一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节制造技术

本申请提供了一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，涉及仿生机械技术领域，其技术方案要点是：包括竖向设置的固定臂、以及活动设置的运动臂，所述固定臂与所述运动臂交错设置呈十字型；所述运动臂在所述固定臂的前后两侧各设置有第一连接块，所述第一连接块通过第一驱动绳连接电机，所述电机设置于所述运动臂上方的所述固定臂；所述固定臂的底部与所述第一连接块通过第二弹力件连接；所述第一驱动绳、所述第二弹力件围绕形成几何四边形结构。本申请提供的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，具有增强整体结构在运动时的平衡性、运动范围、以及降低应力的优点。以及降低应力的优点。以及降低应力的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节


[0001]本申请涉及仿生机械
，具体而言，涉及一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，仿生机械的技术进步也日益明显，作为其中的热门设备之一，仿生机器人的研究也日益发达，但是，传统的仿生机器人通过铰链连接的刚性关节连杆来进行活动，这种结构和连接方式抗冲击性能很差，在面对碰撞情形时，没有退让性，即没有缓冲或躲避效果，此外，关节结构采用直驱的动力方式，这就导致整体结构的重量和惯性都很大，具有较大的危险性，缺乏运动时的平衡性，不适用于人机交互的场合。而另一些仿生机器人通过模仿人体关节肌肉骨骼韧带结构，具备轻量灵巧、柔顺的动作效果，但是，这种仿生机器人仍然存在结构松散、以及运动范围较小的问题。
[0003]针对上述问题，亟须进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，具有增强整体结构在运动时的平衡性、运动范围、以及降低应力的优点。
[0005]本申请提供了一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，技术方案如下：包括竖向设置的固定臂、以及活动设置的运动臂，所述固定臂与所述运动臂交错设置呈十字型；所述运动臂在所述固定臂的前后两侧各设置有第一连接块，所述第一连接块通过第一驱动绳连接电机，所述电机设置于所述运动臂上方的所述固定臂；所述固定臂的底部与所述第一连接块通过第二弹力件连接；所述第一驱动绳、所述第二弹力件围绕形成几何四边形结构。
[0006]本申请提供的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，包括竖向设置的固定臂、以及活动设置的运动臂，固定臂用作仿生人体结构中的大臂，运动臂用作仿生人体结构中的小臂，固定臂与运动臂交错设置呈十字型，实现固定臂与运动臂的交错穿插连接，即使用作大臂的固定臂与用作小臂的运动臂保持非接触状态，从而提升固定臂与运动臂之间的活动流畅度，使动作更具柔顺性和连贯性，同时，使运动臂获得更大的运动范围；运动臂在固定臂的前后两侧各设置有第一连接块，用作运动的传动载体，第一连接块通过第一驱动绳连接电机，电机设置于运动臂上方的固定臂，通过电机带动第一驱动绳，第一驱动绳带动第一连接块，从而实现运动臂的运动；固定臂的底部与第一连接块通过第二弹力件连接；第一驱动绳、第二弹力件围绕形成几何四边形结构，第一驱动绳位于运动臂的上方；第二弹力件位于运动臂的下方，则用于实现功能分区，第一驱动绳在运动臂的上部实现动作驱动，第二弹力件在运动臂的下部实现随动调节，从而在运动臂发生运动的过程中，第一驱动绳扩大运动臂的运动范围，第二弹力件同步的进行随动调节，从而降低惯性、以及应力，进而共同
配合增强整体结构的平衡性和稳定性，通过上述结构，电机作为动力支持结构，通过第一驱动绳带动第一连接块运动，实现运动臂的运动，进而实现仿生运动，在运动臂随第一驱动绳进行运动时，运动臂同时也受到第二弹力件的回弹作用，使运动臂在运动的过程中获得缓冲效果，从而减小惯性、降低应力，进而提高安全性能，第一驱动绳、第二弹力件围绕形成的几何四边形结构，也使运动臂在运动的过程中获得更为均衡且稳定的缓冲效果，避免缓冲作用力发生突变。其中，主要结构为数量总共两个的固定臂、运动臂，在实现结构简化、紧凑化的同时，也降低了整体结构的重量，从而便于增强整体结构在运动过程中的稳定性和平衡性。
[0007]进一步地，在本申请中，所述固定臂在底部与所述运动臂之间设置有滑轨，所述滑轨滑动设置有滑块，所述滑块与所述第一连接块通过第三弹力件连接，所述滑块与所述固定臂的底部通过第四弹力件连接。
