本實(shí)用新型屬于機(jī)器人部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)：

機(jī)器人關(guān)節(jié)是影響機(jī)器人動(dòng)靜態(tài)特性的重要部件。對(duì)于大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人來(lái)講，變形的主要來(lái)源是關(guān)節(jié)變形，由此帶來(lái)一系列問(wèn)題：1）嚴(yán)重影響了機(jī)器人的定位精度和軌跡精度；2）CNC 機(jī)床相比，機(jī)器人在銑削和去毛刺過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的低頻顫振現(xiàn)象；3）關(guān)節(jié)柔性的引入增加了控制的難度；4）存在內(nèi)部零件剛度不一致導(dǎo)致的剛度非線性等。針對(duì)上述問(wèn)題，Bittencourt、Erkaya、蔡鶴皋、余躍慶、何廣平和Rigatos等國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別從關(guān)節(jié)摩擦、關(guān)節(jié)間隙、關(guān)節(jié)剛度辨識(shí)、柔性關(guān)節(jié)控制、關(guān)節(jié)阻抗控制等角度展開(kāi)研究，對(duì)提高機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)精度、抖動(dòng)抑制等具有明顯的促進(jìn)作用，但由于這些研究主要圍繞電機(jī)驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)構(gòu)造模式展開(kāi)，不能從根本上消除上述問(wèn)題，因此，解決該問(wèn)題成為一項(xiàng)重要研究課題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，包括底座及依次從左到右間隔設(shè)置在底座上的前立板組、中立板組及后立板，其特征在于所述前立板組上設(shè)有主關(guān)節(jié)滑輪組、中立板組上設(shè)有第一副關(guān)節(jié)滑輪組和第二副關(guān)節(jié)滑輪組，第一副關(guān)節(jié)滑輪組和第二副關(guān)節(jié)滑輪組另一端固定在后立板上，第一肌群牽引線一端設(shè)置在主關(guān)節(jié)滑輪組上，另一端設(shè)置在第一副關(guān)節(jié)滑輪組上，第二肌群牽引線一端設(shè)置在主關(guān)節(jié)滑輪組上，另一端設(shè)置在第二副關(guān)節(jié)滑輪組上，主關(guān)節(jié)滑輪組的主關(guān)節(jié)軸端部連接主關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)臂，第一副關(guān)節(jié)滑輪組和第二副關(guān)節(jié)滑輪組結(jié)構(gòu)相同，相互上下平行設(shè)置在中立板組上，第一副關(guān)節(jié)滑輪組和第二副關(guān)節(jié)滑輪組均由人工肌肉致動(dòng)器單元、人工韌帶單元、線性儲(chǔ)能單元組合而成。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于主關(guān)節(jié)滑輪組包括主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪、主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪及主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪、主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪分別通過(guò)順時(shí)針軸承、逆時(shí)針軸承與主關(guān)節(jié)軸連接，主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪直接固定連接在主關(guān)節(jié)軸上，主關(guān)節(jié)軸兩端分別通過(guò)主關(guān)節(jié)右軸承、主關(guān)節(jié)左軸承連接到對(duì)稱設(shè)置的第一前立板和第二前立板上，通過(guò)相應(yīng)的肌群牽引線驅(qū)動(dòng)輸入輪和輸出輪。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于所述主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪兩側(cè)分別設(shè)有第一凹槽、第一凹槽凸緣及第二凹槽、第二凹槽凸緣；主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪和主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪結(jié)構(gòu)尺寸相同，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪一側(cè)設(shè)有第一凸臺(tái)和第一凸臺(tái)凸緣，主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪一側(cè)設(shè)有第二凸臺(tái)和第二凸臺(tái)凸緣，每個(gè)凸臺(tái)凸緣與凹槽凸緣對(duì)應(yīng)配合，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪與主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪間形成間歇傳動(dòng)，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪上設(shè)有第一卡槽，主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪上設(shè)有第二卡槽，第一卡槽、第二卡槽與第一肌群牽引線、第二肌群牽引線對(duì)應(yīng)匹配，卡槽用于引導(dǎo)和約束對(duì)應(yīng)的肌群牽引線。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于第一副關(guān)節(jié)滑輪組和第二副關(guān)節(jié)滑輪組結(jié)構(gòu)相同，第一副關(guān)節(jié)滑輪組包括副關(guān)節(jié)軸、第一副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、第二副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、第三副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪及與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪對(duì)應(yīng)配合的第一軸上鎖緊推塊、第二軸上鎖緊推塊及第三軸上鎖緊推塊，第一副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、第二副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、第三副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪分別通過(guò)第一輸入輪軸承、第二輸入輪軸承及第三輸入輪軸承安裝在副關(guān)節(jié)軸上，軸上鎖緊推塊及副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪通過(guò)過(guò)贏配合鎖緊設(shè)置在副關(guān)節(jié)軸上，每個(gè)副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪與后立板之間設(shè)有人工肌群。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于所述人工肌群包括線性儲(chǔ)能單元及人工韌帶單元Ⅰ，人工韌帶單元Ⅰ一端設(shè)置在副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪上，另一端依次連接人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅰ、人工韌帶單元Ⅱ及人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅱ的一端，人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅱ的另一端固定在后立板上；副關(guān)節(jié)軸通過(guò)第一副關(guān)節(jié)軸承和第二副關(guān)節(jié)軸承安裝在第一中立板、第二中立板上，通過(guò)對(duì)人工韌帶單元的選擇驅(qū)動(dòng)拉動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪，繼而推動(dòng)軸上鎖緊推塊和副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪，以實(shí)現(xiàn)人工韌帶單元驅(qū)動(dòng)副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪的選擇性并聯(lián)輸出。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于人工肌肉致動(dòng)器單元為具有線性致動(dòng)單元，選自SMA絲、SMA彈簧、氣動(dòng)人工肌肉、介電彈性體致動(dòng)器中的任意一種。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于人工韌帶單元為尼龍繩。

