CN108544473A - 一种基于气动肌肉的仿人型机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于气动肌肉的仿人型机器人系统,以气动肌肉模拟人的肌肉驱动肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节的运动,具有完全模拟人运动的功能。该仿人型机器人主要由固定板、支撑件、股骨、腓骨、脚、肱骨、尺骨、气动肌肉组成。模拟人体肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节均具有3个自由度,本发明以气动肌肉驱动,具有结构紧凑,干净防爆、功能多样化、便于其他元器件等效替换的特点,可用于展览迎宾、排爆、教学演示。
Description
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的仿人型机器人系统。
背景技术
机器人技术能够帮助人类从繁重的劳动中解放出来,作为20世纪最伟大的发明,1960年以后电机驱动的的仿人机器人得到迅速发展并且已经基本成熟。气动肌肉具有较高的功率/质量比、刚度仅与气压有关、柔顺性类似于人类的肌肉等优点,在仿人机器人领域必将会有较大的作为。中国专利201710944285.8首次提出平面单关节和多关节气动肌肉共同驱动的仿人上肢和下肢组成的仿人型机器人,但是平面与空间分布气动肌肉组合、空间单关节甚至多关节分布的气动肌肉仿人机器人基本没有涉及。
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的仿人型机器人系统,本发明结构紧凑,干净防爆、功能多样化、便于其他元器件等效替换等优点。具体技术方案如下:
一种基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其特征在于,该系统包括腰关节、左上肢、右上肢、左下肢和右下肢;
所述的腰关节包括腰关节中间固定板、腰关节左边固定板、竖脊肌一、腹直肌一、竖脊肌二、腹直肌二、腹外斜肌一、固定板一、固定板二、髋关节固定板一、固定板三、腰关节右边固定板、竖脊肌三、腹直肌三、中间支撑件、竖脊肌四、腹直肌四、腹外斜肌二、固定板四、髋关节固定板二、固定板五;
所述的腰关节中间固定板的左右两端分别与腰关节左边固定板、腰关节右边固定板可转动连接,中间支撑件上下两端分别与腰关节中间固定板、固定板一可转动连接;固定板一下表面的左端前后分别固定连接固定板三、固定板二,固定板三和固定板二之间通过髋关节固定板一固定连接;固定板一下表面的右端前后分别固定连接固定板五、固定板四,固定板五和固定板四之间通过髋关节固定板二固定连接;腹直肌一两端分别与腰关节左边固定板前面、固定板三中间可转动连接,腹直肌二、腹直肌三的两端均分别与腰关节中间固定板的前面、固定板一的前面可转动连接,腹直肌四两端分别与腰关节右边固定板前面、固定板五中间可转动连接;竖脊肌一两端分别与固定板二中间、腰关节左边固定板后面可转动连接,竖脊肌二、竖脊肌三两端分别与腰关节中间固定板后面、固定板一后面可转动连接,竖脊肌四两端分别与腰关节右边固定板后面、固定板四中间可转动连接;腹外斜肌一两端分别与腰关节左边固定板左侧、固定板一左侧可转动连接,腹外斜肌二两端分别与腰关节右边固定板右侧、固定板一右侧可转动连接;
