仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(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，特指一種仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也在不斷提升，從而使得仿人機(jī)器人代替人類工作的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。仿人機(jī)器人的設(shè)計(jì)包括很多方面，尤其是機(jī)械足的仿人研究更為重要。仿人機(jī)器人在行走過(guò)程中，足部結(jié)構(gòu)發(fā)生較多的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，仿人機(jī)器人的足部結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有一定數(shù)量的自由度。因此，設(shè)計(jì)一種具有較少自由度的機(jī)械足來(lái)模仿人足具有一定的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、具有兩個(gè)自由度的高頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)的仿人機(jī)器人足。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的解決方案為:一種仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足，它包括跖骨板，裝設(shè)于所述跖骨板上方的上蓋板，裝設(shè)于所述跖骨板下方的腳底板，通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈B裝設(shè)于所述跖骨板上的腳趾，連接小腿骨與所述跖骨板的踝關(guān)節(jié)鉸鏈B，裝設(shè)于所述腳趾上的趾關(guān)節(jié)小齒輪，裝設(shè)于所述跖骨板上的趾關(guān)節(jié)大齒輪和踝關(guān)節(jié)大齒輪，裝設(shè)于所述小腿骨上的踝關(guān)節(jié)小齒輪，趾關(guān)節(jié)電機(jī)和踝關(guān)節(jié)電機(jī)。
[0005]所述趾關(guān)節(jié)小齒輪的半徑遠(yuǎn)小于所述趾關(guān)節(jié)大齒輪的半徑，二者相互嚙合傳動(dòng)；所述趾關(guān)節(jié)大齒輪裝設(shè)于所述趾關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸上，并通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈A裝設(shè)于所述跖骨板上。
[0006]所述踝關(guān)節(jié)大齒輪的半徑大于所述踝關(guān)節(jié)小齒輪半徑的三倍，二者相互嚙合傳動(dòng);所述踝關(guān)節(jié)大齒輪裝設(shè)于所述踝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸上，并通過(guò)踝關(guān)節(jié)鉸鏈A裝設(shè)于所述跖骨板上。
[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](1)本發(fā)明的仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足，設(shè)有兩組大齒輪和兩組小齒輪，通過(guò)大齒輪帶動(dòng)小齒輪，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的高頻特性。
[0009](2)本發(fā)明的仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足，設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，能夠模擬人足行走的主要特征。由此可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、借助兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度實(shí)現(xiàn)了高頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，從而實(shí)現(xiàn)了快速行走。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0011 ]圖中，1—小腿骨;2—妬骨板;3—上蓋板;4—腳底板;5—腳祉；6—祉關(guān)節(jié)大齒輪；7一15止關(guān)節(jié)小齒輪;8一15止關(guān)節(jié)電機(jī);9一15止關(guān)節(jié)纟父鏈A; 10一15止關(guān)節(jié)纟父鏈B ； 11一踝關(guān)節(jié)大齒輪;12一踝關(guān)節(jié)小齒輪;13一踝關(guān)節(jié)電機(jī);14一踝關(guān)節(jié)纟父鏈B; 15一踝關(guān)節(jié)纟父鏈A。
【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(shuō)明。
[0013]參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明的仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足，包括跖骨板2，裝設(shè)于跖骨板2上方的上蓋板3，裝設(shè)于跖骨板2下方的腳底板4，通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈B10裝設(shè)于跖骨板2上的腳趾5，連接小腿骨1與跖骨板2的踝關(guān)節(jié)鉸鏈B14，裝設(shè)于腳趾5上的趾關(guān)節(jié)小齒輪7，裝設(shè)于跖骨板2上的趾關(guān)節(jié)大齒輪6和踝關(guān)節(jié)大齒輪11，裝設(shè)于小腿骨1上的踝關(guān)節(jié)小齒輪12，趾關(guān)節(jié)電機(jī)8和踝關(guān)節(jié)電機(jī)13。