所述的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于底座上位于人工肌群一側(cè)裝有散熱風(fēng)扇，以幫助人工肌肉致動(dòng)器單元的冷卻恢復(fù)。

通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：

1）本實(shí)用新型采用不同的人工肌肉致動(dòng)器單元進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以SMA彈簧為例，由于SMA彈簧只有收縮和松弛狀態(tài)兩種狀態(tài)，收縮狀態(tài)時(shí)，剛度大，松弛狀態(tài)時(shí)，剛度小；根據(jù)SMA彈簧的電熱驅(qū)動(dòng)特性，通過(guò)控制SMA彈簧組中的每根SMA彈簧的電流通斷來(lái)驅(qū)動(dòng)與其相連的副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組，進(jìn)而帶動(dòng)主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)控制，避免了各SMA彈簧間的干涉問(wèn)題；

2）本實(shí)用新型通過(guò)在主關(guān)節(jié)輸入輪上設(shè)置凸臺(tái)及凸臺(tái)凸緣，在主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪上設(shè)置與凸臺(tái)及凸臺(tái)凸緣對(duì)應(yīng)匹配的凹槽及凹槽凸緣，工作時(shí)主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪和主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪分別與主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪配合工作，使主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪與主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪間形成間歇傳動(dòng)，即在一定角度范圍內(nèi)，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪驅(qū)動(dòng)主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪無(wú)影響；