所述的左下肢包括内收肌一、臀大肌一、臀大肌二、股骨第一段、股骨第二段、腓骨、臀小肌一、髂腰肌、臀小肌二、脚、股二头肌、比目鱼肌、腓骨短肌、股直肌、股肌、胫骨前肌、内收肌二、腓肠肌,股骨第一段上端与髋关节固定板一可转动连接,股骨第一段下端与股骨第二段上端固定连接,股骨第二段下端、腓骨、脚依次可转动连接;内收肌一两端分别与固定板一内侧、股骨第一段内侧可转动连接,臀大肌一一端与固定板一外侧可转动连接,另一端与股骨第一段后面可转动连接;臀大肌二一端与固定板二可转动连接,另一端与股骨第一段后面可转动连接;臀小肌一一端与固定板一外侧可转动连接,另一端与股骨第一段外侧可转动连接;髂腰肌一端与固定板三可转动连接,另一端与股骨第一段前面可转动连接;臀小肌二一端与固定板一外侧可转动连接,另一端与股骨第一段前面可转动连接;股二头肌一端与固定板二可转动连接,另一端与腓骨后面可转动连接;股直肌一端与固定板三可转动连接,另一端与腓骨前面可转动连接;股肌一端与股骨第一段可转动连接,另一端与腓骨前面可转动连接;比目鱼肌一端与腓骨后面可转动连接,另一端与脚后面可转动连接;腓骨短肌一端与腓骨外侧可转动连接,另一端与脚外侧可转动连接;胫骨前肌一端与腓骨前面可转动连接,另一端与脚前面可转动连接;内收肌二一端与腓骨内侧可转动连接,另一端与脚内侧可转动连接;腓肠肌一端与股骨第二段后面可转动连接,另一端与脚后面可转动连接;
所述的右下肢与所述的左下肢结构相同,且两者相对于固定板一对称布置;
所述的左上肢包括冈下肌、三角肌、冈上肌、胸大肌、肩关节固定件一、固定板六、固定板七、大圆肌、肱骨第一段、小圆肌、肱骨第二段、尺骨、腕关节气动肌肉连接板、肱三头肌、肱二头肌、肘肌、旋后肌、桡侧腕屈肌、桡侧腕伸肌、旋前圆肌、肱肌;
固定板六、固定板七分别在外、内两侧与腰关节左边固定板固定连接,固定板六、固定板七之间通过肩关节固定件一固定连接,肱骨第一段一端与肩关节固定件一可转动连接,另一端与肱骨第二段固定连接,尺骨两端分别与肱骨第二段、腕关节气动肌肉连接板可转动连接;冈下肌两端分别与腰关节左边固定板后侧、肱骨第一段内侧可转动连接,三角肌两端分别与腰关节左边固定板后侧、肱骨第一段后侧可转动连接,冈上肌两端分别与腰关节左边固定板后侧、肱骨第一段外侧可转动连接,胸大肌两端分别与腰关节左边固定板内侧、肱骨第一段内侧可转动连接,大圆肌两端分别与腰关节左边固定板外侧、肱骨第一段外侧可转动连接,小圆肌两端分别与腰关节左边固定板前侧、肱骨第一段前侧可转动连接。肱三头肌两端分别与腰关节左边固定板外侧、尺骨外侧可转动连接,肱二头肌两端分别与腰关节左边固定板内侧、尺骨内侧可转动连接,肘肌两端分别与肱骨第一段外侧、尺骨外侧可转动连接,旋后肌两端分别与尺骨后侧、腕关节气动肌肉连接板后侧可转动连接,桡侧腕屈肌两端分别与尺骨内侧、腕关节气动肌肉连接板内侧可转动连接,桡侧腕伸肌两端分别与尺骨外侧、腕关节气动肌肉连接板外侧可转动连接,旋前圆肌两端分别与尺骨前侧、腕关节气动肌肉连接板前侧可转动连接,肱肌两端分别与肱骨第二段内侧、腕关节气动肌肉连接板内侧可转动连接。
优选地,腰关节中间固定板、腰关节左边固定板、腰关节右边固定板、中间支撑件、固定板一之间均可通过多个舵机连接;固定板三、股骨第一段、股骨第二段、腓骨、脚之间均可通过多个舵机连接;肩关节固定件一、肱骨第一段、肱骨第二段、尺骨、腕关节气动肌肉连接板之间均可通过多个舵机连接。
优选地,所述的中间支撑件、股骨第一段、股骨第二段、腓骨、肱骨第一段、肱骨第二段、尺骨均为镂空件。
优选地,所述的腰关节中间固定板、腰关节左边固定板、腰关节右边固定板、中间支撑件、股骨第一段、股骨第二段、腓骨、脚、肱骨第一段、肱骨第二段、尺骨由塑料或铝合金制成。
优选地,所述的竖脊肌一、腹直肌一、竖脊肌二、腹直肌二、腹外斜肌一、竖脊肌三、腹直肌三、竖脊肌四、腹直肌四、腹外斜肌二、内收肌一、臀大肌一、臀大肌二、臀小肌一、髂腰肌、臀小肌二、股二头肌、比目鱼肌、腓骨短肌、股直肌、股肌、胫骨前肌、内收肌二、腓肠肌、冈下肌、三角肌、冈上肌、胸大肌、大圆肌、小圆肌、肱三头肌、肱二头肌、肘肌、旋后肌、桡侧腕屈肌、桡侧腕伸肌、旋前圆肌、肱肌可采用液压缸、气缸、电缸、弹簧或绳索进行替换。
本发明的有益效果是:
