[实用新型]一种柔性SMA弹簧肌肉仿生咀嚼装置

说明书

本实用新型是一种柔性SMA弹簧肌肉仿生咀嚼装置，包括上颌和下颌，上颌的前端下表面设置的上牙模与下颌的前端上表面设置的下牙模相互咬合接触，上颌和下颌的后端通过并排设置的两组髁突约束关节相互连接，髁突约束关节用于仿真髁突关节运动；所述的上颌和下颌的侧面均分别采用咬肌柔性SMA弹簧肌肉、翼外肌柔性SMA弹簧肌肉和翼内肌柔性SMA弹簧肌肉相互连接，用于仿真咬肌、翼外肌和翼内肌的运动。该装置结构紧凑、柔顺性高、能模拟人类下颌运动和生物力学特征，适用于食品质地检测和牙齿质量检测。

技术领域

本实用新型是涉及仿真机器人技术领域，具体的说是一种柔性SMA弹簧肌肉仿生咀嚼装置。

背景技术

嚼机器人可以模拟人类下颌运动行为、再现其生物力学环境。它可以重现咀嚼运动并采集分析运动学特性。咀嚼机器人可以实时采集人的咀嚼运动并在其咀嚼装置上动态复现的高仿生性机器人系统，可应用于医学和食品评估等领域。

目前国内外已经有了许多咀嚼机器人的研究，但大部分的咀嚼机器人均采用刚性的杆件作为驱动机构，咀嚼运动不够真实并且柔顺性差，结构尺寸大；而目前的柔性咀嚼机器人采用的绳索和弹簧作为驱动机构，也存在着结构大，运动柔顺性差的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种柔性SMA弹簧肌肉仿生咀嚼装置，该装置结构紧凑、柔顺性高、能模拟人类下颌运动和生物力学特征，适用于食品质地检测和牙齿质量检测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种柔性SMA弹簧肌肉仿生咀嚼装置，其特征是：包括上颌和下颌，所述的上颌的前端下表面设置有上牙模，下颌的前端上表面设置有下牙模，所述的上牙模和下牙模相互咬合接触，所述的上颌和下颌的后端通过并排设置的两组髁突约束关节相互连接，所述的髁突约束关节用于仿真髁突关节运动；

所述的上颌和下颌的侧面均分别采用咬肌柔性SMA弹簧肌肉、翼外肌柔性SMA弹簧肌肉和翼内肌柔性SMA弹簧肌肉相互连接，所述的咬肌柔性SMA弹簧肌肉、翼外肌柔性SMA弹簧肌肉和翼内肌柔性SMA弹簧肌肉用于仿真咬肌、翼外肌和翼内肌的运动。

所述的上颌为板状结构，所述的上牙模为弧形并设置在上颌前端的下表面，上颌的后端下表面并排设置有两组关节盘，每个关节盘的前后均分设置有一个髁突约束关节固定杆；

所述的上颌的下表面两侧边缘均设置有翼内肌上安装孔，上颌的两侧壁前端均设置有咬肌上安装座，上颌的两侧壁后端均设置有翼外肌上安装座。

所述的下颌为板状结构，所述的下牙模为弧形并设置在下颌前端的上表面，下颌的后端上表面并排设置有两组髁突约束关节安装孔，所述的髁突约束关节安装孔与关节盘的位置对应；

所述的下颌的上表面两侧边缘均设置有翼内肌下安装孔，下颌的两侧壁前端均设置有咬肌下安装座，下颌的两侧壁后端均设置有翼外肌下安装座。

所述的咬肌柔性SMA弹簧肌肉一端与咬肌上安装座固定连接，另一端与咬肌下安装座固定连接；所述的翼外肌柔性SMA弹簧肌肉一端与翼外肌上安装座固定连接，另一端与翼外肌下安装座固定连接；所述的翼内肌柔性SMA弹簧肌肉一端与翼内肌上安装孔固定连接，另一端与翼内肌下安装孔固定连接。

所述的咬肌柔性SMA弹簧肌肉、翼外肌柔性SMA弹簧肌肉和翼内肌柔性SMA弹簧肌肉均包括四条平行设置的柔性SMA弹簧，四条柔性SMA弹簧的轴心位于正方形的四个转角，四条柔性SMA弹簧同一侧的端部固定安装在同一个弹簧安装座上。