The utility model discloses a tension integral bionic knee joint, which comprises a first rigid compression unit, a cable unit and a two rigid compression unit. The first rigid compression unit consists of the first rigid compression unit, the first support bar, the second supporting rod, the third supporting rod and the fourth supporting rods. The cable unit consists of the first bionic cross cruciate ligament, the second bionic cruciate ligament, the bionic accessory ligament, the first cable and the second cable. Tensegrity with bionic bionic joint ligament and other cables used in the sagittal plane motion and joint, to avoid the existence of joint intermediate rigid connection shaft, the joint friction and rigid body between the movement does not wear, improve the service life of the joint. At the same time, the cable unit is made of rubber material and has strong elasticity. During the working process, the impact load can be absorbed and the stability can be improved.
【技术实现步骤摘要】
一种张拉整体仿生膝关节
本技术涉及机械仿生工程
,具体涉及一种可应用于机器人、假肢等领域的基于张拉整体结构的仿生膝关节。
技术介绍
世界范围内有关机器人的研究工作已经得到广泛开展,但是目前几乎所有的机器人的关节(髋关节、膝关节与踝关节等)均被简化设计为铰连接。由于机器人关节在运动中往往承受拉压、剪切、弯曲和扭转等多种类型载荷的作用,进而需要施加驱动与复杂控制来实时维持关节运动的稳定性,同时,由于铰连接多为刚性连接,刚性体之间不可避免地存在摩擦与撞击,研究表明,这些可能是导致该类型机器人运动控制系统复杂进而造成能效低问题的重要原因,目前尚无较好的解决方法。而动物的肢体具有精细的骨骼-肌肉系统,该系统又分为骨骼系统与肌肉系统,前者包括骨骼、软骨、韧带等,后者主要由肌肉和肌腱组成。其中,多条韧带束缚骨骼连接形成关节并保证关节的稳定性;肌肉主动收缩产生肌肉力并通过肌腱将力传递至连接骨骼,从而产生骨骼的关节性运动。从生物力学角度出发可知,骨骼-肌肉系统中的骨骼、软骨均主要承受压载荷,而韧带、肌肉、肌腱等组织则主要承受拉力作用。由此,动物的腿部骨骼-肌肉系统可视为是由具有空间拓扑结构特征的受拉的韧带、肌肉、肌腱组织与受压骨骼构成的有机体,是一种存在于生物体的特殊“张拉整体结构”。张拉整体结构的概念由美国结构工程师Fuller于20世纪40年代首次提出,是指由非连续受压构件包含于连续受拉构件而形成的一种自平衡空间稳定结构。之后,众多结构力学研究者对这一新型结构的理论与技术进行了探索与研究,目前其被成功应用于结构工程领域。近年来,随着多学科的深入交叉与融合,张拉整体 ...
【技术保护点】
一种张拉整体仿生膝关节,其特征在于:包含第一刚性受压单元(1)、拉索单元(2)及第二刚性受压单元(3);所述的第一刚性受压单元(1)由第一刚性受压单元主体(11)、第一支撑杆(12)、第二支撑杆(17)、第三支撑杆(19)、第四支撑杆(122)组成;两组对称分布的第一支撑杆(12)通过四组第一螺钉(13)固连在第一刚性受压单元主体(11)上;两组对称分布的第二支撑杆(17)通过四组第二螺钉(14)固连在第一刚性受压单元主体(11)上;一对对称分布的第三支撑杆(19)由两对第五螺钉(120)固定在两组第一支撑杆(12)之间;四个均匀分布的第四支撑杆(122)分别通过第六螺钉(121)与第一支撑杆(12)固连;所述的拉索单元(2)由第一仿生十字交叉韧带(21)、第二仿生十字交叉韧带(22)、仿生副韧带(23)、第一拉索(24)和第二拉索(25)组成;第一仿生十字交叉韧带(21)和第二仿生十字交叉韧带(22)模仿人类膝关节十字交叉韧带的排布特点,第一仿生十字交叉韧带(21)和第二仿生十字交叉韧带(22)分别通过两组第九螺钉(33),成十字交叉状分布在第一刚性受压单元主体(11)与第二刚性受压 ...
【技术特征摘要】
1.一种张拉整体仿生膝关节,其特征在于:包含第一刚性受压单元(1)、拉索单元(2)及第二刚性受压单元(3);所述的第一刚性受压单元(1)由第一刚性受压单元主体(11)、第一支撑杆(12)、第二支撑杆(17)、第三支撑杆(19)、第四支撑杆(122)组成;两组对称分布的第一支撑杆(12)通过四组第一螺钉(13)固连在第一刚性受压单元主体(11)上;两组对称分布的第二支撑杆(17)通过四组第二螺钉(14)固连在第一刚性受压单元主体(11)上;一对对称分布的第三支撑杆(19)由两对第五螺钉(120)固定在两组第一支撑杆(12)之间;四个均匀分布的第四支撑杆(122)分别通过第六螺钉(121)与第一支撑杆(12)固连;所述的拉索单元(2)由第一仿生十字交叉韧带(21)、第二仿生十字交叉韧带(22)、仿生副韧带(23)、第一拉索(24)和第二拉索(25)组成;第一仿生十字交叉韧带(21)和第二仿生十字交叉韧带(22)模仿人类膝关节十字交叉韧带的排布特点,第一仿生十字交叉韧带(21)和第二仿生十...
【专利技术属性】
技术研发人员:钱志辉,周亮,任雷,梁威,任露泉,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:新型
国别省市:吉林,22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。