1.本发明利用多根单关节、多关节气动肌肉驱动关节运动,可以同时实现关节多个方向的运动和单关节、多关节气动肌肉协同工作、平面分布气动肌肉与空间分布气动肌肉协同工作;
2.本发明利用模块化设计,方便实现可转动关节采用多个舵机替换,以及气动肌肉采用液压缸、气缸、电缸、弹簧、绳索等替换;
3.本发明肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节均具有3个自由度,可以形象地模拟人可以实现的各种动作,有助于了解人体结构和人体每根肌肉在其运动中的作用。
附图说明
图1是仿人型机器人总体机械结构图;
图2是仿人型机器人腰关节机械结构图;
图3是仿人型机器人双下肢机械结构图;
图4是仿人型机器人左边髋关节和下肢骨机械结构图;
图5是仿人型机器人左边膝关节和踝关节机械结构前侧视图;
图6是仿人型机器人左边膝关节和踝关节机械结构后侧视图;
图7是仿人型机器人双上肢机械结构图;
图8是仿人型机器人左边肩关节和上肢骨机械结构图;
图9是仿人型机器人左边肘关节和腕关节机械结构图;
图中:腰关节中间固定板1、腰关节左边固定板2、竖脊肌一3、腹直肌一4、竖脊肌二5、腹直肌二6、腹外斜肌一7、固定板一8、固定板二9、髋关节固定板一10、固定板三11、腰关节右边固定板12、竖脊肌三13、腹直肌三14、中间支撑件15、竖脊肌四16、腹直肌四17、腹外斜肌二18、固定板四19、髋关节固定板二20、固定板五21、内收肌一22、臀大肌一23、臀大肌二24、股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、臀小肌一28、髂腰肌29、臀小肌二30、脚31、股二头肌32、比目鱼肌33、腓骨短肌34、股直肌35、股肌36、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39、冈下肌40、三角肌41、冈上肌42、胸大肌43、肩关节固定件一44、固定板六45、固定板七46、大圆肌47、肱骨第一段48、小圆肌49、肱骨第二段50、尺骨51、腕关节气动肌肉连接板52、肱三头肌53、肱二头肌54、肘肌55、旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59、肱肌60。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明,本发明的目的和效果将变得更加明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1-9所示,一种基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其包括腰关节、左上肢、右上肢、左下肢和右下肢;
腰关节包括腰关节中间固定板1、腰关节左边固定板2、竖脊肌一3、腹直肌一4、竖脊肌二5、腹直肌二6、腹外斜肌一7、固定板一8、固定板二9、髋关节固定板一10、固定板三11、腰关节右边固定板12、竖脊肌三13、腹直肌三14、中间支撑件15、竖脊肌四16、腹直肌四17、腹外斜肌二18、固定板四19、髋关节固定板二20、固定板五21;
所述的腰关节中间固定板1的左右两端分别与腰关节左边固定板2、腰关节右边固定板12可转动连接,中间支撑件15上下两端分别与腰关节中间固定板1、固定板一8可转动连接;固定板一8下表面的左端前后分别固定连接固定板三11、固定板二9,固定板三11和固定板二9之间通过髋关节固定板一10固定连接;固定板一8下表面的右端前后分别固定连接固定板五21、固定板四19,固定板五21和固定板四19之间通过髋关节固定板二20固定连接;腹直肌一4两端分别与腰关节左边固定板2前面、固定板三11中间可转动连接,腹直肌二6、腹直肌三14的两端均分别与腰关节中间固定板1的前面、固定板一8的前面可转动连接,腹直肌四17两端分别与腰关节右边固定板12前面、固定板五21中间可转动连接;竖脊肌一3两端分别与固定板二9中间、腰关节左边固定板2后面可转动连接,竖脊肌二5、竖脊肌三13两端分别与腰关节中间固定板1后面、固定板一8后面可转动连接,竖脊肌四16两端分别与腰关节右边固定板12后面、固定板四19中间可转动连接;腹外斜肌一7两端分别与腰关节左边固定板2左侧、固定板一8左侧可转动连接,腹外斜肌二18两端分别与腰关节右边固定板12右侧、固定板一8右侧可转动连接;
