一種基于氣動肌肉仿人下肢制造技術

本發明專利技術公開了一種基于氣動肌肉仿人下肢系統，以氣動肌肉模擬人的肌肉驅動髖關節、膝關節、踝關節、腳趾的運動，具有完全模擬人的下肢運動的功能。所述的仿人下肢主要由骨盆、股骨、腓骨、腳底板、腳趾、球鉸、氣動肌肉以及氣動肌肉固定板組成。模擬臀大肌、內收肌、髂腰肌、閉孔內肌、梨狀肌等作用的氣動肌肉驅動髖關節繞垂直軸、矢狀軸、冠狀軸的旋轉；股直肌、大腿后側肌群、股薄肌、股二頭肌驅動膝關節繞垂直軸、冠狀軸的旋轉；小腿三頭肌、前群肌、外側群肌驅動踝關節繞矢狀軸、冠狀軸的旋轉；拇長屈肌、拇長伸肌、趾長屈肌、趾長伸肌驅動五個腳趾屈和伸。本發明專利技術以氣動肌肉驅動，具有結構緊湊、清潔、防爆性能好的特點，可用于教學和演示。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種基于氣動肌肉仿人下肢系統，其特征在于，它包括：股二頭肌（1）、梨狀肌（2）、大腿后側肌群（3）、臀大肌（4）、骨盆（5）、髂腰肌（6）、閉孔內肌（7）、內收肌（8）、股骨（9）、股薄肌（10）、股直肌（11）、驅動髖關節氣動肌肉固定板（12）、驅動膝關節氣動肌肉固定板（13）、趾長屈肌（14）、拇長屈肌（15）、小腿三頭肌（16）、腓骨（17）、腳底板（18）、趾長伸肌（19）、外側群肌（20）、前群肌（21）、拇長伸肌（22）、大腳趾（23）、小腳趾（24）、驅動腳趾導向軸（25）、氣動肌肉末端固定鋼絲繩螺栓（26）、M12螺帽（27）、固定鋼絲繩螺栓（28）、空氣組合元件（29）、壓力表（30）、氣動高速開關閥（31）、拉線式編碼器（32）、數據采集卡（33）、計算機（34）、PWM波形發生器FPGA板卡（35）和隔離與放大電路（36）；其中，所述骨盆（5）固定在臺架上，股骨（9）通過桿端關節軸承與骨盆相連，另一端通過螺紋連接的方式與髖關節氣動肌肉固定板（12）相連，臀大肌（4）、內收肌（8）、髂腰肌（6）、閉孔內肌（7）、梨狀肌（2）一端通過鋼絲繩與骨盆（5）相連，另一端通過鋼絲繩與驅動髖關節氣動肌肉固定板（12）相連；臀大肌（4）和內收肌（8）分別連接驅動髖關節氣動肌肉固定板（12）內、外驅動髖關節繞矢狀軸的旋轉，髂腰肌（6）連接驅動髖關節氣動肌肉固定板（12）前驅動髖關節繞冠狀軸旋轉，閉孔內肌（7）和梨狀肌（2）分別連接驅動髖關節氣動肌肉固定板（12）前、后驅動髖關節繞垂直軸旋轉；驅動膝關節氣動肌肉固定板（13）通過桿端關節軸承一端與股骨（9）相連，另一端通過螺紋與腓骨相連，股直肌（11）、大腿后側肌群（3）（主要包括半腱肌和半膜肌）、股薄肌（10）、股二頭肌（1）一端通過鋼絲繩與骨盆（5）相連，另一端通過鋼絲繩與驅動膝關節氣動肌肉固定板（13）相連；股直肌（11）和大腿后側肌群（3）分別連接驅動膝關節氣動肌肉固定板13前后驅動膝關節繞冠狀軸旋轉，股薄肌（10）和股二頭肌（1）分別連接驅動膝關節氣動肌肉固定板（13）前后驅動膝關節繞垂直軸旋轉；小腿三頭肌（16）、前群肌（21）、外側群肌（20）一端通過螺帽連接于驅動膝關節氣動肌肉固定板（13），另一端通過鋼絲繩與腳底板（18）相連，小腿三頭肌（16）、前群肌（21）、外側群肌（20）圓周上均勻分布在驅動膝關節氣動肌肉固定板（13）上，實現驅動踝關節繞矢狀軸和冠狀軸旋轉；拇長屈肌（15）、拇長伸肌（22）、趾長屈肌（14）、趾長伸肌（19）一端通過螺帽連接于驅動膝關節氣動肌肉固定板（13），另一端通過鋼絲繩經驅動腳趾導向軸（25）與大腳趾（23）和小腳趾（24）相連；拇長屈肌（15）和拇長伸肌（22）驅動大腳趾屈伸，趾長屈肌（14）和趾長伸肌（19）驅動小腳趾屈伸。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜飛龍，陶國良，劉昊，趙勇，李超，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：