3）本實(shí)用新型的副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組主要用于實(shí)現(xiàn)SMA彈簧的并聯(lián)輸出，采用上下兩組組成，每個(gè)副關(guān)節(jié)滑輪組包括副關(guān)節(jié)軸、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪及與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪對(duì)應(yīng)配合的第一軸上鎖緊推塊、第一軸上鎖緊推塊及第一軸上鎖緊推塊，副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪分別通過(guò)第一輸入輪軸承、第二輸入輪軸承及第三輸入輪軸承安裝在副關(guān)節(jié)軸上，軸上鎖緊推塊及副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪通過(guò)過(guò)贏配合鎖緊設(shè)置在副關(guān)節(jié)軸上，每個(gè)副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪與后立板之間設(shè)有人工肌群，由于軸上鎖緊推塊與副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪間形成了間歇傳動(dòng)，故在一定角度范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)無(wú)干涉的選擇性并聯(lián)輸出，因此通過(guò)上下兩組副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組的多種選擇性輸入，可實(shí)現(xiàn)主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組的順時(shí)針、逆時(shí)針?lè)较蚨喾N輸出。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的關(guān)節(jié)滑輪組分體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的主關(guān)節(jié)滑輪組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的主關(guān)節(jié)滑輪組另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的副關(guān)節(jié)滑輪組結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：0-人工肌群，011-人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅰ，0110-人工韌帶單元Ⅰ，0112-人工韌帶單元Ⅱ，012-人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅱ，03-線性儲(chǔ)能單元，1-第一副關(guān)節(jié)滑輪組，10-副關(guān)節(jié)軸，111-第一軸上鎖緊推塊，112-第二軸上鎖緊推塊，113-第三軸上鎖緊推塊，121-第一副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪，122-第二副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪，123-第三副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪，124-副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪，131-第一副關(guān)節(jié)軸承，132-第二副關(guān)節(jié)軸承，133-第三輸入輪軸承，134-第二輸入輪軸承，135-第一輸入輪軸承，2-第二副關(guān)節(jié)滑輪組，3-主關(guān)節(jié)滑輪組，30-主關(guān)節(jié)軸，301-第一肌群牽引線，302-第二肌群牽引線，31-主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪，311-第一卡槽，312-第一凸臺(tái)凸緣，313-第一凸臺(tái)，32-主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪，321-第二卡槽，322-第二凸臺(tái)凸緣，323-第二凸臺(tái)，33-主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪，331-第一凹槽，332-第一凹槽凸緣，333-第二凹槽，334-第二凹槽凸緣，34-主關(guān)節(jié)右軸承，35-主關(guān)節(jié)左軸承，36-逆時(shí)針軸承，37-順時(shí)針軸承，38-主關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)臂，41-第一前立板，42-第二前立板，51-第一中立板，52-第二中立板，6-后立板，7-底座，8-腳碼。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于此：

如圖1-5所示，本實(shí)用新型的人工肌肉驅(qū)動(dòng)且結(jié)構(gòu)解耦的機(jī)器人關(guān)節(jié)，包括底座7及通過(guò)腳碼8依次從左到右間隔設(shè)置在底座7上的前立板組、中立板組及后立板6，前立板組由對(duì)稱的第一前立板41和第二前立板42構(gòu)成，中立板組由由對(duì)稱的第一中立板51和第二中立板52構(gòu)成，后立板6設(shè)置于底座7的右端端頭，且后立板6與底座7橫向截面平行，所述第一前立板41、第二前立板42之間設(shè)有主關(guān)節(jié)滑輪組3，第一中立板51、第二中立板52之間設(shè)有第一副關(guān)節(jié)滑輪組1和第二副關(guān)節(jié)滑輪組2，第一副關(guān)節(jié)滑輪組1和第二副關(guān)節(jié)滑輪組2另一端固定在后立板6上，第一副關(guān)節(jié)滑輪組1和第二副關(guān)節(jié)滑輪組2另一端固定在后立板6上，第一肌群牽引線301一端設(shè)置在主關(guān)節(jié)滑輪組3上，另一端設(shè)置在第一副關(guān)節(jié)滑輪組1上，第二肌群牽引線302一端設(shè)置在主關(guān)節(jié)滑輪組3上，另一端設(shè)置在第二副關(guān)節(jié)滑輪組2上，主關(guān)節(jié)滑輪組3的主關(guān)節(jié)軸30端部連接主關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)臂38，第一副關(guān)節(jié)滑輪組1和第二副關(guān)節(jié)滑輪組2結(jié)構(gòu)相同，相互上下平行設(shè)置在中立板組上，第一副關(guān)節(jié)滑輪組1和第二副關(guān)節(jié)滑輪組2均由人工肌肉致動(dòng)器單元、人工韌帶單元、線性儲(chǔ)能單元組合而成。

