三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及仿人機(jī)器人領(lǐng)域，特指一種三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能機(jī)器人領(lǐng)域，仿人機(jī)器人的研究尤其受到普遍的關(guān)注，逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。相比傳統(tǒng)的機(jī)器人，仿人機(jī)器人的設(shè)計(jì)目的是更好地模擬人類的各種動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，因此它比傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計(jì)要求更高。尤其是機(jī)械足的設(shè)計(jì)，不僅要真實(shí)地模擬人足行走，而言還要針對(duì)凸凹不平的地面具有減振吸能功能。因此，設(shè)計(jì)一種具有三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度、能夠減振吸能的仿人機(jī)械足意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理、具有運(yùn)動(dòng)減振功能、并聯(lián)模式的三自由度的仿人機(jī)器人足。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的解決方案為:一種三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足，它包括跗骨板、跖骨板、腳趾軸、裝設(shè)于所述腳趾軸上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾，還包括踝關(guān)節(jié)軸、跗骨鉸鏈A、跗骨鉸鏈B、小腿彈簧A、小腿彈簧B、扭轉(zhuǎn)彈簧A、扭轉(zhuǎn)彈簧B、腳趾彈簧、腳趾鉸鏈A和腳趾鉸鏈B。
[0005]所述踝關(guān)節(jié)軸可相對(duì)于所述跗骨板轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械小腿裝設(shè)于所述踝關(guān)節(jié)軸上;所述小腿彈簧A和所述小腿彈簧B分別裝設(shè)于所述機(jī)械小腿的兩側(cè);所述小腿彈簧A和所述小腿彈簧B的兩端均分別裝設(shè)于所述機(jī)械小腿、所述跗骨板上;所述跖骨板通過所述跗骨鉸鏈A和所述跗骨鉸鏈B與所述跗骨板相連。
[0006]所述扭轉(zhuǎn)彈簧A和所述扭轉(zhuǎn)彈簧B的兩端均分別與所述跖骨板、所述跗骨板相連；所述腳趾彈簧的兩端分別連接所述跖骨板、所述腳趾軸;所述腳趾軸通過所述腳趾鉸鏈A和所述腳趾鉸鏈B裝設(shè)于所述跖骨板上;所述小腿彈簧A和小腿彈簧B處于零變形狀態(tài)時(shí)，所述機(jī)械小腿垂直于所示跗骨板。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0008](I)本發(fā)明的三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足，設(shè)有小腿彈簧A和小腿彈簧B，以及扭轉(zhuǎn)彈簧A和扭轉(zhuǎn)彈簧B，能夠有效對(duì)機(jī)械足行走過程中遇到的機(jī)械能進(jìn)行吸收和減振。
[0009](2)本發(fā)明的三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足，還設(shè)有跗骨鉸鏈A和跗骨鉸鏈B，以及踝關(guān)節(jié)軸和腳趾軸，使得本發(fā)明的機(jī)械足具有三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。由此可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、具有運(yùn)動(dòng)減振功能和三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，有效模擬人足的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和減振屬性。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0011 ]圖中，I—機(jī)械小腿;2—附骨板;3—妬骨板;4—腳祉軸;41—大拇I?止;42—二拇I?止；43—三拇趾；44一四拇趾；45—小拇趾；50—腳趾鉸鏈A; 51—腳趾鉸鏈B; 52—腳趾彈簧；60—跗骨鉸鏈A; 61—跗骨鉸鏈B; 62—扭轉(zhuǎn)彈簧A; 63—扭轉(zhuǎn)彈簧B; 70—踝關(guān)節(jié)軸;71—小腿彈簧A; 72—小腿彈簧B。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]參見圖1所示，本發(fā)明的三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足，包括跗骨板2、跖骨板3、腳趾軸4、裝設(shè)于腳趾軸4上的大拇趾41、二拇趾42、三拇趾43、四拇趾44和小拇趾45，還包括踝關(guān)節(jié)軸70、跗骨鉸鏈A60、跗骨鉸鏈B61、小腿彈簧A71、小腿彈簧B72、扭轉(zhuǎn)彈簧A62、扭轉(zhuǎn)彈簧B63、腳趾彈簧52、腳趾鉸鏈A50和腳趾鉸鏈B51。
