基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节

摘要

本发明公开的基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节由两条气动肌肉及一个单自由度旋转运动副构成，实现人体上臂肘关节的单自由度的转动。这种结构与现有的外骨骼机械手或者其它穿戴器械相比，结构新颖，轻便灵巧，采用气动肌肉作为关节的执行元件，模仿人体肌肉伸缩的动作，具有仿生学的特点。操作者通过穿戴此装置，并由安装在旋转副上的扭矩传感器获取其运动参数，可对单自由度的工业机械手进行主从式操作，适应性强。同时通过对关节中气动肌肉腔体内气体压力的控制，实现具有临场感知的力反馈信号，增强控制的逼真程度。该发明也可广泛用于医疗，通过对关节中气动肌肉的控制，作为上肢肘关节肌肉萎缩或者残疾人士的医疗康复辅助器械。

主权项

1.基于气动肌肉的柔性外骨骼肘关节，其特征在于它包括单自由度旋转运动关节(1)、两条正反向弯曲安装的气动肌肉(2)和操作者穿戴支架(3)，单自由度旋转运动关节(1)包括扭矩传感器(10)和U型连杆(11)，扭矩传感器(10)的两端分别安装有滚动轴承(4)，U型连杆(11)开口的两端分别与滚动轴承铰接，形成旋转运动副；两条正反向弯曲安装的气动肌肉(2)分别与U型连杆(11)的直杆固定，两条气动肌肉的弯曲端分别经连接件(5)与扭矩传感器(10)相连；操作者支架(3)包括上臂穿戴支架(8)和下臂穿戴支架(9)，上臂穿戴支架(8)与U型连杆(11)的底部固定，下臂穿戴支架(9)经支架连杆(6)与扭矩传感器(10)固定。