一种基于类脑控制的机械肢制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于类脑控制的机械肢，包括：多节机械臂；每节机械臂由外而内依次包括第一柔性绝缘层、人工肌肉束、第二柔性绝缘层、空心金属支撑骨架和人工神经束；人工神经束由人造神经元网束状相互连接，并贯穿空心金属支撑骨架；空心金属支撑骨架两端具有可动关节，且可动关节的止动侧留有与人工神经束相连的人工神经束连接口；空心金属支撑骨架的外周侧还具有人工肌肉束连接口，人工肌肉束连接口一端连接人工神经束连接口，另一端连接人工肌肉束；各节机械臂组成链式结构，位于链式结构上的其中一节机械臂与类脑芯片连接。本实用新型专利技术通过仿照人脑神经网络结构，实现对机械肢的非程控控制。肢的非程控控制。肢的非程控控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于类脑控制的机械肢


[0001]本技术涉及机械肢
，更具体的说是涉及一种基于类脑控制的机械肢。

技术介绍

[0002]现有的机械手通常采用电线电缆对能量和信号进行传输，且对机械手的控制方式为固定的计算机程序控制，该种控制方式固定且重复。类脑计算是指借鉴生物的脑网络组对信息处理的基本规律，对生物大脑进行深度模拟，实现高效率、低能耗的信息处理。
[0003]因此，如何提供一种可仿照人脑神经网络，以非程控控制方式控制的机械肢是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种基于类脑控制的机械肢，通过仿照人脑神经网络结构，实现对机械肢的非程控控制。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于类脑控制的机械肢，包括：多节机械臂；每节所述机械臂由外而内依次包括第一柔性绝缘层、人工肌肉束、第二柔性绝缘层、空心金属支撑骨架和人工神经束；所述人工神经束由人造神经元网束状相互连接，并贯穿所述空心金属支撑骨架；
[0007]所述空心金属支撑骨架两端具有可动关节，且所述可动关节的止动侧留有与所述人工神经束相连的人工神经束连接口；相邻两节所述机械臂之间通过所述可动关节组合连接；
[0008]所述空心金属支撑骨架的外周侧还具有人工肌肉束连接口，所述人工肌肉束连接口一端连接所述人工神经束连接口，另一端连接所述人工肌肉束；
[0009]各节所述机械臂组成链式结构，且各自的所述人工神经束连接口相互连接，组成人工神经网络；位于链式结构上的其中一节所述机械臂与类脑芯片连接，用于接收所述类脑芯片的控制信号。
[0010]进一步的，每节所述机械臂上均具有类脑神经传输接口，且所述类脑神经传输接口的其中一端与所述人工神经束连接口连接。
[0011]进一步的，对所述机械肢控制时，其中一节所述机械臂上的所述类脑神经传输接口的另一端连接至所述类脑芯片，该节所述机械臂上的所述类脑神经传输接口用于将所述类脑芯片发出的控制信号通过所述人工神经网络传递至执行器和/或相应的所述人工肌肉束。
[0012]进一步的，所述执行器的类型为：可动手型、固定手型、夹具型、刚性爪型和柔性爪型。
[0013]进一步的，所述执行器位于链式结构尾端的所述机械臂上，并通过所述可动关节固定。
[0014]进一步的，所述可动关节具有接触区和非接触区；任意相邻的两节所述机械臂通过所述可动关节的接触区组合连接。
[0015]进一步的，所述类脑神经传输接口设置在所述机械臂其中一端的所述可动关节的非接触区。
[0016]进一步的，所述人工肌肉束的材质为电活性聚合物。
[0017]进一步的，位于链式结构首端的所述机械臂与类脑芯片连接。
[0018]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种基于类脑控制的机械肢，使用人造神经元呈网束状相互连接组成人工神经网络，将能量和信号合成传递，从而实现机械肢各部分的协同控制，突破现有的计算机控制屏障，实现对机械肢的非程控控制。本专利技术可广泛应用于医疗、工程、科研等领域，可作为类脑智能机器人、类脑智能外骨骼及类脑智能脑机接口等设备的终端执行设备使用。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本技术提供的单节机械臂一个视角的结构示意图；
