使用微型骨骼-肌肉模块的桡尺关节仿人前臂设计及其应用

人类前臂由两根长而细的骨头组成，称为桡骨和尺骨，并通过两个轴关节旋转。我们的目标是基于人体的身体比例、重量比、肌肉排列和关节性能来开发前臂，以发挥其优势。为此，我们需要将肌肉模块小型化。为了实现这一任务，我们将两个肌肉电机集成在一个肌肉模块内，并通过利用通用部件来有效利用空间。此外，我们使肌肉模块也能用作骨骼结构。我们还使用了微型电机，并开发了一种将电机热量散发到骨骼结构的方法。通过这些方法，我们成功开发了一个基于人体身体比例、重量比、肌肉排列和关节性能的前臂，同时保持了可维护性和可靠性。此外，我们利用桡尺关节的优势执行了诸如焊接、打开书本、拧螺丝和打羽毛球等动作，这些动作此前未被讨论过，并验证了Kengoro能够像人类一样利用桡尺关节实现灵巧的动作。