主题展厅：低碳科技厅
展项名称：模拟驯马 展项代号：4-5-01
1依据标准
本展项设计、制作依据以下标准： 《游乐设施安全规范》(GB 8408-2008) 《国家玩具安全技术规范》(GB 6675-2003)
《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65-83。
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 (GB 50169— 92) 招标文件的相关要求
2展示内容
展项为一台形象逼真的仿真机器马。该模型有机电装置进行驱动。
参与者可以与机器马充分的进行互动， 可骑在马上，通过语音、动作及操控 使马做出各种仿真动作。
3交互方式 3.1语音命令
参与者发出规定的语音命令，机器马控制系统自动识别相应语音，并自动执 行该语音命令。
3.2动作控制
参与者可通过夹腿等肢体动作，对机器马进行操控。参与者的肢体动作是控 制
系统通过相应部位的传感器感知的
3.3装具操控
参与者可通过马缰、马鞭对机器马进行操控
4技术方案
4.1马匹运动骨骼
坐骨
胫骨
马匹身高：1500m（至肩胛骨处） 根据马匹的骨骼结构参与动作的骨骼为： 前腿：肱骨、桡骨、掌骨、踝骨。 后腿：股骨、胫骨、蹠骨、踝骨。 其它：颈椎、尾椎。
根据马匹骨骼尺寸设计机器马机械结构：
4.2仿真机械结构
主要腿骨为杆状结构，包括：前腿的肱骨、桡骨、掌骨、踝骨及后腿的股骨、 胫骨、蹠骨。
脚踝部分较为复杂，为多关节。
在马匹运动状态自动转换时颈椎、尾椎相应的配合动作
4.3马腿驱动装置 431.驱动方式
主要仿真腿骨及关节采用FESTO几肉缸直接驱动关节
4.32 人工肌肉的特点及结构
气动人工肌肉是一种体积小巧、柔软、重量轻、工作简单、容易控制的仿生 学产品，它由压缩空气驱动作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。
重量轻,最小的甚至只有10g,适合一些对重量很敏感的应用成本低。比其 它很多致动器成本低，安装简单,运动平滑 动作平滑，响应快速组合灵活适配性 强可以方便的集成到各种运动系统里
人工肌肉主要由一根橡皮管外包强力的塑料网构成， 当被充气和吸气时，可 以像人的肌肉一样伸缩。在功率/重量比方面，人工肌肉高达400:1的，而一般 的气缸和电动缸只有16:1，因此它也特别适合用于机器人等应用
4.3.3.系统组成
气压驱动子系统：气压驱动子系统由气源、压力伺服比例阀、
McKibben气
动人工肌肉及机构部分组成。由气源提供压力为 0.6?0.9MPa的压缩气体.压缩 气体由导管经过伺服比例阀送人气动人工肌肉中。 每条肌肉均与一伺服比例阀相 连并有一出气阀门和一进气阀门。通过控制伺服比例阀上所加的电压即可控制肌 肉中的气体压力。加压后的气动肌肉输出收缩张力并驱动机构部分的关节转动， 因此通过对肌肉压力的控制即可达到轨迹跟踪所需的关节力矩。
本系统中采用的 McKibben气动人工肌肉为FESTO公司的MAS-20-300N型， 其工作压力范围为0?O.6MPa最大工作频率为3Hz,最大收缩为肌肉长度的25% O.6MPa时理论作用力为300N,重复精度小于1%压力伺服比例阀接受控制端传 入的电压输入并通过调节充气阀门和进气阀门控制肌肉内气压。本系统采用了
SMC公司的丌ITVOO5C-2M型压力比例阀。此阀的输入范围为 0?5VDC输出为 0.001~0.9MPa之间的压力。
传感器子系统 ：传感器子系统由直线位移传感器构成。 通过直线位移传感 器可
模拟驯马展项深化设计书
