[发明专利]一种基于气动肌肉仿人嘴装置及其控制系统

说明书

本发明公开了一种基于气动肌肉仿人嘴装置及其控制系统，仿人嘴包括固定板、支架、颊肌一、颧肌一、上唇方肌一、下唇方肌一、三角肌一、咬肌一、颞肌一、颞肌二、咬肌二、上唇方肌二、颧肌二、颊肌二、三角肌二、下唇方肌二、下颌骨、次生腭、肌电信号采集系统、阀，以气动肌肉模拟人的肌肉驱动次生腭、下颌骨的运动，具有完全模拟人的嘴运动的功能，本发明专利以气动肌肉驱动，具有结构紧凑、清洁、防爆性能好的特点，可用于教学、医疗诊断以及演示。

技术领域

本发明属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种基于气动肌肉仿人嘴装置及其控制系统。

背景技术

人的嘴由错综复杂分布的肌肉驱动，要完成说话、咀嚼、笑等动作，需要各肌肉协调完成；另外人嘴部受伤时，也需要了解是由于某根肌肉或者某几根肌肉受伤造成，因此有必要对其进行研究。

中国专利200910072405.5、201010127283.8、201610583958.7、201610796148.X采用电机驱动可以实现张合一个自由度的嘴关节，并不能真实的为上述需要提供依据或者任何帮助。

发明内容

针对上述现有的技术缺陷，本发明提供一种基于气动肌肉仿人嘴装置及其控制系统，结构紧凑，干净、防爆。具体技术方案如下：

一种基于气动肌肉仿人嘴装置，其包括固定板2、支架18、颊肌一3、颧肌一4、上唇方肌一5、下唇方肌一6、三角肌一7、咬肌一8、颞肌一9、颞肌二10、咬肌二11、次生腭12、上唇方肌二13、颧肌二14、颊肌二15、三角肌二16、下唇方肌二17、下颌骨19；

所述的固定板2与所述的支架18固定连接；

颊肌一3、颧肌一4、上唇方肌一5、上唇方肌二13、颧肌二14、颊肌二15、三角肌二16一端与次生腭12可转动连接，另一端与固定板2可转动连接；颊肌一3、颧肌一4、上唇方肌一5、上唇方肌二13、颧肌二14、颊肌二15、三角肌二16驱动次生腭12绕垂直轴、矢状轴、冠状轴旋转；下唇方肌一6、三角肌一7、咬肌一8、颞肌一9、颞肌二10、咬肌二11、三角肌二16、下唇方肌二17一端与下颌骨19可转动连接，另一端与固定板2可转动连接，下唇方肌一6、三角肌一7、咬肌一8、颞肌一9、颞肌二10、咬肌二11、三角肌二16、下唇方肌二17驱动下颌骨19绕垂直轴、矢状轴、冠状轴旋转；次生腭12与下颌骨19之间可转动连接，通过次生腭12与下颌骨19之间的相对运动模拟嘴的运动。

一种如上述的基于气动肌肉仿人嘴装置的控制系统，其还包括肌电信号采集系统24、计算机25、阀26，肌电信号采集系统24采集的信号传输给计算机25，计算机25输出控制信号通过阀26控制颊肌一3、颧肌一4、上唇方肌一5、下唇方肌一6、三角肌一7、咬肌一8、颞肌一9、颞肌二10、咬肌二11、上唇方肌二13、颧肌二14、颊肌二15、三角肌二16、下唇方肌二17中的一根或者多根运动，模拟嘴的运动。

进一步地，所述的阀26为高速开关阀或者比例压力阀。

本发明的有益效果是：

1.本发明利用多根气动肌肉驱动嘴，可以同时实现嘴关节多个方向的运动；

2.本发明利用气动肌肉驱动具有较大的功率/质量比、较好的柔顺性、结构紧凑等优点；

3.本发明次生腭、下颌骨均具有3个自由度，同时次生腭、下颌骨具有相对运动，可以形象地模拟人嘴可以实现的各种动作，有助于了解人嘴部的结构和人嘴每根肌肉在下肢运动中的作用。

附图说明

图1是仿人嘴整体结构图；

图2是仿人嘴整体结构爆炸图；

图3是次生腭结构图；

图4是下颌骨结构图；