本发明涉及一种基于气缸与气动肌肉仿人机器人系统,以气缸和气动肌肉驱动人的肩关节、肘关节、腕关节、手指、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节、脚趾的运动,具有完全模拟人运动的功能。由直线气缸、摆动气缸、气动肌肉、锥齿轮、椎骨以及连接板组成。多个直线气缸驱动肩关节运动,摆动气缸与锥齿轮结合驱动肘关节,气动肌肉驱动腕关节和手指;多根气动肌肉驱动腰关节和椎骨;摆动气缸与平行四边形结构结合驱动下肢运动。肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节、分别具有6、1、2、1、1、2个自由度。本发明专利以气缸和气动肌肉驱动,具有结构紧凑、防爆性能好、自由度多、刚柔结合的特点,可用于教学和演示。
1.一种基于气缸与气动肌肉仿人机器人系统,其特征在于,包括:胸关节(1),所述胸关节(1)两侧互为镜像的设置两组上肢关节(2),下方固定在腰关节(3)上,所述腰关节(3)的下方互为镜像的设置下肢关节(4),所述下肢关节(4)分别为左下肢(4-1)和右下肢(4-2);所述胸关节(1)的胸关节固定板(5)两侧互为镜像的设置直线气缸一(6)、直线气缸二(7)、直线气缸三(8)、直线气缸四(9)、直线气缸五(17)、直线气缸六(18)、直线气缸七(19)和直线气缸八(20),所述直线气缸二(7)、直线气缸三(8)一端可转动连接到胸关节固定板(5)的上侧,另一端可转动连接到肩关节板(16),所述直线气缸五(17)、直线气缸七(19)一端可转动连接到胸关节固定板(5)的下侧,另一端可转动连接到肩关节板(16),所述直线气缸一(6)、直线气缸四(9)、直线气缸六(18)、直线气缸八(20)一端可转动连接到胸关节固定板(5)的中部,另一端可转动连接到肩关节板(16),所述肩关节板(16)上一侧设置摆动气缸一(10),另一侧固定肘关节板一(11)和肘关节板二(15),所述摆动气缸一(10)的工作杆连接锥齿轮二(13),所述锥齿轮二(13)分别啮合锥齿轮一(12)和锥齿轮三(14),所述锥齿轮一(12)可转动连接到肘关节板一(11),所述锥齿轮三(14)可转动连接到肘关节板二(15);所述胸关节固定板(5)和腰关节(3)的腰关节顶板(32)固定连接,所述腰关节顶板(32)依次可转动连接椎骨四(33)、椎骨五(34)、椎骨六(35)、椎骨一(28)、椎骨二(29)、椎骨三(30)和腰关节底板(31),所述腰关节底板(31)和腰关节顶板(32)之间分别可转动连接腰关节气动肌肉一(21)、腰关节气动肌肉二(22)、腰关节气动肌肉三(23)、腰关节气动肌肉四(24)、腰关节气动肌肉五(25)、腰关节气动肌肉六(26)、腰关节气动肌肉七(27)、腰关节气动肌肉八(36)、腰关节气动肌肉九(37)、腰关节气动肌肉十(38)、腰关节气动肌肉十一(39)、腰关节气动肌肉十二(40)、腰关节气动肌肉十三(41)和腰关节气动肌肉十四(42),所述腰关节气动肌肉四(24)、腰关节气动肌肉五(25)从右向左倾斜,所述腰关节气动肌肉一(21)、腰关节气动肌肉二(22)、腰关节气动肌肉三(23)、腰关节气动肌肉六(26)、腰关节气动肌肉七(27)同侧,所述腰关节气动肌肉九(37)、腰关节气动肌肉十三(41)从左向右倾斜,所述腰关节气动肌肉八(36)、腰关节气动肌肉十(38)、腰关节气动肌肉十一(39)、腰关节气动肌肉十二(40)、腰关节气动肌肉十四(42)同侧;所述腰关节底板(31)上方两侧分别固定摆动气缸二(43)的缸体,所述摆动气缸二(43)的工作杆分别固定左下肢(4-1)的髋关节固定件(44)和右下肢(4-2)的髋关节固定件(44),所述髋关节固定件(44)分别铰接大腿连接板一(45)、大腿连接板二(46)、大腿连接板三(52)、大腿连接板四(53),所述大腿连接板一(45)、大腿连接板二(46)、大腿连接板三(52)、大腿连接板四(53)分别铰接膝关节固定件(47),所述膝关节固定件(47)分别铰接小腿连接板一(48)、小腿连接板二(49)、小腿连接板三(54)、小腿连接板四(55),所述小腿连接板一(48)、小腿连接板二(49)、小腿连接板三(54)、小腿连接板四(55)分别铰接踝关节固定件(50),所述踝关节固定件(50)通过摆动气缸三(56)连接脚(51),所述小腿连接板一(48)、小腿连接板二(49)、小腿连接板三(54)、小腿连接板四(55)、大腿连接板一(45)、大腿连接板二(46)、大腿连接板三(52)、大腿连接板四(53)分别由摆动气缸驱动;所述锥齿轮一(12)和锥齿轮三(14)分别固定连接肘关节板三(57),所述肘关节板三(57)固定连接小臂气动肌肉一(58)、小臂气动肌肉二(59)、小臂气动肌肉三(60)、小臂气动肌肉四(61),所述小臂气动肌肉一(58)、小臂气动肌肉二(59)、小臂气动肌肉三(60)、小臂气动肌肉四(61)分别可转动连接到腕关节固定板(62);所述肘关节板三(57)分别固定连接手指气动肌肉一(63)、手指气动肌肉二(64)、手指气动肌肉三(65)、手指气动肌肉四(66)、手指气动肌肉五(69)、手指气动肌肉六(70)、手指气动肌肉七(71)、手指气动肌肉八(72),所述手指气动肌肉一(63)和手指气动肌肉二(64)连接手指一(67),所述手指气动肌肉三(65)和手指气动肌肉四(66)连接手指二(68),所述手指气动肌肉七(71)和手指气动肌肉八(72)连接手指三(73),所述手指气动肌肉五(69)和手指气动肌肉六(70)连接手
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