混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明主要涉及仿人機器人領域，特指一種混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步和新材料的研發(fā)，智能領域中的仿人機器人顯示出無比的活力。相比傳統(tǒng)的機器人，仿人機器人與人類最為接近。在仿人機器人的機械結構中，機械足的設計異常重要，它不僅關系著整個機器人在行走過程中的平衡性能，而且決定著擬人動作的逼真性。現(xiàn)有仿人機器人的機械足實現(xiàn)了行走，但仍具有一定的缺點:運動自由度較少和抗外力沖擊能力較弱。因此，設計一種具有三個運動自由度、抗沖擊力的機械足具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需解決的技術問題是:針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種結構合理、具有三個運動自由度和抗沖擊性能、混聯(lián)模式的仿人機器人足。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的解決方案為:一種混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足，它包括機械小腿、腳底板、與所述機械小腿下端相鉸連的跗骨架、與所述跗骨架相鉸連的跖骨架、與所述跖骨架相鉸連的并聯(lián)腳趾。
[0005]所述跗骨架為由跗骨桿A、跗骨桿B和跗骨桿C組成的三角形架;所述跖骨架為由跖骨桿A、跖骨桿B和跖骨桿C組成的三角形架；所述并聯(lián)腳趾包括依次裝設于趾軸上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。
[0006]所述機械小腿與所述跗骨桿B之間裝設有扭轉彈簧A，所述跗骨桿A與所述跖骨桿B之間裝設有扭轉彈簧B，所述并聯(lián)腳趾與所述跖骨桿A之間裝設有扭轉彈簧C。
[0007]所述腳底板與所述跖骨桿A之間裝設有橡膠柱A和橡膠柱B，所述橡膠柱A與橡膠柱B高度相等;拉伸彈簧A和拉伸彈簧B裝設于分別裝設于所示橡膠柱A和橡膠柱B的外側;所述拉伸彈簧A和拉伸彈簧B的兩端均分別連接所述跖骨桿A和所述腳底板，且始終處于受拉伸狀態(tài)。
[0008]所述妬骨桿A包括第一妬骨桿A和第二妬骨桿A;所述第一妬骨桿A和第二妬骨桿A均裝設于所述趾軸上，且位于所述并聯(lián)腳趾的外側。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0010](I)本發(fā)明的混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足，設有跗骨架、跖骨架和并聯(lián)腳趾，能夠很好地模仿出人足行走時的運動姿態(tài)。
[0011](2)本發(fā)明的混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足，還設有三個扭轉彈簧和兩個拉伸彈簧，以及兩根橡膠柱，能夠有效地吸收來自地面的沖擊能量和運動過程中產(chǎn)生的振動能量。由此可知，本發(fā)明結構合理、具有三個運動自由度和抗沖擊性能，借助混聯(lián)模式實現(xiàn)了人足的運動姿態(tài)模擬和抗沖擊性能模擬。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足的結構原理圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的并聯(lián)腳趾的結構示意圖。
[0014]圖中，I一機械小腿;2一扭轉彈簧A;31—附骨桿A ； 32一附骨桿B ； 33一附骨桿C ； 4一扭轉彈黃B ； 51一妬骨桿A; 52—妬骨桿B ； 53一妬骨桿C; 6—扭轉彈黃C; 7—并聯(lián)腳祉；70一足止軸;71—大拇祉；72一二拇祉；73一二拇祉；74一四拇祉；75一小拇祉；8一橡I父柱A; 9—橡月父柱B; 10—腳底板;11一拉伸彈簧A; 12—拉伸彈簧B;511—第一妬骨桿A;512—第二妬骨桿A。
【具體實施方式】
