[发明专利]一种机器人模拟人体四肢肌肉主动力学状态的方法

权利要求书

1.一种机器人模拟人体四肢肌肉主动力学状态的方法，其特征在于，包括：机器人模拟人体不同等级屈肘或屈膝肌力的方法，机器人模拟人体不同等级伸肘或伸膝肌力的方法，所述机器人包括基座、肩关节组件、大臂、肘关节组件、小臂及手掌；肩关节组件包括肩关节固定件及肩关节活动件，肩关节固定件一端固定在基座上，另一端连接肩关节活动件，肩关节活动件与大臂固定连接且可带动大臂做全方位转动；肘关节组件包括驱动电机及电机减速器，电机减速器的输入端与驱动电机连接，大臂和小臂分别位于电机减速器输出轴端的两侧，电机减速器固定在大臂上，电机减速器驱动小臂绕电机轴转动，手掌固定连接在小臂末端，大臂、小臂及手掌处于同一轴线上；

所述模拟人体不同等级屈肘肌力的方法包括： 0级：操作者将机器人置于肩关节外展90°、肘关节伸直位、手掌心朝前体位；或者操作者将机器人置于肩关节、肘关节自然下垂、掌心朝前体位；

将上述任意一个体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，肘关节无任何角度运动；

1级：操作者将机器人置于肩关节外展90°、肘关节伸直，手掌心朝前体位；或者操作者将机器人置于肩关节、肘关节自然下垂，掌心朝前体位；

将上述任意一个体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，前臂出现轻微向屈曲方向上的抖动，但不出现明显角度运动；

2级：操作者将机器人置于肩关节外展90°、肘关节伸直，手掌心朝前体位，将该体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，电机可驱动肘关节完成0°～145°全范围的屈曲运动；

或者操作者将机器人置于肩关节、肘关节置于自然下垂，掌心朝前体位，将该体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，电机可驱动肘关节完成0°～60°范围内的屈曲运动；

3级：操作者将机器人置于肩关节、肘关节自然下垂，掌心朝前体位，将该体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，肘关节可完成0°～145°全范围的屈曲运动；恢复初始体位，重复上述动作，在动作实施过程中，如操作者对小臂前端施加0N～10N的阻力，则肘关节无法完成全范围屈曲运动；

4级：操作者将机器人置于肩关节、肘关节自然下垂，掌心朝前体位，将该体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，电机驱动小臂进行屈曲运动，在动作实施过程中，操作者对小臂前端施加10N～100N的阻力，肘关节可以完成0°～145°全范围的屈曲运动；如果操作者施加的阻力大于100N，则小臂会停止运动，如果该阻力持续施加并跟进，小臂可退回至初始位置；

5级：操作者将机器人置于肩关节、肘关节自然下垂，掌心朝前体位，将该体位作为初始位置，肩关节保持不动，启动驱动电机，电机驱动小臂进行屈曲运动，在动作实施过程中，操作者对小臂前端施加大于100N的阻力，肘关节可以完成0°～145°全范围的屈曲运动；

上述模拟不同等级屈肘肌力的方法也适用于模拟不同等级屈膝肌力，在模拟不同等级屈膝肌力时，肩关节相当于髋关节，肘关节相当于膝关节。