[发明专利]一种基于气动肌肉混联的仿生关节

说明书

本发明公开了一种基于气动肌肉混联的仿生关节，以气动肌肉驱动底座、中间平台、上端平台模拟人的关节和肌肉运动。气动肌肉混联的仿生关节包括底座、中间平台、上端平台、多关节气动肌肉和单关节气动肌肉，上端平台和底座之间连接多关节气动肌肉，上端平台和中间平台之间、中间平台和底座之间均连接单关节气动肌肉。本发明采用气动肌肉并联、并联气动肌肉的串联、串联气动肌肉的并联、多个方向气动肌肉混联的方式，可以同时实现平台由多个方向多根气动肌肉协同驱动的运动，结构紧凑、清洁、防爆性能好，可用于人体关节模拟、运动模拟器、医疗康复器械等领域。

技术领域

本发明属于仿生机器人技术领域，涉及一种模拟关节的混联系统。

背景技术

气动肌肉与人的肌肉在柔顺性方面很类似，另外气动肌肉通过充放气收缩提供拉力进行工作，人的肌肉则通过吸收氧气和水，排除二氧化碳工作，同时两者还有等压、等张、等长等相类似的工作状态。气动肌肉可以进一步用于精度高、输出力大的并联平台模拟人的关节。

中国专利200610053005.6提出一种中间为固定轴，周边均匀分布三根气动肌肉驱动的并联平台，可以实现固定平台的横摇、纵摇。

中国专利201410267007.X在中国专利200610053005.6的基础上去掉中间杆，仅保留了三根均匀分布气动肌肉，可以实现横摇、纵摇和升沉运动。

中国专利201510665545.9提出一种由六根均匀分布的气动肌肉驱动固定平台具有6个自由度。

以上均不能较好的模拟人的关节和肌肉分布状态。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有的技术缺陷，提供了一种基于气动肌肉混联的仿生关节，本发明结构紧凑，干净、防爆等。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

基于气动肌肉混联的仿生关节，其包括：底座1、中间平台7、上端平台10、多关节气动肌肉和单关节气动肌肉，所述的上端平台10和所述的底座1之间连接所述的多关节气动肌肉，所述的上端平台和所述的中间平台7之间、所述的中间平台7和所述的底座1之间均连接所述的单关节气动肌肉。

进一步的，所述的多关节气动肌肉为3个，所述的上端平台10和所述的底座1之间、所述的中间平台7和所述的底座1之间的所述的单关节气动肌肉均为3个。

更进一步的，所述的仿生关节还包括下端支撑杆6和上端支撑杆9，所述的下端支撑杆6一端与所述的底座1连接，另一端与所述的中间平台7连接；所述的上端支撑杆9的一端与中间平台7连接，另一端与所述的上端平台10连接。

更进一步的，当所述的底座1固定，所述的中间平台7、上端平台10运动时，各部件的连接关系进一步如下：

所述的单关节气动肌肉和多关节气动肌肉与所述的底座1、中间平台7、上端平台10均为可转动连接，所述的下端支撑杆6与所述的底座1为固定连接，另一端与所述的中间平台7可转动连接；所述的上端支撑杆9的一端与中间平台7固定连接，另一端与所述的上端平台10可转动连接。

一种控制上述权利要求所述的基于气动肌肉混联的仿生关节的控制系统，还包括

消声器19、消声罐20、高速开关阀阀组21、舵机控制器22、树莓派23、计算机24、数据采集卡25、气动三联体26、保压罐27、倾角传感器28、压力传感器29；

所述的气动三联体26、所述的保压罐27、所述的高速开关阀阀组21的进气阀、所述的单关节气动肌肉和多关节气动肌肉、所述的高速开关阀阀组21出气阀、所述的消声罐20、所述的消声器19顺次连接；所述的计算机、所述的树莓派23、所述的舵机控制器22、所述的高速开关阀阀组21的线圈顺次连接；