如圖2、圖3及圖4所示，本實(shí)用新型的主關(guān)節(jié)滑輪組3包括主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪31、主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪32及主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪33，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪31、主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪32分別通過(guò)順時(shí)針軸承37、逆時(shí)針軸承36與主關(guān)節(jié)軸30連接，主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪33直接固定連接在主關(guān)節(jié)軸上30上，主關(guān)節(jié)軸30兩端分別通過(guò)主關(guān)節(jié)右軸承34、主關(guān)節(jié)左軸承35連接到對(duì)稱設(shè)置的第一前立板41和第二前立板42上，通過(guò)相應(yīng)的肌群牽引線驅(qū)動(dòng)輸入輪和輸出輪；

主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪33兩側(cè)分別設(shè)有第一凹槽331及第二凹槽333，其中第一凹槽331上設(shè)有第一凹槽凸緣332，第二凹槽333上設(shè)有第二凹槽凸緣334；主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪31和主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪32結(jié)構(gòu)尺寸相同，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪31一側(cè)設(shè)有第一凸臺(tái)313和第一凸臺(tái)凸緣312，主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪32一側(cè)設(shè)有第二凸臺(tái)323和第二凸臺(tái)凸緣322，每個(gè)凸臺(tái)凸緣與凹槽凸緣對(duì)應(yīng)配合，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪31與主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪33間形成間歇傳動(dòng)，主關(guān)節(jié)順時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪31上設(shè)有第一卡槽311，主關(guān)節(jié)逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)輸入輪32上設(shè)有第二卡槽321，第一卡槽311、第二卡槽321與第一肌群牽引線301、第二肌群牽引線302對(duì)應(yīng)匹配，卡槽用于引導(dǎo)和約束對(duì)應(yīng)的肌群牽引線。

如圖2和圖5所示，本實(shí)用新型的第一副關(guān)節(jié)滑輪組1和第二副關(guān)節(jié)滑輪組2結(jié)構(gòu)相同，均用于實(shí)現(xiàn)人工肌肉致動(dòng)器單元的并聯(lián)輸出，人工肌肉致動(dòng)器單元為具有線性致動(dòng)單元，選自SMA絲、SMA彈簧、氣動(dòng)人工肌肉、介電彈性體致動(dòng)器中的任意一種，本實(shí)用新型實(shí)施例中選用SMA彈簧，第一副關(guān)節(jié)滑輪組1包括副關(guān)節(jié)軸10、第一副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪121、第二副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪122、第三副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪123、副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪124及與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪對(duì)應(yīng)配合的第一軸上鎖緊推塊111、第一軸上鎖緊推塊112及第三軸上鎖緊推塊113，第一副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪121、第二副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪122、第三副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪123分別通過(guò)第一輸入輪軸承135、第二輸入輪軸承134及第三輸入輪軸承133安裝在副關(guān)節(jié)軸10上，軸上鎖緊推塊及副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪124通過(guò)過(guò)贏配合鎖緊設(shè)置在副關(guān)節(jié)軸10上，每個(gè)副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪與后立板6之間設(shè)有結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系相同的人工肌群0。

如圖1所示，所述人工肌群0包括線性儲(chǔ)能單元03及人工韌帶單元ⅠⅠ0110，人工韌帶單元Ⅰ0110一端設(shè)置在副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪上，另一端依次連接人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅰ011、人工韌帶單元Ⅱ0112及人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅱ012的一端，人工肌肉致動(dòng)器單元Ⅱ012的另一端固定在后立板6上；副關(guān)節(jié)軸10通過(guò)第一副關(guān)節(jié)軸承131和第二副關(guān)節(jié)軸承132安裝在第一中立板51、第二中立板52上，通過(guò)對(duì)人工韌帶單元的選擇驅(qū)動(dòng)拉動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪，繼而推動(dòng)軸上鎖緊推塊和副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪124，以實(shí)現(xiàn)人工韌帶單元驅(qū)動(dòng)副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪124的選擇性并聯(lián)輸出，本實(shí)用新型實(shí)施例中的人工韌帶單元選用尼龍繩，人工肌群0由若干個(gè)線性儲(chǔ)能單元串并聯(lián)而成，本實(shí)用新型專利采用SMA彈簧為線性儲(chǔ)能單元，每個(gè)SMA彈簧獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，通過(guò)串聯(lián)在電流為2-2.5A的電路中，利用焦耳熱激活，并在電路中串聯(lián)繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的開(kāi)關(guān)控制