[0014]參見圖1所示，踝關(guān)節(jié)軸70可相對(duì)于跗骨板2轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械小腿I裝設(shè)于踝關(guān)節(jié)軸70上;小腿彈簧A71和小腿彈簧B72分別裝設(shè)于機(jī)械小腿I的兩側(cè);小腿彈簧A71和小腿彈簧B72的兩端均分別裝設(shè)于機(jī)械小腿1、跗骨板2上。
[0015]參見圖1所示，跖骨板3通過跗骨鉸鏈A60和跗骨鉸鏈B61與跗骨板2相連;扭轉(zhuǎn)彈簧A62和扭轉(zhuǎn)彈簧B63的兩端均分別與跖骨板3、跗骨板2相連;腳趾彈簧52的兩端分別連接跖骨板3、腳趾軸4;腳趾軸4通過腳趾鉸鏈A5和腳趾鉸鏈B51裝設(shè)于跖骨板3上;小腿彈簧A71和小腿彈簧B72處于零變形狀態(tài)時(shí)，機(jī)械小腿I垂直于所示跗骨板2。
[0016]工作原理:機(jī)械小腿I繞踝關(guān)節(jié)軸70轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)第一自由度，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)械能被小腿彈簧A71和小腿彈簧B72所吸收；跖骨板3借助跗骨鉸鏈A60和跗骨鉸鏈B61繞跗骨板2轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)第二自由度，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)械能被扭轉(zhuǎn)彈簧A62和扭轉(zhuǎn)彈簧B63所吸收；五個(gè)拇趾同步繞腳趾軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，相應(yīng)的振動(dòng)能量被腳趾彈簧52吸收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足，其特征在于:包括跗骨板(2)、跖骨板(3)、腳趾軸(4)、裝設(shè)于所述腳趾軸(4)上的大拇趾(41)、二拇趾(42)、三拇趾(43)、四拇趾(44)和小拇趾(45)，還包括踝關(guān)節(jié)軸(70)、跗骨鉸鏈A(60)、跗骨鉸鏈B(61)、小腿彈簧A(71)、小腿彈簧B(72),扭轉(zhuǎn)彈簧A (62)、扭轉(zhuǎn)彈簧B (63)、腳趾彈簧(52)、腳趾鉸鏈A (50)和腳趾鉸鏈B (51);所述踝關(guān)節(jié)軸(70)可相對(duì)于所述跗骨板(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械小腿(I)裝設(shè)于所述踝關(guān)節(jié)軸(70)上；所述小腿彈簧A(71)和所述小腿彈簧B(72)分別裝設(shè)于所述機(jī)械小腿(I)的兩側(cè);所述小腿彈簧A(71)和所述小腿彈簧B(72)的兩端均分別裝設(shè)于所述機(jī)械小腿(I)、所述跗骨板(2)上;所述跖骨板(3)通過所述跗骨鉸鏈A(60)和所述跗骨鉸鏈B(61)與所述跗骨板(2)相連；所述扭轉(zhuǎn)彈簧A(62)和所述扭轉(zhuǎn)彈簧B(63)的兩端均分別與所述跖骨板(3)、所述跗骨板(2)相連;所述腳趾彈簧(52)的兩端分別連接所述跖骨板(3)、所述腳趾軸(4);所述腳趾軸(4)通過所述腳趾鉸鏈A(5)和所述腳趾鉸鏈B(51)裝設(shè)于所述跖骨板(3)上；所述小腿彈簧A(71)和小腿彈簧B(72)處于零變形狀態(tài)時(shí)，所述機(jī)械小腿(I)垂直于所示跗骨板(2)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了三自由度并聯(lián)減振仿人機(jī)械足，屬于仿人機(jī)器人領(lǐng)域。它包括跗骨板、跖骨板、腳趾軸、大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾、小拇趾、踝關(guān)節(jié)軸、跗骨鉸鏈A、跗骨鉸鏈B、小腿彈簧A、小腿彈簧B、扭轉(zhuǎn)彈簧A、扭轉(zhuǎn)彈簧B、腳趾彈簧、腳趾鉸鏈A和腳趾鉸鏈B；小腿彈簧A和小腿彈簧B的兩端均分別裝設(shè)于機(jī)械小腿、跗骨板上；扭轉(zhuǎn)彈簧A和扭轉(zhuǎn)彈簧B的兩端均分別與跖骨板、跗骨板相連；腳趾彈簧的兩端分別連接跖骨板、腳趾軸；腳趾軸通過腳趾鉸鏈A和腳趾鉸鏈B裝設(shè)于跖骨板上。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)合理、具有運(yùn)動(dòng)減振功能、并聯(lián)模式的三自由度的仿人機(jī)器人足。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號(hào)】CN105620576
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610091853
【發(fā)明人】班書昊, 蔣學(xué)東, 李曉艷, 何云松, 席仁強(qiáng), 徐然
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日