[发明专利]一种基于气动肌肉的仿生机器人

说明书

本发明涉及一种基于气动肌肉的仿生机器人，以气动肌肉模拟人的肌肉驱动肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节的运动，具有完全模拟人关节运动的功能。所述的仿生机器人主要由胸骨、椎骨、肋骨、骨盆、股骨、腓骨、连接件、带轮、带、锥齿轮、气动肌肉以及控制系统组成。两组气动肌肉以拮抗肌的形式驱动，通过带轮、带、锥齿轮传动，同时驱动肩关节、肘关节、腕关节转动。多组串联、并联、混联的气动肌肉，以外、中、内层的形式分别起始于胸骨或骨盆，终止于肋骨。本发明专利以气动肌肉驱动，具有结构紧凑、柔顺性好、自由度多的特点，可用于教学演示、医疗诊断、运动员运动训练。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是一种结构紧凑、柔顺性好、自由度多的基于气动肌肉的仿生机器人。

背景技术

柔性机器人由于具有较好的柔顺性，在复杂环境运动过程中，如果与外界发生碰撞，由于其自身具有较好的柔顺性而避免刚性损坏。气动肌肉由于具有较好的柔顺性，在柔性机器人领域具有较多的应用。

仿生机器人是机器人领域一个重要的研究领域，由于在设计机器人的过程中，往往吸取生物的优势进行设计，而生物的这些优势进化几千年，为适应外部环境进化而来。

现有技术中，提出肋骨、胸骨、骨盆之间设置长气动肌肉、中气动肌肉、短气动肌肉，但是人体腰关节肌肉错综复杂，从不同的角度分析，可以设计出不同的构型。中国专利CN107550688B，申请号：201710944285.8，申请日：2017-10-12，公开一种基于气动肌肉仿人型机器人，以气动肌肉模拟人的肌肉驱动肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节的运动，具有完全模拟人运动的功能。提出气动肌肉以拮抗肌形式驱动关节，但是一组拮抗肌形式的气动肌肉仅驱动单个关节的运动。

需要一种结构紧凑、柔顺性好、自由度多的基于气动肌肉的仿生机器人。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、柔顺性好、自由度多的基于气动肌肉的仿生机器人。

一种基于气动肌肉的仿生机器人，包括：

腰关节，所述腰关节的上部设置头部关节，两侧分别设置上肢关节一和上肢关节二，下部分别设置下肢关节一和下肢关节二，所述上肢关节一和上肢关节二结构相同且互为镜像，所述下肢关节一和下肢关节二结构相同且互为镜像；

所述腰关节的胸骨、椎骨一、椎骨二、椎骨三、椎骨四、椎骨五、椎骨六、椎骨七、椎骨八、椎骨九、椎骨十、椎骨十一、骨盆依次可转动连接，所述椎骨四固定连接肋骨一，所述椎骨五固定连接肋骨二，所述椎骨六固定连接肋骨三，所述椎骨七固定连接肋骨四，所述椎骨八固定连接肋骨五，所述胸骨和肋骨一分别可转动连接气动肌肉短肌一、气动肌肉短肌二、气动肌肉短肌三、气动肌肉短肌四的两端，所述胸骨和肋骨二分别可转动连接气动肌肉中肌一、气动肌肉中肌二、气动肌肉中肌三、气动肌肉中肌四的两端，所述胸骨和肋骨三分别可转动连接气动肌肉长肌一、气动肌肉长肌二、气动肌肉长肌三、气动肌肉长肌四的两端，所述骨盆和肋骨三分别可转动连接气动肌肉长肌五、气动肌肉长肌六、气动肌肉长肌七、气动肌肉长肌八的两端，所述骨盆和肋骨四分别可转动连接气动肌肉中肌五、气动肌肉中肌六、气动肌肉中肌七、气动肌肉中肌八的两端，所述骨盆和肋骨五分别可转动连接气动肌肉短肌五、气动肌肉短肌六、气动肌肉短肌七、气动肌肉短肌八的两端；