[0021]图2为本技术提供的单节机械臂另一视角的结构示意图；
[0022]图3为本技术提供的两节机械臂的组合标准态结构示意图；
[0023]图4为本技术提供的两节机械臂组合单侧收缩状态示意图；
[0024]图5为本技术提供的机械臂的截面图；
[0025]图6为本技术提供的基于类脑控制的机械肢的原理框图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]如图1
‑
5所示，本技术实施例公开了一种基于类脑控制的机械肢，包括：多节机械臂；每节所述机械臂由外而内依次包括第一柔性绝缘层1、人工肌肉束2、第二柔性绝缘层3、空心金属支撑骨架4和人工神经束5；所述人工神经束5由人造神经元网束状相互连接，并贯穿所述空心金属支撑骨架4；
[0028]所述空心金属支撑骨架4两端具有可动关节6，且所述可动关节6的止动侧留有与所述人工神经束5相连的人工神经束连接口7；相邻两节所述机械臂之间通过所述可动关节6组合连接；
[0029]所述空心金属支撑骨架4的外周侧还具有人工肌肉束连接口8，所述人工肌肉束连接口8一端连接所述人工神经束连接口7，另一端连接所述人工肌肉束2；
[0030]各节所述机械臂组成链式结构，且各自的所述人工神经束连接口7相互连接，组成
人工神经网络；位于链式结构上的其中一节所述机械臂与类脑芯片连接，用于接收所述类脑芯片的控制信号。
[0031]其中，所述人工肌肉束2的材质为电活性聚合物。第一柔性绝缘层1和第二柔性绝缘层3具有绝缘和弹性保护作用，电活性聚合物具有随电压变化伸缩的功能，人工神经束5具有仿人神经电信号传输的功能。
[0032]在一个具体实施例中，每节所述机械臂上均具有类脑神经传输接口9，且所述类脑神经传输接口9的其中一端与所述人工神经束连接口7连接。
[0033]对所述机械肢控制时，其中一节所述机械臂上的所述类脑神经传输接口9的另一端连接至所述类脑芯片，该节所述机械臂上的所述类脑神经传输接口9用于将所述类脑芯片发出的控制信号通过所述人工神经网络传递至执行器和/或相应的所述人工肌肉束2。
[0034]本实施例中，位于链式结构首端的所述机械臂与类脑芯片连接。
[0035]本技术的每节机械臂上都包含类脑神经传输接口9，无论链上连接了多少机械臂，仅有与类脑芯片直连的机械臂需要启用类脑神经传输接口9，该机械臂的类脑神经传输接口9对类脑芯片发出的控制信号通过人工神经网络进行传递，信号流经各机械肢的人工神经束5的过程中经人工肌肉束连接口8传递给各自连接的人工肌肉束2产生相应的位移，同时控制执行器产生相应的动作。
[0036]如图6所示，在机械肢正式运行之前，需要对机械肢进行测试验证：将类脑芯片的输出引脚与机械肢一侧人工神经束无序相连；为机械肢及执行器的各可动部安装标记序号的位移传感器；依次对人工神经束输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于类脑控制的机械肢，其特征在于，包括：多节机械臂；每节所述机械臂由外而内依次包括第一柔性绝缘层、人工肌肉束、第二柔性绝缘层、空心金属支撑骨架和人工神经束；所述人工神经束由人造神经元网束状相互连接，并贯穿所述空心金属支撑骨架；所述空心金属支撑骨架两端具有可动关节，且所述可动关节的止动侧留有与所述人工神经束相连的人工神经束连接口；相邻两节所述机械臂之间通过所述可动关节组合连接；所述空心金属支撑骨架的外周侧还具有人工肌肉束连接口，所述人工肌肉束连接口一端连接所述人工神经束连接口，另一端连接所述人工肌肉束；各节所述机械臂组成链式结构，且各自的所述人工神经束连接口相互连接，组成人工神经网络；位于链式结构上的其中一节所述机械臂与类脑芯片连接，用于接收所述类脑芯片的控制信号。2.根据权利要求1所述的一种基于类脑控制的机械肢，其特征在于，每节所述机械臂上均具有类脑神经传输接口，且所述类脑神经传输接口的其中一端与所述人工神经束连接口连接。3.根据权利要求2所述的一种基于类脑控制的机械肢，其特征在于，对所述机械肢控制时，其中一节所述机械臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽丽，高福临，刘琦，刘彤军，杜寅甫，赵寒涛，张智超，王刚，孙晶，段大伟，田力，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院智能制造研究所，
类型：新型
国别省市：