本發(fā)明屬于仿生機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于氣動(dòng)肌肉模擬人的脖子。

背景技術(shù)：

人脖子關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于長(zhǎng)時(shí)間固定姿勢(shì)的原因，容易引起腰部疾病或者落枕。氣動(dòng)肌肉在柔順性方面具有類(lèi)似于人類(lèi)肌肉類(lèi)似的特性，因此為了能夠?yàn)榫哂胁弊蛹膊〉牟∪颂峁┰\斷幫助，進(jìn)一步為骨骼和肌肉康復(fù)糾正訓(xùn)練設(shè)備的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，或者為人機(jī)工程學(xué)機(jī)器設(shè)計(jì)提供參考，減少設(shè)計(jì)和制造的機(jī)器對(duì)人脖子的傷害，提高工人的勞動(dòng)保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種基于氣動(dòng)肌肉仿人脖子，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，干凈、防爆等。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種基于氣動(dòng)肌肉仿人脖子，其特征在于，它包括：骨盆1、椎骨一2、椎骨二3、肋骨一4、肋骨二5、肋骨三6、胸骨舌骨肌一7、脛闊肌一8、肩甲舌骨肌一9、胸鎖乳突肌一10、頭顱11、胸鎖乳突肌二12、脛闊肌二13、胸骨舌骨肌二14、肋骨四15、肋骨五16、肋骨六17、椎骨三18、胸鎖乳突肌三19、斜方肌一20、豎脊肌一21、豎脊肌二22、豎脊肌三23、胸鎖乳突肌四24、斜方肌二25、椎骨四26、椎骨五27、椎骨六28、椎骨七29、椎骨八37、椎骨九43、椎骨十44、椎骨十一45、椎骨十二46、椎骨十三47、椎骨十四48、椎骨十五52；

其中，胸骨舌骨肌一7、脛闊肌一8、肩甲舌骨肌一9、胸鎖乳突肌一10、胸鎖乳突肌四24、斜方肌二25兩端分別連接頭顱11和肋骨三6，驅(qū)動(dòng)頭顱俯仰、展、繞環(huán)；

胸鎖乳突肌二12、脛闊肌二13、胸骨舌骨肌二14、胸鎖乳突肌三19、斜方肌一20兩端分別連接頭顱11和肋骨四15，驅(qū)動(dòng)頭顱俯仰、收、繞環(huán)；

豎脊肌一21、豎脊肌二22、豎脊肌三23分別連接骨盆1和頭顱11驅(qū)動(dòng)頭顱仰、收展；

頭顱11、椎骨四26、椎骨五27、椎骨六28、椎骨七29、椎骨八37、椎骨十四48、椎骨十五52、椎骨九43、椎骨十44、椎骨十一45、椎骨十二46、椎骨十三47、骨盆1按順序兩兩之間可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

椎骨三18、椎骨二3、椎骨一2按順序兩兩之間可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

肋骨三6一端通過(guò)椎骨三18與肋骨四15固定連接，另一端通過(guò)椎骨八37與肋骨四15固定連接，椎骨三18所在位置為人體正面，椎骨八37所在位置為人體后面；

肋骨二5一端通過(guò)椎骨二3與肋骨五16固定連接，另一端通過(guò)椎骨十四48與肋骨五16固定連接，椎骨二3所在位置為人體正面，椎骨十四48所在位置為人體后面；

肋骨一4一端通過(guò)椎骨一2與肋骨六17固定連接，另一端通過(guò)椎骨十五52與肋骨六17固定連接，椎骨一2所在位置為人體正面，椎骨十五52所在位置為人體后面。

進(jìn)一步的，所有的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接為球鉸接。

更進(jìn)一步的，所有的固定連接為螺栓連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明利用多關(guān)節(jié)氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)單關(guān)節(jié)和多關(guān)節(jié)氣動(dòng)肌肉協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制頭實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)；

2.本發(fā)明利用氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)具有較大的功率/質(zhì)量比、較好的柔順性、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)；

3.本發(fā)明連接脖子和肋骨的椎骨受多根肌肉協(xié)同控制具有多個(gè)自由度，可以形象地模擬人脖子可以實(shí)現(xiàn)的各種動(dòng)作，有助于了解人的脖子結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)脖子運(yùn)動(dòng)的肌肉在脖子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的作用。

