[发明专利]一种基于绳索的仿人肩关节系统

摘要

本发明公开一种基于绳索的仿人肩关节系统，以电机加绳索模拟人的肌肉驱动肩关节的运动，具有完全模拟人的肩关节运动的功能。所述的仿人肩关节主要由肩胛骨、肱骨、尺骨、冈上肌、小圆肌、冈下肌、三角肌、背阔肌、肱三头肌、喙肱肌、肱二头肌、电机、绳索导向器组成。冈上肌、小圆肌、冈下肌、三角肌、背阔肌、肱三头肌、喙肱肌一起驱动肱骨绕肩胛骨屈伸、收展和环转运动。肱三头肌、肱二头肌在驱动尺骨绕肱骨屈伸、收展运动的同时，还与冈上肌、小圆肌、冈下肌、三角肌、背阔肌、肱三头肌、喙肱肌一起驱动肱骨绕肩胛骨屈伸、收展和环转运动。本发明专利以电机与绳索组合驱动，具有结构紧凑、柔顺性好、运动空间大的特点，可用于教学和展览。

主权项

1.一种基于绳索的仿人肩关节系统，其特征在于，该系统包括肩胛骨（1）、肱骨（2）、尺骨（3）、冈上肌一（4）、冈上肌二（5）、小圆肌一（6）、小圆肌二（7）、冈下肌（8）、三角肌一（9）、三角肌二（10）、三角肌三（11）、背阔肌（12）、肱三头肌一（13）、肱三头肌二（14）、喙肱肌一（15）、喙肱肌二（16）、肱三头肌三（17）、肱二头肌一（18）、肱二头肌二（19），各个肌肉均由电机（20）和绳索组成，所述的绳索一端缠绕在所述的电机的输出轴上，另一端与骨头相连，所述的电机的转动控制绳索的收放；将肌肉的两端分别定义为电机端和绳索端，将肩胛骨（1）、肱骨（2）、尺骨（3）水平伸直时靠近身体内部的一侧定义为内侧，与内侧相反的一侧为外侧，接近地面的一侧为下侧，与下侧相反的一侧为上侧，则各个肌肉和骨头的连接方式如下：所述的肩胛骨（1）的一端、肱骨（2）、尺骨（3）依次可转动连接，所述的肩胛骨（1）的另一端上依次固定连接所述的冈上肌一（4）、冈上肌二（5）、小圆肌一（6）、小圆肌二（7）、冈下肌（8）的电机端，所述的冈上肌一（4）、冈上肌二（5）的绳索端与所述的肱骨（2）的上侧连接，所述的小圆肌一（6）、小圆肌二（7）的绳索端与所述的肱骨（2）的内侧连接，所述的冈下肌（8）与所述的肱骨（2）的下侧连接；所述的三角肌一（9）的电机端和绳索端分别固定在所述的肩胛骨（1）的外侧和肱骨（2）的下侧，所述的三角肌二（10）、三角肌三（11）的电机端和绳索端分别固定在所述的肩胛骨（1）的上侧和肱骨（2）的外侧，所述的背阔肌（12）的电机端和绳索端分别固定在所述的肩胛骨（1）的上侧和肱骨（2）的上侧；所述的肱三头肌一（13）的电机端和绳索端分别固定在所述的肱骨（2）和肩胛骨（1）的外侧，所述的肱三头肌二（14）的电机端和绳索端分别固定在所述的肱骨（2）和肩胛骨（1）的上侧，所述的喙肱肌一（15）的电机端和绳索端分别固定在所述的肱骨（2）和肩胛骨（1）的内侧，所述的喙肱肌二（16）的电机端和绳索端分别固定在所述的肱骨（2）和肩胛骨（1）的下侧；所述的肱三头肌三（17）的电机端和绳索端分别固定在所述的尺骨（3）和肩胛骨（1）的上侧，所述的肱二头肌一（18）的电机端和绳索端分别固定在所述的尺骨（3）和肩胛骨（1）的内侧，所述的肱二头肌二（19）的电机端和绳索端分别固定在所述的尺骨（3）和肩胛骨（1）的内侧；所有的肌肉还包括固定在电机（20）上的绳索导向器（21），所述的绳索一端缠绕在所述的电机（20）的输出轴上，另一端穿过所述的绳索导向器（21）后与骨头相连；所述的肱骨（2）和尺骨（3）均为两端粗、中间细的仿人体的肱骨（2）和尺骨（3）的曲面造型；所述的电机为步进电机，所述的肩胛骨（1）、肱骨（2）、尺骨（3）和绳索导向器的材料均为铝合金；所述的肩胛骨（1）为镂空件。