竖脊肌一3、腹直肌一4、竖脊肌二5、腹直肌二6、腹外斜肌一7、竖脊肌三13、腹直肌三14、竖脊肌四16、腹直肌四17、腹外斜肌二18一起驱动腰关节中间固定板1、腰关节左边固定板2、腰关节右边固定板12、中间支撑件15相对于固定板一8屈伸、收展和环转运动。
以左边下肢为例说明下肢肌肉连接情况如图4、5、6所示,左下肢包括内收肌一22、臀大肌一23、臀大肌二24、股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、臀小肌一28、髂腰肌29、臀小肌二30、脚31、股二头肌32、比目鱼肌33、腓骨短肌34、股直肌35、股肌36、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39,股骨第一段25上端与髋关节固定板一10可转动连接,股骨第一段25下端与股骨第二段26上端固定连接,股骨第二段26下端、腓骨27、脚31依次可转动连接;内收肌一22两端分别与固定板一8内侧、股骨第一段25内侧可转动连接,臀大肌一23一端与固定板一8外侧可转动连接,另一端与股骨第一段25后面可转动连接;臀大肌二24一端与固定板二9可转动连接,另一端与股骨第一段25后面可转动连接;臀小肌一28一端与固定板一8外侧可转动连接,另一端与股骨第一段25外侧可转动连接;髂腰肌29一端与固定板三11可转动连接,另一端与股骨第一段25前面可转动连接;臀小肌二30一端与固定板一8外侧可转动连接,另一端与股骨第一段25前面可转动连接;股二头肌32一端与固定板二9可转动连接,另一端与腓骨27后面可转动连接;股直肌35一端与固定板三11可转动连接,另一端与腓骨27前面可转动连接;股肌36一端与股骨第一段25可转动连接,另一端与腓骨27前面可转动连接;比目鱼肌33一端与腓骨27后面可转动连接,另一端与脚31后面可转动连接;腓骨短肌34一端与腓骨27外侧可转动连接,另一端与脚31外侧可转动连接;胫骨前肌37一端与腓骨27前面可转动连接,另一端与脚31前面可转动连接;内收肌二38一端与腓骨27内侧可转动连接,另一端与脚31内侧可转动连接;腓肠肌39一端与股骨第二段26后面可转动连接,另一端与脚31后面可转动连接;
内收肌一22、臀大肌一23、臀大肌二24、臀小肌一28、髂腰肌29、臀小肌二30驱动股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、脚31、股二头肌32、比目鱼肌33、腓骨短肌34、股直肌35、股肌36、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39相对于髋关节固定板一10屈伸、收展和环转运动。
股二头肌32、股直肌35则驱动股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、脚31、比目鱼肌33、腓骨短肌34、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39相对于髋关节固定板一10屈伸、收展和环转运动;腓骨27、脚31、比目鱼肌33、腓骨短肌34、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39相对于股骨第二段26屈伸、收展运动。
