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专利号: 2022100834084
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种仿生脊柱机构,其特征在于,包括前机架(1)和后机架(2),所述前机架(1)上设置有脊柱首端(8),所述后机架(2)上设置有脊柱尾端(7),所述脊柱首端(8)和脊柱尾端(7)之间活动连接有不少于一个的脊柱关节;

所述前机架(1)和/或后机架(2)上安装有不少于一个的驱动机构,每个所述驱动机构的输出端均设置有绕线盘,多个所述绕线盘上的绳索分别穿设于若干脊柱关节的上、下、左、右四侧,用于控制脊柱整体的运动,所述驱动机构在控制仿生脊柱弯曲时,一侧绳索放出的长度大于对应另一侧绳索收合的长度;

所述驱动机构包括第一动力机(3),所述第一动力机(3)驱动第一绕线盘(5)双向旋转,第一绕线盘(5)包括第一上盘(501)和与第一上盘(501)固连的第一下盘(502),所述第一上盘(501)和第一下盘(502)均设置为扇形且其位置相互错开;

其中,所述第一上盘(501)和第一下盘(502)所在扇形的圆心角均小于180°,回中位置状态下,相对的两根绳索分别与对应的第一上盘(501)和第一下盘(502)相切,两个绳索的相切位置分别为第一上盘(501)和第一下盘(502)所在扇形的起始位置。

2.根据权利要求1所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,所述第一上盘(501)和第一下盘(502)上分别设有经过对应扇形结构圆弧面、若干脊柱关节并与脊柱首端(8)或脊柱尾端(7)连接的两根绳索,所述第一上盘(501)和第一下盘(502)所连接的两根绳索设于脊柱关节相对的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,还包括第二动力机(4),所述第一动力机(3)固定安装在前机架(1)上,所述第一绕线盘(5)上的两个绳索穿过多个脊柱关节与脊柱尾端(7)连接,所述第二动力机(4)固定安装在后机架(2)上,所述第二动力机(4)驱动第二绕线盘(6)双向旋转,第二绕线盘(6)设置为半圆形,第二绕线盘(6)上分别绕设有经过半圆形结构圆弧面、若干脊柱关节,并连接在脊柱首端(8)上的两根绳索,所述第二绕线盘(6)上的两根绳索设于脊柱关节相对的其余两侧。

4.根据权利要求1所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,所述驱动机构包括第二动力机(4),所述第二动力机(4)驱动第二绕线盘(6)双向旋转,第二绕线盘(6)设置为半圆形,每个第二绕线盘(6)上分别绕设有经过半圆形结构圆弧面、若干脊柱关节,并连接在对应脊柱首端(8)或脊柱尾端(7)上的两根绳索,每个所述第二绕线盘(6)上的两根绳索均设于若干脊柱关节相对的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,所述脊柱关节包括十字万向关节(9)、轴(10)、连接件(11)和脊椎骨(12),相邻十字万向关节(9)之间通过轴(10)连接,所述十字万向关节(9)上套设有连接件(11),所述十字万向关节(9)外侧设置有脊椎骨(12),所述脊椎骨(12)与连接件(11)之间固定连接,每个所述脊椎骨(12)上均设有多个用于绳索贯穿的通孔。

6.根据权利要求5所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,每个所述脊椎骨(12)的两侧均设置有两侧受力的弹性元件,所述弹性元件为硅胶块(13)。

7.根据权利要求1所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,每个所述绕线盘的裹线位置部分均开设有凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种仿生脊柱机构,其特征在于,回中位置状态下,位于上、下、左、右四侧的绳索距离十字万向关节(9)中心轴的位置距离均相等。