[0015]以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0016]結合圖1和圖2，本發(fā)明的混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足，包括機械小腿1、腳底板10、與機械小腿I下端相鉸連的跗骨架、與跗骨架相鉸連的跖骨架、與跖骨架相鉸連的并聯(lián)腳趾7;跗骨架為由跗骨桿A31、跗骨桿B32和跗骨桿C33組成的三角形架;跖骨架為由跖骨桿A51、跖骨桿B52和跖骨桿C53組成的三角形架;并聯(lián)腳趾7包括依次裝設于趾軸70上的大拇趾71、二拇趾72、三拇趾73、四拇趾74和小拇趾75。
[0017]結合圖1和圖2，機械小腿I與跗骨桿B32之間裝設有扭轉彈簧A2，跗骨桿A31與跖骨桿B52之間裝設有扭轉彈簧B4，并聯(lián)腳趾7與跖骨桿A51之間裝設有扭轉彈簧C6;腳底板10與跖骨桿A51之間裝設有橡膠柱AS和橡膠柱B9，橡膠柱AS與橡膠柱B9高度相等;拉伸彈簧All和拉伸彈簧B12裝設于分別裝設于所示橡膠柱AS和橡膠柱B9的外側;拉伸彈簧All和拉伸彈簧B12的兩端均分別連接跖骨桿A51和腳底板10，且始終處于受拉伸狀態(tài);跖骨桿A51包括第一妬骨桿A511和第二妬骨桿A512;第一妬骨桿A511和第二妬骨桿A512均裝設于祉軸70上，且位于并聯(lián)腳趾7的外側。
[0018]工作原理:行走過程中，來自地面的沖擊力使得橡膠柱AS和橡膠柱B9發(fā)生壓縮變形，從而起到抗沖擊效果;機械小腿I與跗骨架發(fā)生相對運動時，運動產(chǎn)生的沖擊力被扭轉彈簧A2所吸收;跗骨架與跖骨架發(fā)生相對運動時，沖擊能量被扭轉彈簧B4所吸收;并聯(lián)腳趾7繞趾軸70運動時，沖擊能量被扭轉彈簧C6所吸收。
【主權項】
1.混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足，其特征在于:包括機械小腿(1)、腳底板(10)、與所述機械小腿(I)下端相鉸連的跗骨架、與所述跗骨架相鉸連的跖骨架、與所述跖骨架相鉸連的并聯(lián)腳趾(7);所述跗骨架為由跗骨桿A(31)、跗骨桿B(32)和跗骨桿C(33)組成的三角形架;所述跖骨架為由跖骨桿A(51)、跖骨桿B(52)和跖骨桿C(53)組成的三角形架;所述并聯(lián)腳趾(7)包括依次裝設于趾軸(70)上的大拇趾(71)、二拇趾(72)、三拇趾(73)、四拇趾(74)和小拇趾(75);所述機械小腿(I)與所述跗骨桿B(32)之間裝設有扭轉彈簧A(2)，所述跗骨桿A(31)與所述跖骨桿B(52)之間裝設有扭轉彈簧B(4)，所述并聯(lián)腳趾(7)與所述跖骨桿A(51)之間裝設有扭轉彈簧C(6);所述腳底板(10)與所述跖骨桿A(51)之間裝設有橡膠柱A(8)和橡膠柱B(9)，所述橡膠柱A(S)與橡膠柱B(9)高度相等;拉伸彈簧A(Il)和拉伸彈簧B(12)裝設于分別裝設于所示橡膠柱A(S)和橡膠柱B(9)的外側;所述拉伸彈簧A(Il)和拉伸彈簧B(12)的兩端均分別連接所述跖骨桿A(51)和所述腳底板(10)，且始終處于受拉伸狀態(tài);所述妬骨桿A(51)包括第一妬骨桿A(511)和第二妬骨桿A(512);所述第一妬骨桿A(511)和第二跖骨桿A(512)均裝設于所述趾軸(70)上，且位于所述并聯(lián)腳趾(7)的外側。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混聯(lián)抗沖擊仿人三自由度機械足，屬于仿人機器人領域。它包括機械小腿、腳底板、與機械小腿下端相鉸連的跗骨架、與跗骨架相鉸連的跖骨架、與跖骨架相鉸連的并聯(lián)腳趾；跗骨架為由跗骨桿A、跗骨桿B和跗骨桿C組成的三角形架；跖骨架為由跖骨桿A、跖骨桿B和跖骨桿C組成的三角形架；并聯(lián)腳趾包括依次裝設于趾軸上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾；機械小腿與跗骨桿B之間裝設有扭轉彈簧A，跗骨桿A與跖骨桿B之間裝設有扭轉彈簧B，并聯(lián)腳趾與跖骨桿A之間裝設有扭轉彈簧C。本發(fā)明是一種結構合理、具有三個運動自由度和抗沖擊性能、混聯(lián)模式的仿人機器足。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN105620577
【申請?zhí)枴緾N201610093338
【發(fā)明人】李曉艷, 班書昊, 蔣學東, 何云松, 席仁強, 徐然
【申請人】常州大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年2月19日