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专利号: 2016106550127
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,包括底座(7)及依次从左到右间隔设置在底座(7)上的前立板组、中立板组及后立板(6),其特征在于所述前立板组上设有主关节滑轮组(3)、中立板组上设有第一副关节滑轮组(1)和第二副关节滑轮组(2),第一副关节滑轮组(1)和第二副关节滑轮组(2)另一端固定在后立板(6)上,第一肌群牵引线(301)一端设置在主关节滑轮组(3)上,另一端设置在第一副关节滑轮组(1)上,第二肌群牵引线(302)一端设置在主关节滑轮组(3)上,另一端设置在第二副关节滑轮组(2)上,主关节滑轮组(3)的主关节轴(30)端部连接主关节运动臂(38),第一副关节滑轮组(1)和第二副关节滑轮组(2)结构相同,相互上下平行设置在中立板组上,第一副关节滑轮组(1)和第二副关节滑轮组(2)均由人工肌肉致动器单元、人工韧带单元、线性储能单元组合而成。

2.根据权利要求1所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于主关节滑轮组(3)包括主关节顺时针驱动输入轮(31)、主关节逆时针驱动输入轮(32)及主关节驱动输出轮(33),主关节顺时针驱动输入轮(31)、主关节逆时针驱动输入轮(32)分别通过顺时针轴承(37)、逆时针轴承(36)与主关节轴(30)连接,主关节驱动输出轮(33)直接固定连接在主关节轴上(30)上,主关节轴(30)两端分别通过主关节右轴承(34)、主关节左轴承(35)连接到对称设置的第一前立板(41)和第二前立板(42)上,通过相应的肌群牵引线驱动输入轮和输出轮。

3.根据权利要求2所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于所述主关节驱动输出轮(33)两侧分别设有第一凹槽(331)、第一凹槽凸缘(332)及第二凹槽(333)、第二凹槽凸缘(334);主关节顺时针驱动输入轮(31)和主关节逆时针驱动输入轮(32)结构尺寸相同,主关节顺时针驱动输入轮(31)一侧设有第一凸台(313)和第一凸台凸缘(312),主关节逆时针驱动输入轮(32)一侧设有第二凸台(323)和第二凸台凸缘(322),每个凸台凸缘与凹槽凸缘对应配合,主关节顺时针驱动输入轮(31)与主关节驱动输出轮(33)间形成间歇传动,主关节顺时针驱动输入轮(31)上设有第一卡槽(311),主关节逆时针驱动输入轮(32)上设有第二卡槽(321),第一卡槽(311)、第二卡槽(321)与第一肌群牵引线(301)、第二肌群牵引线(302)对应匹配,卡槽用于引导和约束对应的肌群牵引线。

4.根据权利要求1所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于第一副关节滑轮组(1)和第二副关节滑轮组(2)结构相同,第一副关节滑轮组(1)包括副关节轴(10)、第一副关节驱动输入轮(121)、第二副关节驱动输入轮(122)、第三副关节驱动输入轮(123)、副关节驱动输出轮(124)及与关节驱动输入轮对应配合的第一轴上锁紧推块(111)、第二轴上锁紧推块(112)及第三轴上锁紧推块(113),第一副关节驱动输入轮(121)、第二副关节驱动输入轮(122)、第三副关节驱动输入轮(123)分别通过第一输入轮轴承(135)、第二输入轮轴承(134)及第三输入轮轴承(133)安装在副关节轴(10)上,轴上锁紧推块及副关节驱动输出轮(124)通过过赢配合锁紧设置在副关节轴(10)上,每个副关节驱动输入轮与后立板(6)之间设有人工肌群(0)。

5.根据权利要求4所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于所述人工肌群(0)包括线性储能单元(03)及人工韧带单元Ⅰ(0110),人工韧带单元Ⅰ(0110)一端设置在副关节驱动输入轮上,另一端依次连接人工肌肉致动器单元Ⅰ(011)、人工韧带单元Ⅱ(0112)及人工肌肉致动器单元Ⅱ(012)的一端,人工肌肉致动器单元Ⅱ(012)的另一端固定在后立板(6)上;副关节轴(10)通过第一副关节轴承(131)和第二副关节轴承(132)安装在第一中立板(51)、第二中立板(52)上,通过对人工韧带单元的选择驱动拉动关节驱动输入轮,继而推动轴上锁紧推块和副关节驱动输出轮(124),以实现人工韧带单元驱动副关节驱动输出轮(124)的选择性并联输出。

6.根据权利要求5所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于人工肌肉致动器单元为具有线性致动单元,选自SMA丝、SMA弹簧、气动人工肌肉、介电弹性体致动器中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于人工韧带单元为尼龙绳。

8.根据权利要求5-7任一所述的人工肌肉驱动且结构解耦的机器人关节,其特征在于底座(7)上位于人工肌群一侧装有散热风扇,以帮助人工肌肉致动器单元的冷却恢复。

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