股肌36与股二头肌32、股直肌35一起驱动腓骨27、脚31、比目鱼肌33、腓骨短肌34、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39相对于股骨第二段26屈伸、收展运动。
比目鱼肌33、腓骨短肌34、胫骨前肌37、内收肌二38一起驱动脚31相对于腓骨27屈伸、收展和环转运动。
腓肠肌39与股肌36、股二头肌32、股直肌35一起驱动腓骨27、脚31、比目鱼肌33、腓骨短肌34、胫骨前肌37、内收肌二38相对于股骨第二段26屈伸、收展和环转运动。腓肠肌39与比目鱼肌33、腓骨短肌34、胫骨前肌37、内收肌二38一起驱动脚31相对于腓骨27屈伸、收展和环转运动。
所述的右下肢与所述的左下肢结构相同,且两者相对于固定板一8对称布置;
以左边上肢为例说明上肢肌肉连接情况如图7、8、9所示,左上肢包括冈下肌40、三角肌41、冈上肌42、胸大肌43、肩关节固定件一44、固定板六45、固定板七46、大圆肌47、肱骨第一段48、小圆肌49、肱骨第二段50、尺骨51、腕关节气动肌肉连接板52、肱三头肌53、肱二头肌54、肘肌55、旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59、肱肌60;
固定板六45、固定板七46分别在外、内两侧与腰关节左边固定板2固定连接,固定板六45、固定板七46之间通过肩关节固定件一44固定连接,肱骨第一段48一端与肩关节固定件一44可转动连接,另一端与肱骨第二段50固定连接,尺骨51两端分别与肱骨第二段50、腕关节气动肌肉连接板52可转动连接;冈下肌40两端分别与腰关节左边固定板2后侧、肱骨第一段48内侧可转动连接,三角肌41两端分别与腰关节左边固定板2后侧、肱骨第一段48后侧可转动连接,冈上肌42两端分别与腰关节左边固定板2后侧、肱骨第一段48外侧可转动连接,胸大肌43两端分别与腰关节左边固定板2内侧、肱骨第一段48内侧可转动连接,大圆肌47两端分别与腰关节左边固定板2外侧、肱骨第一段48外侧可转动连接,小圆肌49两端分别与腰关节左边固定板2前侧、肱骨第一段48前侧可转动连接。肱三头肌53两端分别与腰关节左边固定板2外侧、尺骨51外侧可转动连接,肱二头肌54两端分别与腰关节左边固定板2内侧、尺骨51内侧可转动连接,肘肌55两端分别与肱骨第一段48外侧、尺骨51外侧可转动连接,旋后肌56两端分别与尺骨51后侧、腕关节气动肌肉连接板52后侧可转动连接,桡侧腕屈肌57两端分别与尺骨51内侧、腕关节气动肌肉连接板52内侧可转动连接,桡侧腕伸肌58两端分别与尺骨51外侧、腕关节气动肌肉连接板52外侧可转动连接,旋前圆肌59两端分别与尺骨51前侧、腕关节气动肌肉连接板52前侧可转动连接,肱肌60两端分别与肱骨第二段50内侧、腕关节气动肌肉连接板52内侧可转动连接。
冈下肌40、三角肌41、冈上肌42、胸大肌43、大圆肌47、小圆肌49一起驱动肱骨第一段48、肱骨第二段50、尺骨51、腕关节气动肌肉连接板52、肘肌55、旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59、肱肌60相对于肩关节固定件一44屈伸、收展和环转运动。
肱三头肌53、肱二头肌54、肘肌55一起驱动尺骨51、腕关节气动肌肉连接板52、旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59相对于肱骨第二段50屈伸、收展运动。
旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59一起驱动腕关节气动肌肉连接板52相对于尺骨51屈伸、收展和环转运动。