底座7上位于人工肌群一側(cè)裝有散熱風(fēng)扇，以幫助人工肌肉致動(dòng)器單元的冷卻恢復(fù)。

實(shí)施例：

本實(shí)用新型采用SMA彈簧為人工肌肉致動(dòng)器單元，由于SMA彈簧只有收縮和松弛狀態(tài)兩種狀態(tài)，收縮狀態(tài)時(shí)，剛度大，松弛狀態(tài)時(shí)，剛度?。桓鶕?jù)SMA彈簧的電熱驅(qū)動(dòng)特性，通過(guò)控制SMA彈簧組中的每根SMA彈簧的電流通斷來(lái)驅(qū)動(dòng)與其相連的輔關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組，進(jìn)而帶動(dòng)主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)控制，本實(shí)用新型的人工肌群為串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例中，采用12根SMA彈簧組成，6組并聯(lián)且每組串聯(lián)2根的方式排布，兩個(gè)副關(guān)節(jié)滑輪組各分布3組人工肌肉，SMA彈簧之間采用人工韌帶單元連接，作為特例，采用尼龍繩作為人工韌帶。

如圖所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的工作過(guò)程如下：通過(guò)由SMA彈簧、支架、滑輪組、肌群牽引線以及人工韌帶等共同組成的對(duì)拉機(jī)構(gòu)，將SMA彈簧拉伸至原長(zhǎng)的1.5倍長(zhǎng)度，此時(shí)SMA彈簧處于松弛狀態(tài)；通電加熱后，SMA彈簧收縮到原長(zhǎng)，此時(shí)處于收縮狀態(tài)，SMA從松弛狀態(tài)通電加熱后轉(zhuǎn)變到收縮狀態(tài)，由原來(lái)的被拉長(zhǎng)收縮到初始長(zhǎng)度，長(zhǎng)度變短，牽引外部負(fù)載做功，通過(guò)滑輪組機(jī)構(gòu)，線性收縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。

主關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)臂38與主關(guān)節(jié)軸固定連接，能向順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)連接第一副關(guān)節(jié)滑輪組1的SMA彈簧組收縮、第二副關(guān)節(jié)滑輪組2的SMA彈簧保持不變時(shí)，第一副關(guān)節(jié)滑輪組1的副關(guān)節(jié)軸10順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第一肌群牽引線301驅(qū)動(dòng)主關(guān)節(jié)軸30沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；反之，當(dāng)連接第二副關(guān)節(jié)滑輪組2的SMA彈簧組收縮、第一副關(guān)節(jié)滑輪組21的SMA彈簧保持不變時(shí)，第二副關(guān)節(jié)滑輪組2的副關(guān)節(jié)軸10順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第二肌群牽引線302驅(qū)動(dòng)主關(guān)節(jié)軸30沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，連接第一副關(guān)節(jié)滑輪組1的SMA彈簧收縮，驅(qū)動(dòng)主關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)臂38順時(shí)針時(shí)，連接第二副關(guān)節(jié)滑輪組12的SMA彈簧及連接件不會(huì)對(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力，反之亦然；

本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)SMA彈簧的選擇驅(qū)動(dòng)，拉動(dòng)對(duì)應(yīng)的第一副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪121、第二副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪122或第三副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪123，繼而推動(dòng)與該關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸入輪對(duì)應(yīng)配合的第一軸上鎖緊推塊111、第一軸上鎖緊推塊112或第三軸上鎖緊推塊113中的一個(gè)及副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪124，以實(shí)現(xiàn)SMA彈簧驅(qū)動(dòng)副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輸出輪124的選擇性并聯(lián)輸出，由于本實(shí)用新型的軸上鎖緊推塊與SMA彈簧驅(qū)動(dòng)輸入輪間形成了間歇傳動(dòng)，故在一定角度范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)無(wú)干涉的選擇性并聯(lián)輸出。

本實(shí)用新型通過(guò)上下兩組副關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組的多種選擇性輸入，可實(shí)現(xiàn)主關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪組的順時(shí)針、逆時(shí)針?lè)较蚨喾N輸出。