[发明专利]一种气动仿型机器人系统

说明书

本发明涉及一种气动仿型机器人系统，以气缸和气动肌肉驱动肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节的运动，具有完全模拟人运动的功能。所述的仿型机器人主要由气缸、气动肌肉、气爪以及连接件组成。肩关节、肘关节以多组拮抗肌气动肌肉实现关节的多个方向的运动，腕关节则由并联的气动肌肉与气爪组合而成。腰关节由多组交叉的气缸并联而成，较大的提高了关节的运动空间可达性和刚度，避免奇异性。髋关节为两个并联气动驱动，膝关节采用气动肌肉与四杆平行四边形结构结合，踝关节由气缸和杆结构组合而成。本发明专利以气动肌肉和气缸驱动，具有刚柔结合、自由度多、防爆性能好的特点，可用于教学和演示。

技术领域

本发明涉及仿生机器人设备技术领域，特别是一种刚柔结合、自由度多、防爆性能好的气动仿型机器人系统。

背景技术

为了能够让机器人能够更好的与人类协调工作，仿生机器人应运而生。气动肌肉由于其特性与人类肌肉相似，具有较好的柔顺性，因此被运用于仿生机器人，但是其仅仅可以提供，因此大部分情况下，以对拉的形式出现。

CN105691572A，申请号：201610049111.0，公开了一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人，它涉及一种仿青蛙游动机器人。本发明使用拮抗式肌肉驱动关节，能够同时调整关节的角度和刚度，并且机器人整体结构紧凑，能够实现水下运动。本发明的每个大腿本体(2)分别通过一个髋关节(5)可转动安装在基体本体(1)的一侧，每个小腿本体(3)通过一个膝关节(6)与一个大腿本体(2)可转动连接，每个足部(4)通过一个踝关节(7)与一个小腿本体(3)可转动连接。

CN108724163A，申请号：201810518120.9，公开了一种气动肌肉驱动的七自由度仿人机械臂，机械臂由固定支架、肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和手组成，肩关节配置有肩屈曲伸展、肩内收外展和大臂内旋外旋自由度，并且三个自由度的轴线相交于一点，肘关节配置有肘屈曲伸展自由度，腕关节配置有腕-小臂旋前旋后、腕屈曲伸展和腕内收外展自由度，并且三个自由度的轴线相交于一点，机械臂的运动完全仿人。机械臂的每个自由度由一对气动肌肉拮抗驱动，使用鲍登线和钢丝绳进行传动。

CN111070232A，申请号：202010045481.3，公开了一种气动驱动的二指机械手，包括手掌和两个对称安装在手掌上的手指；每个手指包括远指节、中指节、近指节、中指节压力传感器、近指节压力传感器、一号腱绳、二号腱绳、一号气动人工肌肉、二号气动人工肌肉、三号气动人工肌肉、中指关节同步带轮、同步带和远指关节同步带轮，远指关节同步带轮固定在远指节的关节轴上，中指关节同步带轮固定在中指节的关节轴上，同步带套装在中指关节同步带轮和远指关节同步带轮上，使远指节和中指节一起转动；一号腱绳套装在近指节的关节轴上，一号腱绳的两端分别连接二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉，二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉构成拮抗关节。

中国专利CN105691572A、CN108724163A、CN111070232A先后分别设计单组拮抗肌的青蛙、手臂和手指，但是以多组拮抗肌驱动关节的问题难以解决，同时还存在不能较好的模拟关节真是结构的缺点。并联机构具有刚度大的优点被作为机器人关节，其中最为常见的为6-SPS，但是其刚度相对较差，运动空间较小，还存在较大的奇异性，导致其在机器人关节并不常见。需要一种刚柔结合、自由度多、防爆性能好的气动仿型机器人系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚柔结合、自由度多、防爆性能好的气动仿型机器人系统。

一种气动仿型机器人系统，包括：

腰关节，所述腰关节的两侧分别设置互为镜像的上肢关节，下部分别设置互为镜像的下肢关节；

所述腰关节的胸支撑件下端固定连接腰关节上面板，所述腰关节上面板和腰关节下面板分别可转动连接气缸二、气缸三、气缸四、气缸五、气缸六、气缸七的两端；