[实用新型]一种绳索驱动的四自由度咀嚼机构

说明书

本实用新型是一种绳索驱动的四自由度咀嚼机构，仿生下颌通过设置在两侧的仿生关节与仿生上颌连接，仿生关节用于仿真下颌髁状突，仿生上颌固定安装在机架上，仿生上颌和仿生下颌的两侧均分别通过两组绳索驱动弹性肌肉相互连接，任一单一侧设置的两根绳索驱动弹性肌肉分别用于仿真咬肌和颞肌，每根绳索驱动弹性肌肉均与动力输出组件通过绳索传动连接，所述的动力输出组件用于通过控制绳索的拉伸进一步控制绳索驱动弹性肌肉的伸缩。该种仿真咀嚼机构通过电机驱动绳索改变弹性肌肉的长短使仿生下颌的位姿发生改变，来实现对下颌的咬合运动的模拟，可以用于咀嚼破碎以及运动分析等方面。

技术领域

本实用新型是涉及仿真机器人技术领域，具体的说是一种绳索驱动的四自由度咀嚼机构。

背景技术

仿人类下颌咀嚼机构，是一种能够模拟人类下颌骨咀嚼行为的仿生机构，它可以应用于医学教学、食品质地评估以及牙科材料测试等领域，还可以用于研究人类的语言表达、表情变化。目前，仿下颌运动装置大多只是大多采用典型Stewart平台及其变形机构，模拟再现了咀嚼运动，但是不适合用于咀嚼破碎以及运动分析等方面。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种绳索驱动的四自由度咀嚼机构，该种咀嚼机构能够适用于咀嚼破碎、运动分析。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种绳索驱动的四自由度咀嚼机构，包括仿生上颌、仿生下颌，所述的仿生下颌通过设置在两侧的仿生关节与仿生上颌连接，所述的仿生关节用于仿真下颌髁状突，所述的仿生上颌固定安装在机架上，其特征是：所述的仿生上颌和仿生下颌的两侧均分别通过两组绳索驱动弹性肌肉相互连接，任一单一侧设置的两根绳索驱动弹性肌肉分别用于仿真咬肌和颞肌，每根绳索驱动弹性肌肉均与动力输出组件通过绳索传动连接，所述的动力输出组件用于通过控制绳索的拉伸进一步控制绳索驱动弹性肌肉的伸缩。

所述的机架包括下板和上板，所述的下板和上板均水平设置，所述的下板和上板之间通过若干根竖直设置的支柱支撑连接。

所述的动力输出组件设置在上板的下表面，所述的动力输出组件与绳索驱动弹性肌肉的数量一一对应。

所述的动力输出组件包括电机，所述的电机的输出轴通过联轴器与轴传动连接，所述的轴的两端通过轴承与轴支座实现固定安装，所述的轴上固定安装有滚筒，所述的滚筒与轴同步转动，所述的滚筒与绳索一端固定连接，所述的绳索穿过转向滑轮装置，所述的转向滑轮装置用于对绳索的延伸方向实现导向。

所述的转向滑轮装置包括转动环和轴杆，所述的转动环固定安装在轴支座上，所述的轴杆两端固定安装在转动环内径中，所述的轴杆上固定安装有导轮，所述的转动环能够相对轴支座在转动环所在平面内自由转动，所述的轴杆沿转动环径向设置，所述的轴杆能够围绕轴杆的中心轴相对转动环自由转动，所述的导轮与轴杆同步转动。

所述的电机固定安装在电机支座内，所述的电机支座固定安装在上板的下表面。

所述的绳索驱动弹性肌肉包括弹簧，所述的弹簧的两端分别与下固定器和上固定器固定连接，所述的下固定器与仿生下颌固定连接，所述的上固定器与仿生上颌固定连接，绳索的两端中远离滚筒的一端依次穿过上固定器和弹簧与下固定器固定连接。

所述的弹簧处于压缩状态，所述的弹簧处于不受力状态的长度和中径的比值小于等于 5.3。