Human Mimetic Forearm Design with Radioulnar Joint using Miniature Bone-Muscle Modules and Its Applications

要約

人間の前腕は、橈骨と尺骨と呼ばれる 2 本の細長い骨で構成され、2 つの車軸関節を使用して回転します。
前腕の利点を最大限に引き出すために、人体の体積比率、重量比、筋肉配置、関節性能に基づいた前腕の開発を目指しました。
そのためには、筋肉モジュールを小型化する必要があります。
この課題を解決するために、1つの筋肉モジュール内に2つの筋肉モーターを配置し、共通部品を活用することでスペースを有効に活用しました。
さらに、筋肉モジュールをボーン構造としても使用できるようにしました。
さらに、小型モーターを使用し、モーターの熱を骨構造に放散する方法を開発しました。
これらのアプローチにより、人体の体積比率、重量比、筋肉配置、関節性能を考慮し、メンテナンス性と信頼性を確保しつつ、橈尺関節を備えた前腕を開発することに成功しました。
また、これまで論じられていなかった橈尺関節の利点を活かしたはんだ付け、本を開く、ネジを回す、バドミントンの素振りなどの動作を行い、健五郎が橈尺関節を使った巧みな動作を実現できることを検証した。
人間。

要約(オリジナル)

The human forearm is composed of two long, thin bones called the radius and the ulna, and rotates using two axle joints. We aimed to develop a forearm based on the body proportion, weight ratio, muscle arrangement, and joint performance of the human body in order to bring out its benefits. For this, we need to miniaturize the muscle modules. To approach this task, we arranged two muscle motors inside one muscle module, and used the space effectively by utilizing common parts. In addition, we enabled the muscle module to also be used as the bone structure. Moreover, we used miniature motors and developed a way to dissipate the motor heat to the bone structure. Through these approaches, we succeeded in developing a forearm with a radioulnar joint based on the body proportion, weight ratio, muscle arrangement, and joint performance of the human body, while keeping maintainability and reliability. Also, we performed some motions such as soldering, opening a book, turning a screw, and badminton swinging using the benefits of the radioulnar structure, which have not been discussed before, and verified that Kengoro can realize skillful motions using the radioulnar joint like a human.

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