[发明专利]拮抗式气动肌肉驱动的变转轴大转角仿生膝关节

摘要

本发明属于仿生机器人技术领域，特别涉及一种拮抗式气动肌肉驱动的变转轴大转角仿生膝关节。本发明包括第一上固定座、第二上固定座、下固定座、圆弧形齿条、限位块、关节座、第一轴销、第二轴销、关节轴、第一直齿轮、第二直齿轮、第一轴承、第二轴承、第一气动肌肉、第二气动肌肉、I型接头和关节支架。本发明采用气动肌肉驱动，具有机构简单、节能以及柔顺性好等优点。气动肌肉拉动实现的关节支架摆动与齿轮传动引起的关节座摆动叠加，增加了关节的摆角范围。同时本发明很好的模拟了人类膝关节只能单侧摆动的特性，值得应用。

主权项

拮抗式气动肌肉驱动的变转轴大转角仿生膝关节，包括第一上固定座（101）、第二上固定座（102）、下固定座（103）、圆弧形齿条（1a）、限位块（1b）、关节座（2）、第一轴销（301）、第二轴销（302）、关节轴（4）、第一直齿轮（501）、第二直齿轮（502）、第一轴承（601）、第二轴承（602）、第一气动肌肉（701）、第二气动肌肉（702）、I型接头（8）和关节支架（9），其特征在于：第一上固定座（101）与第二上固定座（102）之间设置有关节座（2），关节座（2）的一端通过第一轴销（301）与第一上固定座（101）、第二上固定座（102）相铰接，第一气动肌肉（701）的一端固接有I型接头（8），且同样通过第一轴销（301）与第一上固定座（101）、第二上固定座（102）相铰接；关节支架（9）的一端通过关节轴（4）与关节座（2）相铰接，关节轴（4）与关节座（2）之间设置有第一轴承（601）且关节轴（4）与关节支架（9）固接；第二气动肌肉（702）的一端固接有I型接头（8）且通过第二轴销（302）与关节座（2）的另一端相铰接，第一气动肌肉（701）、第二气动肌肉（702）以及关节支架（9）的另一端均与下固定座（103）固接；关节轴（4）的两端分别固接有第一直齿轮（501），第二轴销（302）的两端分别设置有第二直齿轮（502），第二直齿轮（502）与第二轴销(302)之间设置有第二轴承（602），第一直齿轮（501）与第二直齿轮（502）啮合；所述的第一上固定座（101）和第二上固定座（102）中部镂空，靠第二直齿轮（502）左侧的镂空面为以第一轴销（301）为圆心的圆弧面，且圆弧面上设置有若干内齿形成圆弧形齿条（1a）；圆弧形齿条（1a）的分度圆半径等于以第一轴销（301）到第二轴销（302）的距离与第二直齿轮（502）分度圆半径之和，且圆弧形齿条（1a）与第二直齿轮（502）啮合；在第一上固定座（101）与第二上固定座（102）之间以及关节座（2）上方还设置有限位块（1b）。