本技术涉及仿生脊椎，特别涉及一种仿生机械脊椎及机器人。
背景技术：
1、随着机器人的应用和推广，人们对机器人的灵活性提出了更高的要求。目前，机器人的仿生脊椎从材料上划分大致包括柔性脊椎和刚性脊椎两种，柔性脊椎多采用柔性材料，能够很好地模拟动物脊椎的柔韧度和适应性，但存在材料强度和耐久度低的问题，导致结构易变形，控制精度难以保证。而刚性脊椎多采用坚固的材料，具有较强的稳定性和刚度，但存在自由度低、灵活性差的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题的至少之一，本技术提供了一种仿生机械脊椎及机器人，能够在确保结构稳定性的同时，提高仿生机械脊椎的灵活性。
2、为实现上述目的，第一方面，本技术公开了一种仿生机械脊椎，包括：
3、多个依次排布设置的脊椎单元，所述脊椎单元从前至后依次包括第一关节构件、万向节以及第二关节构件，所述第一关节构件包括第一连接部、第一固定支座以及第一铰接支座，所述第二关节构件包括第二连接部、第二固定支座以及第二铰接支座，所述第一铰接支座与所述第二铰接支座分别连接于所述万向节，所述第一连接部用于与相邻的前一所述脊椎单元的所述第二连接部可转动连接，所述第二连接部用于与相邻的后一所述脊椎单元的所述第一连接部可转动连接，所述第一固定支座用于与相邻的后一所述脊椎单元的所述第二固定支座固定连接，所述第二固定支座用于与相邻的前一所述脊椎单元的所述第一固定支座固定连接。
4、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述仿生机械脊椎还包括第一关节连接件，所述第一关节连接件的两端分别连接于前一所述脊椎单元的所述第一固定支座与后一所述脊椎单元的所述第二固定支座，以连接相邻的两个所述脊椎单元，所述第一固定支座连接于所述第一连接部的远离前一所述脊椎单元的一侧并向远离前一所述脊椎单元的方向延伸，所述第二固定支座连接于所述第二连接部的远离后一所述脊椎单元的一侧并向远离所述后一所述脊椎单元的方向延伸，且所述第一关节连接件连接于所述第一固定支座的远离所述第一连接部的一端与所述第二固定支座的远离所述第二连接部的一端。
5、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述仿生机械脊椎还包括控制装置，所述控制装置包括机架和驱动模块，所述驱动模块安装于所述机架，位于前端的所述脊椎单元的所述第二固定支座连接于所述机架，所述驱动模块可转动连接于所述脊椎单元的所述第一连接部并用于带动所述第一连接部运动。
6、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述驱动模块包括第一部分，所述第一连接部与所述第一部分啮合连接并形成第一球齿轮副。
7、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述第一连接部与所述第一部分二者之一为中凸球齿轮，二者另一为中凹球齿轮。
8、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述驱动模块包括活动部和第一驱动件，所述活动部与所述第一连接部可转动连接，所述第一驱动件安装于所述机架，所述第一驱动件用于驱动所述活动部转动，以带动所述第一连接部运动。
9、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述驱动模块还包括第二驱动件，所述第一驱动件与所述第二驱动件用于驱动所述活动部向两个不同的方向运动，所述机架包括第一支架和第二支架，所述第一驱动件安装于所述第一支架，所述活动部包括第一部分和连接于所述第一部分的第二部分，所述第一部分可转动连接于所述第一关节构件，且所述第一驱动件的输出端连接于所述第二部分，所述第二驱动件安装于所述第二支架，所述第二驱动件的输出端连接于所述第一支架，所述第二驱动件用于驱动所述第一支架转动，所述第二固定支座固定连接于所述第二支架。
10、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述万向节包括主体部和分别连接于所述主体部的第一转动部和第二转动部，所述第一转动部与所述第二转动部分别沿两个相互垂直的方向延伸，所述第一转动部与所述第二转动部的延伸方向分别垂直于所述第一连接部的极轴并过所述第一连接部的中心，且所述第一铰接支座可转动连接于所述第一转动部，所述第二铰接支座可转动连接于所述第二转动部。
11、作为一种可选的实施方式，在本技术第一方面的实施例中，所述第一固定支座与所述第二固定支座的数量均为多个，多个所述第一固定支座均匀并间隔设置于所述第一连接部，多个所述第二固定支座均匀并间隔设置于所述第二连接部，且所述第二固定支座与所述第一固定支座在空间上交错分布。
12、第二方面，本技术公开了一种机器人，其特征在于，包括如上述第一方面所述的仿生机械脊椎。
13、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
