[发明专利]一种气动人工肌肉驱动的仿生手臂

权利要求书

1.一种气动人工肌肉驱动的仿生手臂，其特征在于，包括：大臂（1）、肘关节（2）、小臂（3）、腕关节（4）、手（5）、肘关节屈伸驱动机构、腕关节屈伸驱动机构、腕关节自旋驱动机构及手指屈伸驱动机构，其中，

所述肘关节屈伸驱动机构安装在大臂（1）内，用于肘关节（2）的屈伸提供动力；

所述腕关节屈伸驱动机构安装在小臂（3）内，用于腕关节（4）屈伸提供动力，形成欠驱动；

所述腕关节自旋驱动机构安装在小臂（3）内，用于腕关节（4）自旋提供动力；

所述手指屈伸驱动机构安装在腕关节（4）内，用于五个手指的屈伸提供动力；

所述大臂（1）包括大臂基座（11）、右大臂侧板（12）、第一大臂气动肌肉（13）、第二大臂气动肌肉（18）、左大臂侧板（19）、钢丝绳双头端子（110）及第三大臂气动肌肉（115），其中右大臂侧板（12）和左大臂侧板（19）的一端均与大臂基座（11）连接，另一端均与所述肘关节（2）连接，第一、第二、第三大臂气动肌肉（13、18、115）的一端与大臂基座（11）连接，另一端均与所述肘关节屈伸驱动机构连接；

所述肘关节屈伸驱动机构包括滑轮支架（15）、大臂钢丝绳端子（16）、钢丝绳双头端子（110）、轴套（111）、滑轮轴（112）、滑轮（113）、滑轮固定座（114）及两根肘关节屈伸传动钢丝绳，其中滑轮支架（15）的两端分别与右大臂侧板（12）和左大臂侧板（19）连接，滑轮轴（112）固定在滑轮支架（15）上，滑轮（113）可转动地安装在滑轮轴（112）上 ，钢丝绳双头端子（110）与第一大臂气动肌肉（13）和第二大臂气动肌肉（18）的端部连接，大臂钢丝绳端子（16）与第三大臂气动肌肉（115）的端部连接，一根所述肘关节屈伸传动钢丝绳的两端分别与所述钢丝绳双头端子（110）和肘关节（2）连接，用于驱动所述肘关节（2）的弯曲；另一根肘关节屈伸传动钢丝绳的两端分别与所述钢丝绳端子（113）和肘关节（2）连接，用于驱动所述肘关节（2）的伸直，两根所述肘关节屈伸传动钢丝绳均通过滑轮（113）导向；

所述肘关节（2）包括第一肘关节连接件（22）、角度传感器（23）、肘关节限位轴（24）、肘关节轴（26）及第二肘关节连接件（28），其中肘关节轴（26）的两端可转动地与右大臂侧板（12）和左大臂侧板（19）连接，且端部设有角度传感器（23），第一肘关节连接件（22）和及第二肘关节连接件（28）均与肘关节轴（26）连接，且同步转动，所述肘关节轴（26）与所述肘关节屈伸驱动机构连接。

2.根据权利要求1所述的气动人工肌肉驱动的仿生手臂，其特征在于，所述小臂（3）包括臂基座（32）、第一小臂气动肌肉（34）、小臂支撑轴（316）、第二小臂气动肌肉（317）及第三小臂气动肌肉（318），其中小臂基座（32）与所述肘关节（2）连接，第一、第二、第三小臂气动肌肉（34、317、318）的一端固定连接在小臂基座（32）上，第一、第二小臂气动肌肉（34、317）的另一端与所述腕关节自旋驱动机构连接，第三小臂气动肌肉（318）的另一端与所述腕关节屈伸驱动机构连接，小臂支撑轴（316）的一端与小臂基座（32）连接，另一端与腕关节（4）连接。

3.根据权利要求2所述的气动人工肌肉驱动的仿生手臂，其特征在于，所述腕关节自旋驱动机构包括两根腕关节自旋传动钢丝绳，两根腕关节自旋传动钢丝绳的一端均与腕关节（4）连接，另一端分别与第一小臂气动肌肉（34）和第二小臂气动肌肉（317）端部设有的小臂钢丝绳端子（36）连接。

4.根据权利要求2所述的气动人工肌肉驱动的仿生手臂，其特征在于，所述腕关节屈伸驱动机构包括弹簧（35）、导向滑轮（37）、滑轮支架（314）、滑轮（315）及两根腕关节屈伸传动钢丝绳，其中导向滑轮（37）和滑轮（315）通过轴承安装在滑轮支架（314），滑轮支架（314）固定于小臂支撑轴（316）上，弹簧（35）的一端与调整端子（33）固定连接，调整端子（33）固定于小臂基座（32）上，调整端子（33）与调整端子螺栓（31）连接，两根所述腕关节屈伸传动钢丝绳的一端均腕关节（4）连接，另一端分别与弹簧（35）和第三小臂气动肌肉（318）连接。