肱肌60与肱三头肌53、肱二头肌54、肘肌55一起驱动驱动尺骨51、腕关节气动肌肉连接板52、旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59相对于肱骨第二段50屈伸、收展和环转运动。与此同时肱肌60与旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59一起驱动腕关节气动肌肉连接板52相对于尺骨51屈伸、收展和环转运动。
优选地,腰关节中间固定板1、腰关节左边固定板2、腰关节右边固定板12、中间支撑件15、固定板一8之间均可通过多个舵机连接;固定板三11、股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、脚31之间均可通过多个舵机连接;肩关节固定件一44、肱骨第一段48、肱骨第二段50、尺骨51、腕关节气动肌肉连接板52之间均可通过多个舵机连接。
优选地,所述的中间支撑件15、股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、肱骨第一段48、肱骨第二段50、尺骨51均为镂空件。
优选地,所述的腰关节中间固定板1、腰关节左边固定板2、腰关节右边固定板12、中间支撑件15、股骨第一段25、股骨第二段26、腓骨27、脚31、肱骨第一段48、肱骨第二段50、尺骨51由塑料或铝合金制成。
优选地,所述的竖脊肌一3、腹直肌一4、竖脊肌二5、腹直肌二6、腹外斜肌一7、竖脊肌三13、腹直肌三14、竖脊肌四16、腹直肌四17、腹外斜肌二18、内收肌一22、臀大肌一23、臀大肌二24、臀小肌一28、髂腰肌29、臀小肌二30、股二头肌32、比目鱼肌33、腓骨短肌34、股直肌35、股肌36、胫骨前肌37、内收肌二38、腓肠肌39、冈下肌40、三角肌41、冈上肌42、胸大肌43、大圆肌47、小圆肌49、肱三头肌53、肱二头肌54、肘肌55、旋后肌56、桡侧腕屈肌57、桡侧腕伸肌58、旋前圆肌59、肱肌60可采用液压缸、气缸、电缸、弹簧或绳索进行替换。
本发明,通过控制各模拟人体肌肉的气动肌肉,实现仿人型机器人关节位姿的控制,可以动态形象的模拟人的动作,并且可以实现精确的轨迹控制,本发明拥有其他气动肌肉仿人机器人无法比拟的优势。
本领域普通技术人员可以理解,以上所述仅为发明的优选实例而已,并不用于限制发明,尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内,所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其特征在于,该系统包括腰关节、左上肢、右上肢、左下肢和右下肢;
所述的腰关节包括腰关节中间固定板(1)、腰关节左边固定板(2)、竖脊肌一(3)、腹直肌一(4)、竖脊肌二(5)、腹直肌二(6)、腹外斜肌一(7)、固定板一(8)、固定板二(9)、髋关节固定板一(10)、固定板三(11)、腰关节右边固定板(12)、竖脊肌三(13)、腹直肌三(14)、中间支撑件(15)、竖脊肌四(16)、腹直肌四(17)、腹外斜肌二(18)、固定板四(19)、髋关节固定板二(20)、固定板五(21)。
所述的腰关节中间固定板(1)的左右两端分别与腰关节左边固定板(2)、腰关节右边固定板(12)可转动连接,中间支撑件(15)上下两端分别与腰关节中间固定板(1)、固定板一(8)可转动连接;固定板一(8)下表面的左端前后分别固定连接固定板三(11)、固定板二(9),固定板三(11)和固定板二(9)之间通过髋关节固定板一(10)固定连接;固定板一(8)下表面的右端前后分别固定连接固定板五(21)、固定板四(19),固定板五(21)和固定板四(19)之间通过髋关节固定板二(20)固定连接;腹直肌一(4