[0008]本申请提供的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，固定臂在底部与运动臂之间设置有滑轨，滑轨滑动设置有滑块，滑块与第一连接块通过第三弹力件连接，滑块与固定臂的底部通过第四弹力件连接，通过上述结构，位于同侧的第二弹力件、第三弹力件、第四弹力件共同形成两个拼接的几何三角形的弹力布局结构，从而形成人体肘部韧带的仿生结构，进而在运动臂的运动过程中，通过滑块的滑动、以及第三弹力件、第四弹力件的张紧，对运动臂起到缓冲和张力回弹作用，减小运动臂在运动过程中的冲击应力，增强运动臂在运动过程中的平衡性和稳定性。除此之外，通过滑块、第二弹力件、第三弹力件、第四弹力件的共同配合作用，实现结构节点的位置可变性，便于整体结构自动找到张力平衡的最佳位置，从而实现对于整体结构平衡状态的保持以及增强。
[0009]进一步地，在本申请中，在所述固定臂的左右两侧，位于同侧的所述第二弹力件、所述第三弹力件呈几何菱形结构设置。
[0010]本申请提供的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，在固定臂的左右两侧，位于同侧的第二弹力件、第三弹力件呈几何菱形结构设置，通过将第二弹力件、第三弹力件设置为几何菱形的拼接结构，作为起到张紧作用的回弹结构，如此设置的第二弹力件与第三弹力件所形成的拼接结构更具对称性，能够在运动臂的运动过程中，减小运动臂的冲击应力，并始终维持且保证运动臂的平衡性和稳定性。
[0011]进一步地，在本申请中，所述第二弹力件、所述第三弹力件、所述第四弹力件均为弹簧。
[0012]本申请提供的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，第二弹力件、第三弹力件、第四弹力件均为弹簧，作为良好的弹力部件，弹簧可以提供有效的回弹作用，从而在运动臂的运动过程中提供充分的张力，保证运动臂在运动的过程中保持足够的稳定性和平衡性，同时，减小运动臂在运动过程中的冲击应力和惯性。
[0013]进一步地，在本申请中，所述固定臂在位于所述第一连接块的同侧设置有第一导向轮，所述第一导向轮位于所述运动臂的上方，所述第一驱动绳的一端连接所述第一连接块，所述第一驱动绳的另一端穿过所述第一导向轮连接所述电机。
[0014]进一步地，在本申请中，所述固定臂位于所述运动臂的后部；两个所述第一连接块分别设置于所述运动臂的前部、所述运动臂的后端。
[0015]进一步地，在本申请中，所述电机远离所述运动臂设置于所述固定臂的一端。
[0016]进一步地，在本申请中，所述电机与所述第一驱动绳通过绞盘连接。
[0017]进一步地，在本申请中，所述绞盘连接有张力传感器。
[0018]进一步地，在本申请中，所述运动臂包括平行且对称设置的第一直臂、第二直臂，所述第一直臂与所述第二直臂之间留有空隙，所述固定臂位于所述空隙中，所述第一直臂与所述第二直臂之间通过所述第一连接块连接；所述第一连接块包括设置于中部的支撑部、对称设置于所述支撑部两侧的安装部，所述安装部分别连接所述第一直臂和所述第二直臂的上表面，所述支撑部分别抵接所述第一直臂和所述第二直臂相互朝向的内侧面。
[0019]由上可知，本申请提供的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，包括竖向设置的固定臂、以及活动设置的运动臂，固定臂用作仿生人体结构中的大臂，运动臂用作仿生人体结构中的小臂，固定臂与运动臂交错设置呈十字型，实现固定臂与运动臂的交错穿插连接，即使用作大臂的固定臂与用作小臂的运动臂保持非接触状态，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，其特征在于，包括竖向设置的固定臂、以及活动设置的运动臂，所述固定臂与所述运动臂交错设置呈十字型；所述运动臂在所述固定臂的前后两侧各设置有第一连接块，所述第一连接块通过第一驱动绳连接电机，所述电机设置于所述运动臂上方的所述固定臂；所述固定臂的底部与所述第一连接块通过第二弹力件连接；所述第一驱动绳、所述第二弹力件围绕形成几何四边形结构。2.根据权利要求1所述的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，其特征在于，所述固定臂在底部与所述运动臂之间设置有滑轨，所述滑轨滑动设置有滑块，所述滑块与所述第一连接块通过第三弹力件连接，所述滑块与所述固定臂的底部通过第四弹力件连接。3.根据权利要求2所述的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，其特征在于，在所述固定臂的左右两侧，位于同侧的所述第二弹力件、所述第三弹力件呈几何菱形结构设置。4.根据权利要求2所述的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，其特征在于，所述第二弹力件、所述第三弹力件、所述第四弹力件均为弹簧。5.根据权利要求1所述的仿人肘部韧带肌肉结构的柔性旋转关节，其特征在于，所述固定臂在位于所述第一连接块的同侧设置有第一导向轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢雄敦，李祯其，温志庆，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：