14、本技术实施例提供的一种仿生机械脊椎及机器人，仿生机械脊椎包括多个依次排布设置的脊椎单元，通过设置脊椎单元从前至后依次包括第一关节构件、万向节以及第二关节构件，第一关节构件的第一铰接支座与第二关节构件的第二铰接支座分别连接于万向节，以使脊椎单元的两个关节构件既能发生相对运动，又能传递转动角度信息。同时，第一关节构件的第一连接部用于与相邻的前一脊椎单元的第二连接部可转动连接，第二关节构件的第二连接部用于与相邻的后一脊椎单元的第一连接部可转动连接，第一固定支座用于与相邻的后一脊椎单元的第二固定支座固定连接，所述第二固定支座用于与相邻的前一所述脊椎单元的所述第一固定支座固定连接，这样，当其中一个脊椎单元(以下简称为第一脊椎单元)的第一连接部发生转动时，通过第一固定支座能够带动与该第一脊椎单元相邻的后一脊椎单元的第二固定支座与第二连接部转动，此时在该后一脊椎单元(以下简称为第二脊椎单元)中，与该第二连接部连接的第二铰接支座通过万向节带动第一铰接支座转动，该第一铰接支座带动第一连接部相对第一脊椎单元的第二连接部转动，由于与第二脊椎单元相邻的后一脊椎单元(以下简称为第三脊椎单元)的第二固定支座连接于第二脊椎单元的第一固定支座，第二脊椎单元的第一连接部在转动时，能够通过第二脊椎单元的第一固定支座带动与第三脊椎单元的第二固定支座和第二连接部转动，此时在第三脊椎单元以及其后的脊椎单元中的结构传动与第二脊椎单元中发生的运动相似，即，与该第二连接部连接的第二铰接支座通过万向节带动第一铰接支座转动，以带动第一连接部相对第二脊椎单元的第二连接部转动，通过第三脊椎单元的第一连接部和第一固定支座带动第四脊椎单元的第二固定支座与第二连接部转动……从而实现多个脊椎单元的依次联动，以带动仿生机械脊椎发生弯曲摆动。
15、可见，采用本技术的仿生脊椎机械，能够使得多个脊椎单元之间密切联动，其中一个脊椎单元的运动能够带动相邻的脊椎单元同步发生运动，通过相邻的两个脊椎单元的依次传动，使得多个脊椎单元同时运动，以驱使仿生机械脊椎发生弯曲摆动，从而能够提高仿生机械脊椎的灵活度和仿生性能，同时相邻两个脊椎单元之间通过固定支座固定连接，能够在两个脊椎单元相对转动时相互牵制，以确保仿生机械脊椎的结构稳定性，避免相邻的脊椎单元相互脱离的情况。
16、此外，各脊椎单元的结构均相似，能够使得相邻两脊椎单元的旋转角度与方向保持一致，以在仿生机械脊椎运动时呈现出多段连续体作等曲率弯曲的姿态，同时还能便于关节构件的制造成型。
1.一种仿生机械脊椎，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述仿生机械脊椎还包括第一关节连接件，所述第一关节连接件的两端分别连接于前一所述脊椎单元的所述第一固定支座与后一所述脊椎单元的所述第二固定支座，以连接相邻的两个所述脊椎单元，所述第一固定支座连接于所述第一连接部的远离前一所述脊椎单元的一侧并向远离前一所述脊椎单元的方向延伸，所述第二固定支座连接于所述第二连接部的远离后一所述脊椎单元的一侧并向远离所述后一所述脊椎单元的方向延伸，且所述第一关节连接件连接于所述第一固定支座的远离所述第一连接部的一端与所述第二固定支座的远离所述第二连接部的一端。
3.根据权利要求1所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述仿生机械脊椎还包括控制装置，所述控制装置包括机架和驱动模块，所述驱动模块安装于所述机架，位于前端的所述脊椎单元的所述第二固定支座连接于所述机架，所述驱动模块可转动连接于所述脊椎单元的所述第一连接部并用于带动所述第一连接部运动。
4.根据权利要求3所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述驱动模块包括第一部分，所述第一连接部与所述第一部分啮合连接并形成第一球齿轮副。
5.根据权利要求4所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述第一连接部与所述第一部分二者之一为中凸球齿轮，二者另一为中凹球齿轮。
6.根据权利要求3所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述驱动模块包括活动部和第一驱动件，所述活动部与所述第一连接部可转动连接，所述第一驱动件安装于所述机架，所述第一驱动件用于驱动所述活动部转动，以带动所述第一连接部运动。
7.根据权利要求6所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述驱动模块还包括第二驱动件，所述第一驱动件与所述第二驱动件用于驱动所述活动部向两个不同的方向运动，所述机架包括第一支架和第二支架，所述第一驱动件安装于所述第一支架，所述活动部包括第一部分和连接于所述第一部分的第二部分，所述第一部分可转动连接于所述第一关节构件，且所述第一驱动件的输出端连接于所述第二部分，所述第二驱动件安装于所述第二支架，所述第二驱动件的输出端连接于所述第一支架，所述第二驱动件用于驱动所述第一支架转动，所述第二固定支座固定连接于所述第二支架。
8.根据权利要求1-7任一项所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述万向节包括主体部和分别连接于所述主体部的第一转动部和第二转动部，所述第一转动部与所述第二转动部分别沿两个相互垂直的方向延伸，且所述第一转动部与所述第二转动部的延伸方向分别垂直于所述第一连接部的极轴并过所述第一连接部的中心，所述第一铰接支座可转动连接于所述第一转动部，所述第二铰接支座可转动连接于所述第二转动部。
9.根据权利要求1-7任一项所述的仿生机械脊椎，其特征在于，所述第一固定支座与所述第二固定支座的数量均为多个，多个所述第一固定支座均匀并间隔设置于所述第一连接部，多个所述第二固定支座均匀并间隔设置于所述第二连接部，且所述第二固定支座与所述第一固定支座在空间上交错分布。
10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的仿生机械脊椎。