)两端分别与腰关节左边固定板(2)前面、固定板三(11)中间可转动连接,腹直肌二(6)、腹直肌三(14)的两端均分别与腰关节中间固定板(1)的前面、固定板一(8)的前面可转动连接,腹直肌四(17)两端分别与腰关节右边固定板(12)前面、固定板五(21)中间可转动连接;竖脊肌一(3)两端分别与固定板二(9)中间、腰关节左边固定板(2)后面可转动连接,竖脊肌二(5)、竖脊肌三(13)两端分别与腰关节中间固定板(1)后面、固定板一(8)后面可转动连接,竖脊肌四(16)两端分别与腰关节右边固定板(12)后面、固定板四(19)中间可转动连接;腹外斜肌一(7)两端分别与腰关节左边固定板(2)左侧、固定板一(8)左侧可转动连接,腹外斜肌二(18)两端分别与腰关节右边固定板(12)右侧、固定板一(8)右侧可转动连接。
所述的左下肢包括内收肌一(22)、臀大肌一(23)、臀大肌二(24)、股骨第一段(25)、股骨第二段(26)、腓骨(27)、臀小肌一(28)、髂腰肌(29)、臀小肌二(30)、脚(31)、股二头肌(32)、比目鱼肌(33)、腓骨短肌(34)、股直肌(35)、股肌(36)、胫骨前肌(37)、内收肌二(38)、腓肠肌(39),股骨第一段(25)上端与髋关节固定板一(10)可转动连接,股骨第一段(25)下端与股骨第二段(26)上端固定连接,股骨第二段(26)下端、腓骨(27)、脚(31)依次可转动连接;内收肌一(22)两端分别与固定板一(8)内侧、股骨第一段(25)内侧可转动连接,臀大肌一(23)一端与固定板一(8)外侧可转动连接,另一端与股骨第一段(25)后面可转动连接;臀大肌二(24)一端与固定板二(9)可转动连接,另一端与股骨第一段(25)后面可转动连接;臀小肌一(28)一端与固定板一(8)外侧可转动连接,另一端与股骨第一段(25)外侧可转动连接;髂腰肌(29)一端与固定板三(11)可转动连接,另一端与股骨第一段(25)前面可转动连接;臀小肌二(30)一端与固定板一(8)外侧可转动连接,另一端与股骨第一段(25)前面可转动连接;股二头肌(32)一端与固定板二(9)可转动连接,另一端与腓骨(27)后面可转动连接;股直肌(35)一端与固定板三(11)可转动连接,另一端与腓骨(27)前面可转动连接;股肌(36)一端与股骨第一段(25)可转动连接,另一端与腓骨(27)前面可转动连接;比目鱼肌(33)一端与腓骨(27)后面可转动连接,另一端与脚(31)后面可转动连接;腓骨短肌(34)一端与腓骨27外侧可转动连接,另一端与脚(31)外侧可转动连接;胫骨前肌(37)一端与腓骨(27)前面可转动连接,另一端与脚(31)前面可转动连接;内收肌二(38)一端与腓骨(27)内侧可转动连接,另一端与脚(31)内侧可转动连接;腓肠肌(39)一端与股骨第二段(26)后面可转动连接,另一端与脚(31)后面可转动连接。
所述的右下肢与所述的左下肢结构相同,且两者相对于固定板一(8)对称布置;
所述的左上肢包括冈下肌(40)、三角肌(41)、冈上肌(42)、胸大肌(43)、肩关节固定件一(44)、固定板六(45)、固定板七(46)、大圆肌(47)、肱骨第一段(48)、小圆肌(49)、肱骨第二段(50)、尺骨(51)、腕关节气动肌肉连接板(52)、肱三头肌(53)、肱二头肌(54)、肘肌(55)、旋后肌(56)、桡侧腕屈肌(57)、桡侧腕伸肌(58)、旋前圆肌(59)、肱肌(60)。