[0014]參見(jiàn)圖1所示，趾關(guān)節(jié)小齒輪7的半徑遠(yuǎn)小于趾關(guān)節(jié)大齒輪6的半徑，二者相互嚙合傳動(dòng);趾關(guān)節(jié)大齒輪6裝設(shè)于趾關(guān)節(jié)電機(jī)8的輸出軸上，并通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈A9裝設(shè)于跖骨板2上;踝關(guān)節(jié)大齒輪11的半徑大于踝關(guān)節(jié)小齒輪12半徑的三倍，二者相互嚙合傳動(dòng);踝關(guān)節(jié)大齒輪11裝設(shè)于踝關(guān)節(jié)電機(jī)13的輸出軸上，并通過(guò)踝關(guān)節(jié)鉸鏈A15裝設(shè)于跖骨板2上。
[0015]工作原理:踝關(guān)節(jié)電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)踝關(guān)節(jié)大齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)踝關(guān)節(jié)小齒輪12和小腿骨1相對(duì)于跖骨板2快速轉(zhuǎn)動(dòng);趾關(guān)節(jié)電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)趾關(guān)節(jié)大齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)趾關(guān)節(jié)小齒輪7和腳趾5同步轉(zhuǎn)動(dòng)；由于大齒輪的半徑遠(yuǎn)大于小齒輪的半徑，使得跖骨板2與腳趾5具有高頻響應(yīng)特性，從而提高了機(jī)械足的運(yùn)動(dòng)速度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足，其特征在于:包括跖骨板(2)，裝設(shè)于所述跖骨板(2)上方的上蓋板(3)，裝設(shè)于所述跖骨板(2)下方的腳底板(4)，通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈B(10)裝設(shè)于所述跖骨板(2)上的腳趾(5)，連接小腿骨(1)與所述跖骨板(2)的踝關(guān)節(jié)鉸鏈B(14)，裝設(shè)于所述腳趾(5)上的趾關(guān)節(jié)小齒輪(7)，裝設(shè)于所述跖骨板(2)上的趾關(guān)節(jié)大齒輪(6)和踝關(guān)節(jié)大齒輪(11)，裝設(shè)于所述小腿骨(1)上的踝關(guān)節(jié)小齒輪(12)，趾關(guān)節(jié)電機(jī)(8)和踝關(guān)節(jié)電機(jī)(13);所述趾關(guān)節(jié)小齒輪(7)的半徑遠(yuǎn)小于所述趾關(guān)節(jié)大齒輪(6)的半徑，二者相互嚙合傳動(dòng);所述趾關(guān)節(jié)大齒輪(6)裝設(shè)于所述趾關(guān)節(jié)電機(jī)(8)的輸出軸上，并通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈A(9)裝設(shè)于所述跖骨板(2)上；所述踝關(guān)節(jié)大齒輪(11)的半徑大于所述踝關(guān)節(jié)小齒輪(12)半徑的三倍，二者相互嚙合傳動(dòng);所述踝關(guān)節(jié)大齒輪(11)裝設(shè)于所述踝關(guān)節(jié)電機(jī)(13)的輸出軸上，并通過(guò)踝關(guān)節(jié)鉸鏈A(15)裝設(shè)于所述跖骨板(2)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了仿人機(jī)器人兩自由度串聯(lián)高頻機(jī)械足，屬于仿人機(jī)器人領(lǐng)域。它包括跖骨板，裝設(shè)于跖骨板上方的上蓋板，裝設(shè)于跖骨板下方的腳底板，通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈B裝設(shè)于跖骨板上的腳趾，連接小腿骨與跖骨板的踝關(guān)節(jié)鉸鏈B，趾關(guān)節(jié)小齒輪，趾關(guān)節(jié)大齒輪和踝關(guān)節(jié)大齒輪，踝關(guān)節(jié)小齒輪，趾關(guān)節(jié)電機(jī)和踝關(guān)節(jié)電機(jī)；趾關(guān)節(jié)小齒輪與趾關(guān)節(jié)大齒輪相互嚙合傳動(dòng)；趾關(guān)節(jié)大齒輪裝設(shè)于趾關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸上，并通過(guò)趾關(guān)節(jié)鉸鏈A裝設(shè)于跖骨板上；踝關(guān)節(jié)大齒輪與踝關(guān)節(jié)小齒輪相互嚙合傳動(dòng)；踝關(guān)節(jié)大齒輪裝設(shè)于踝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸上，并通過(guò)踝關(guān)節(jié)鉸鏈A裝設(shè)于跖骨板上。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、具有兩個(gè)自由度的高頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)的仿人機(jī)器人足。
【IPC分類】B62D57/032
【公開(kāi)號(hào)】CN105460101
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510955672
【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(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日