髁突(6)一端和所述仿生關節面(7)點接觸連接，另一端和與其對應側的所述下頜側板(14)固定連接。

3.根據權利要求2所述的高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，仿生關節面(7)與所述關節面安裝板(10)固定連接，仿生關節面(7)上開有導向曲面滑槽(71)，仿生髁突(6)上設有與所述導向曲面滑槽(71)配合的圓球端(61)。

4.根據權利要求3所述的高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，所述中間連接件(13)一端與所述關節面安裝板(10)中部連接，另一端沿豎直方向安裝所述上頜靜平臺(8)，所述下頜動平臺(9)上表面設有對接于所述上頜靜平臺(8)下方的仿生下頜骨(16)。

5.根據權利要求1所述的高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，每個驅動電機(23)的輸出軸通過聯軸器(22)連接有線輪(17)。

6.根據權利要求1所述的高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，所述第一電機支撐臺(24)通過支撐斜板安裝在所述第二電機支撐臺(1)上。

7.根據權利要求1所述的高副約束的繩驅動并聯仿生口頜機器人，其特征在于，與兩條翼外肌繩驅動支鏈(s2)的繩驅動裝置(20)連接的兩個驅動電機(23)，分別安裝在第三電機支撐臺(2)和第四電機支撐臺(3)上，所述第三電機支撐臺(2)通過支撐斜板安裝在所述第四電機支撐臺(3)上。