固定板六(45)、固定板七(46)分别在外、内两侧与腰关节左边固定板(2)固定连接,固定板六(45)、固定板七(46)之间通过肩关节固定件一(44)固定连接,肱骨第一段(48)一端与肩关节固定件一(44)可转动连接,另一端与肱骨第二段(50)固定连接,尺骨(51)两端分别与肱骨第二段(50)、腕关节气动肌肉连接板(52)可转动连接;冈下肌(40)两端分别与腰关节左边固定板(2)后侧、肱骨第一段(48)内侧可转动连接,三角肌(41)两端分别与腰关节左边固定板(2)后侧、肱骨第一段(48)后侧可转动连接,冈上肌(42)两端分别与腰关节左边固定板(2)后侧、肱骨第一段(48)外侧可转动连接,胸大肌(43)两端分别与腰关节左边固定板(2)内侧、肱骨第一段(48)内侧可转动连接,大圆肌(47)两端分别与腰关节左边固定板(2)外侧、肱骨第一段(48)外侧可转动连接,小圆肌(49)两端分别与腰关节左边固定板(2)前侧、肱骨第一段(48)前侧可转动连接。肱三头肌(53)两端分别与腰关节左边固定板(2)外侧、尺骨(51)外侧可转动连接,肱二头肌(54)两端分别与腰关节左边固定板2内侧、尺骨(51)内侧可转动连接,肘肌(55)两端分别与肱骨第一段(48)外侧、尺骨(51)外侧可转动连接,旋后肌(56)两端分别与尺骨(51)后侧、腕关节气动肌肉连接板(52)后侧可转动连接,桡侧腕屈肌(57)两端分别与尺骨(51)内侧、腕关节气动肌肉连接板(52)内侧可转动连接,桡侧腕伸肌(58)两端分别与尺骨(51)外侧、腕关节气动肌肉连接板(52)外侧可转动连接,旋前圆肌(59)两端分别与尺骨(51)前侧、腕关节气动肌肉连接板(52)前侧可转动连接,肱肌(60)两端分别与肱骨第二段(50)内侧、腕关节气动肌肉连接板(52)内侧可转动连接。
2.根据权利要求1所述的基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其特征在于,腰关节中间固定板(1)、腰关节左边固定板(2)、腰关节右边固定板(12)、中间支撑件(15)、固定板一(8)之间均可通过多个舵机连接;固定板三(11)、股骨第一段(25)、股骨第二段(26)、腓骨(27)、脚(31)之间均可通过多个舵机连接;肩关节固定件一(44)、肱骨第一段(48)、肱骨第二段(50)、尺骨(51)、腕关节气动肌肉连接板(52)之间均可通过多个舵机连接。
3.根据权利要求1所述的基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其特征在于,所述的中间支撑件(15)、股骨第一段(25)、股骨第二段(26)、腓骨(27)、肱骨第一段(48)、肱骨第二段(50)、尺骨(51)均为镂空件。
4.根据权利要求1所述的基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其特征在于,所述的腰关节中间固定板(1)、腰关节左边固定板(2)、腰关节右边固定板(12)、中间支撑件(15)、股骨第一段(25)、股骨第二段(26)、腓骨(27)、脚(31)、肱骨第一段(48)、肱骨第二段(50)、尺骨(51)由塑料或铝合金制成。
5.根据权利要求1所述的基于气动肌肉的仿人型机器人系统,其特征在于,所述的竖脊肌一(3)、腹直肌一(4)、竖脊肌二(5)、腹直肌二(6)、腹外斜肌一(7)、竖脊肌三(13)、腹直肌三(14)、竖脊肌四(16)、腹直肌四(17)、腹外斜肌二(18)、内收肌一(22)、臀大肌一(23)、臀大肌二(24)、臀小肌一(28)、髂腰肌(29)、臀小肌二(30)、股二头肌(32)、比目鱼肌(33)、腓骨短肌(34)、股直肌(35)、股肌(36)、胫骨前肌(37)、内收肌二(38)、腓肠肌(39)、冈下肌(40)、三角肌(41)、冈上肌(42)、胸大肌(43)、大圆肌(47)、小圆肌(49)、肱三头肌(53)、肱二头肌(54)、肘肌(55)、旋后肌(56)、桡侧腕屈肌(57)、桡侧腕伸肌(58)、旋前圆肌(59)、肱肌(60)可采用液压缸、气缸、电缸、弹簧或绳索进行替换。
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