一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂。其包含电机驱动云台、气动肌肉（PAM）仿生肘关节、形状记忆合金（SMA）仿生腕关节以及IPMC仿生手。其中肩关节有2个旋转自由度；肘关节有3个旋转自由度；腕关节有2个旋转自由度；仿生手含有4根手指，有11个自由度，故机械臂共有18个自由度。云台与肘关节通过轴连接，肘关节与腕关节通过3根螺栓固连，腕关节与仿生手通过螺纹固连。该机械臂相较同规格电机驱动机械臂具有结构简单、功率密度比高、安全性好、柔顺性强等优点，通过模仿人体上肢骨骼-肌肉系统，使得该机械臂拥有更好的灵活性及仿生学特征。本发明专利技术可被广泛应用于家庭服务、康复医疗、排险救援以及物资搬运等领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂
本专利技术涉及一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂，其属于机器人领域、仿生学领域及智能材料领域。
技术介绍
模仿人类手臂功能的机械臂目前在军事、医疗及服务等领域都获得了一定的应用，其不仅可以代替人类在危险的环境下进行作业，亦可以帮助残障人士完成日常的行为动作。但目前仿人机械臂的驱动装置主要采用电机与减速机构配合的方案，机器人的多自由度运动采用的是多电机联动实现，从而大大增加了机器人重量，降低了安全性，也使得传动机构更加复杂化。在提高机械臂驱动装置的功率密度比方面，国内外主要集中在对刚性驱动的研究上，且主要以缩小冷却系统体积、提高电机转速等方式达到这一目的。然而由于传统电机功率密度随着体积的减小而迅速降低，又由于传动误差和摩擦力的存在，使得在提高驱动系统的功率密度和整体响应性能方面受到限制。此外，仿生结构设计也是高性能仿生柔顺驱动技术的重要方面，目前的仿人机械臂设计思想基本是用机械设计的原理和理论，仿照生物骨骼结构的功能和外形进行设计，但生物运动离不开肌肉系统，需要综合考虑肌肉-骨骼系统的仿生设计。目前国内外均对人工肌肉驱动机械臂进行了大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂，仿人手臂由云台、PAM仿生肘关节、SMA仿生腕关节以及IPMC仿生手组成；其中PAM仿生肘关节的固定平台，通过轴与云台上部相连；仿生肘关节运动平台与腕关节手腕支架之间通过螺栓固连在一起；SMA仿生腕关节运动平台通过螺纹与IPMC仿生手手掌内侧板固连在一起。

【技术特征摘要】
1.一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂，仿人手臂由云台、PAM仿生肘关节、SMA仿生腕关节以及IPMC仿生手组成；其中PAM仿生肘关节的固定平台，通过轴与云台上部相连；仿生肘关节运动平台与腕关节手腕支架之间通过螺栓固连在一起；SMA仿生腕关节运动平台通过螺纹与IPMC仿生手手掌内侧板固连在一起，所述IPMC仿生手由拇指、食指、中指、环指、掌指连接结构、手掌外侧板、手掌内侧板、手掌隔板以及滑轮组成；拇指由近指节及远指节组成，其余三根手指由近指节、中指节及远指节组成，各指节间通过销轴进行连接；IPMC驱动器放置于各手指远指节的内部凹槽内，SMA驱动器通过螺栓安放在手腕支架内部，并通过鱼线与各根手指近指节及中指节上的定位过孔相连，利用手掌内部安放的滑轮对鱼线进行张紧。2.根据权利要求1所述的多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂，其特征在于PAM仿生肘关节共需7个虎克铰，其中3个呈正三角形安放...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽娜，杨辉，陈洋，赵亮亮，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21