附圖說(shuō)明

圖1是仿人脖子前視圖；

圖2是仿人脖子后視圖；

圖3是第三層肋骨及其上面部分爆炸圖；

圖4是第二層肋骨及其下面部分爆炸圖；

圖中：骨盆1、椎骨一2、椎骨二3、肋骨一4、肋骨二5、肋骨三6、胸骨舌骨肌一7、脛闊肌一8、肩甲舌骨肌一9、胸鎖乳突肌一10、頭顱11、胸鎖乳突肌二12、脛闊肌二13、胸骨舌骨肌二14、肋骨四15、肋骨五16、肋骨六17、椎骨三18、胸鎖乳突肌三19、斜方肌一20、豎脊肌一21、豎脊肌二22、豎脊肌三23、胸鎖乳突肌四24、斜方肌二25、椎骨四26、椎骨五27、椎骨六28、椎骨七29、螺栓一30、球鉸一31、球鉸二32、球鉸三33、球鉸四34、球鉸五35、球鉸六36、椎骨八37、螺栓二38、球鉸七39、螺栓三40、球鉸八41、螺栓四42、椎骨九43、椎骨十44、椎骨十一45、椎骨十二46、椎骨十三47、椎骨十四48、球鉸九49、螺栓五50、螺栓六51、椎骨十五52、球鉸十53、球鉸十一54、球鉸十二55、球鉸十三56、球鉸十四57、球鉸十五58。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明基于氣動(dòng)肌肉仿人脖子包括：骨盆1、椎骨一2、椎骨二3、肋骨一4、肋骨二5、肋骨三6、胸骨舌骨肌一7、脛闊肌一8、肩甲舌骨肌一9、胸鎖乳突肌一10、頭顱11、胸鎖乳突肌二12、脛闊肌二13、胸骨舌骨肌二14、肋骨四15、肋骨五16、肋骨六17、椎骨三18、胸鎖乳突肌三19、斜方肌一20、豎脊肌一21、豎脊肌二22、豎脊肌三23、胸鎖乳突肌四24、斜方肌二25、椎骨四26、椎骨五27、椎骨六28、椎骨七29、螺栓一30、球鉸一31、球鉸二32、球鉸三33、球鉸四34、球鉸五35、球鉸六36、椎骨八37、螺栓二38、球鉸七39、螺栓三40、球鉸八41、螺栓四42、椎骨九43、椎骨十44、椎骨十一45、椎骨十二46、椎骨十三47、椎骨十四48、球鉸九49、螺栓五50、螺栓六51、椎骨十五52、球鉸十53、球鉸十一54、球鉸十二55、球鉸十三56、球鉸十四57、球鉸十五58。其中，胸骨舌骨肌一7、脛闊肌一8、肩甲舌骨肌一9、胸鎖乳突肌一10、胸鎖乳突肌四24、斜方肌二25分別連接頭顱11和肋骨三6驅(qū)動(dòng)頭顱俯仰、展、繞環(huán)，肋骨三6一端通過(guò)螺栓一30、椎骨三18與肋骨四15相連，另一端通過(guò)椎骨八37、螺栓二38與肋骨四15相連，椎骨三18和椎骨八37分別為前、后，胸鎖乳突肌二12、脛闊肌二13、胸骨舌骨肌二14、胸鎖乳突肌三19、斜方肌一20分別連接頭顱11和肋骨四15驅(qū)動(dòng)頭顱俯仰、收、繞環(huán)；球鉸六36通過(guò)螺紋分別連接椎骨八37和椎骨七29，球鉸五35通過(guò)螺紋分別連接椎骨七29和椎骨六28，球鉸四34通過(guò)螺紋分別連接椎骨六28和椎骨五27，球鉸三33通過(guò)螺紋分別連接椎骨五27和椎骨四26，球鉸二32通過(guò)螺紋分別連接椎骨四26和頭顱11；球鉸一31通過(guò)螺紋分別連接椎骨三18和椎骨二3，球鉸七39通過(guò)螺紋分別連接椎骨八37和椎骨十四48，肋骨二5一端通過(guò)螺栓三40、椎骨二3與肋骨五16相連，另一端通過(guò)螺栓五50、椎骨十四48與肋骨五16相連，椎骨二3和椎骨十四48分別為前、后；球鉸八41通過(guò)螺紋分別連接椎骨二3和椎骨一2，球鉸九49通過(guò)螺紋分別連接椎骨十四48和椎骨十五52，肋骨一4一端通過(guò)螺栓四42、椎骨一2與肋骨六17相連，另一端通過(guò)螺栓六51、椎骨十五52與肋骨六17相連，椎骨一2和椎骨十五52分別為前、后；球鉸十53通過(guò)螺紋分別連接椎骨十五52和椎骨九43，球鉸十一54通過(guò)螺紋分別連接椎骨九43和椎骨十44，球鉸十二55通過(guò)螺紋分別連接椎骨十44和椎骨十一45，球鉸十三56通過(guò)螺紋分別連接椎骨十一45和椎骨十二46，球鉸十四57通過(guò)螺紋分別連接椎骨十二46和椎骨十三47，球鉸十五58通過(guò)螺紋分別連接椎骨十三47和骨盆1；豎脊肌一21、豎脊肌二22、豎脊肌三23分別連接骨盆1和頭顱11驅(qū)動(dòng)頭顱仰、收展。

本發(fā)明，通過(guò)控制各模擬人的脖子肌肉的氣動(dòng)肌肉，實(shí)現(xiàn)仿人脖子位姿的控制，可以動(dòng)態(tài)形象的模擬人脖子的動(dòng)作，并且可以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡控制，本發(fā)明擁有其他氣動(dòng)肌肉仿人脖子無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式中的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。