三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明主要涉及仿人機器人領(lǐng)域，特指一種三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展和人們生活品質(zhì)的提高，仿人機器人受到普遍的關(guān)注，并成為智能機器人領(lǐng)域中最為活躍的熱點之一。在仿人機器人結(jié)構(gòu)中，機械足的設(shè)計尤其重要，這是因為仿人機器人在行走過程中，當足部與地面接觸時，會產(chǎn)生一定的沖擊力，從而導致機器人失去平衡或控制系統(tǒng)的破壞?，F(xiàn)有的仿人機器人的機械足運動自由度偏少，難以真實地模擬人足行走，而且缺乏一定的抗沖擊能力。因此，設(shè)計一種運動自由度較多、自適應(yīng)吸收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(shù)問題是:針對現(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、具有三個運動自由度和抗沖擊性能、并聯(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:一種三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，它包括機械小腿、跗骨桿、跖骨桿、腳趾、跗骨沖擊墊、跗骨彈簧、弓形腳底板、腳背面、跖骨上彈簧A、橡膠柱A和橡膠柱B。
[0005]所述機械小腿通過踝鉸鏈與所述跗骨桿相連，所述跗骨桿的一端通過跗骨鉸鏈與所述跖骨桿的一端相連;所述跖骨桿的另一端通過趾關(guān)節(jié)與所述腳趾相連;所述弓形腳底板的兩端分別通過跖骨下彈簧A、跖骨下彈簧B與所述跖骨板的兩端相連;所述腳背面通過跖骨上彈簧A和趾骨上彈簧B與所述跖骨桿的上部相連。
[0006]所述橡膠柱A和橡膠柱B均裝設(shè)于所述跖骨桿與所述腳背面之間;所述跗骨彈簧的兩端分別連接所述腳背面和所述跗骨桿;所述跗骨沖擊墊裝設(shè)于所述跗骨桿的底部;所述腳趾通過腳趾彈簧與所述腳背面的左端相連;所述跖骨上彈簧A、跖骨上彈簧B、跖骨下彈簧A和跖骨下彈簧B始終處于拉伸狀態(tài);所述弓形腳底板為上凸型彈性薄板，其兩端與所述跗骨沖擊墊在同一水平面上。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0008](I)本發(fā)明的三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，設(shè)有弓形腳底板和跗骨沖擊墊，能夠有效吸收來自地面的沖擊能量。
[0009](2)本發(fā)明的三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，還設(shè)有橡膠柱A和橡膠柱B，并通過跖骨上彈簧B和跖骨上彈簧A鎖緊，能夠有效吸收跖骨桿與腳背面之間的中間能量。
[0010](3)本發(fā)明的三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，具有三個運動自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)腳趾、跖骨桿、跗骨桿和機械小腿之間的相對運動。由此可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、具有三個運動自由度和抗沖擊性能，能夠更加精確地模擬人足行走時的運動姿態(tài)和力學特性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖中，！—機械小腿；10—踝鉸鏈；n—趾骨上彈簧B;12—腳趾彈簧；13—弓形腳底板;14一妬骨下彈黃A; 15一妬骨下彈黃B; 16一橡I父柱B; 2—附骨桿;20一附骨纟父鏈;3—妬骨桿;30—祉關(guān)節(jié);4一腳祉;5—附骨沖擊墊;6—附骨彈簧;7—腳背面;8—妬骨上彈簧A; 9—橡膠柱A。
【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0014]參見圖1所示，本發(fā)明的三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，包括機械小腿1、跗骨桿
2、跖骨桿3、腳趾4、跗骨沖擊墊5、跗骨彈簧6、弓形腳底板13、腳背面7、跖骨上彈簧AS、橡膠柱A9和橡膠柱B16;機械小腿I通過踝鉸鏈10與跗骨桿2相連，跗骨桿2的一端通過跗骨鉸鏈20與妬骨桿3的一端相連。
[0015]參見圖1所示，跖骨桿3的另一端通過趾關(guān)節(jié)30與腳趾4相連；弓形腳底板13的兩端分別通過跖骨下彈簧A14、跖骨下彈簧B15與跖骨板3的兩端相連;腳背面7通過跖骨上彈簧AS和趾骨上彈簧Bll與跖骨桿3的上部相連;橡膠柱A9和橡膠柱B16均裝設(shè)于跖骨桿3與腳背面7之間；跗骨彈簧6的兩端分別連接腳背面7和跗骨桿2;跗骨沖擊墊5裝設(shè)于跗骨桿2的底部。
[0016]參見圖1所示，腳趾4通過腳趾彈簧12與腳背面7的左端相連；跖骨上彈簧AS、跖骨上彈簧B11、跖骨下彈簧A14和跖骨下彈簧B15始終處于拉伸狀態(tài)；弓形腳底板13為上凸型彈性薄板，其兩端與跗骨沖擊墊5在同一水平面上。
[0017]工作原理:腳趾4可繞趾關(guān)節(jié)30轉(zhuǎn)動，沖擊能量被腳趾彈簧12吸收;跖骨桿3可繞跗骨鉸鏈20轉(zhuǎn)動，沖擊能量被跖骨下彈簧A14和跖骨下彈簧B15吸收;機械小腿I可繞踝鉸鏈10轉(zhuǎn)動，沖擊能量被附骨沖擊墊5吸收;妬骨桿3多余的沖擊能量可再次被橡膠柱A9和橡膠柱B16所吸收。
【主權(quán)項】
1.三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，其特征在于:包括機械小腿(I)、跗骨桿(2)、跖骨桿(3)、腳趾(4)、跗骨沖擊墊(5)、跗骨彈簧(6)、弓形腳底板(13)、腳背面(7)、跖骨上彈簧A(8)、橡膠柱A(9)和橡膠柱B(16);所述機械小腿(I)通過踝鉸鏈(10)與所述跗骨桿(2)相連，所述跗骨桿(2)的一端通過跗骨鉸鏈(20)與所述跖骨桿(3)的一端相連;所述跖骨桿(3)的另一端通過趾關(guān)節(jié)(30)與所述腳趾(4)相連;所述弓形腳底板(13)的兩端分別通過跖骨下彈簧A(14)、跖骨下彈簧B(15)與所述跖骨板(3)的兩端相連;所述腳背面(7)通過跖骨上彈簧A(S)和趾骨上彈簧B(Il)與所述跖骨桿(3)的上部相連;所述橡膠柱A(9)和橡膠柱B(16)均裝設(shè)于所述跖骨桿(3)與所述腳背面(7)之間；所述跗骨彈簧(6)的兩端分別連接所述腳背面(7)和所述跗骨桿(2);所述跗骨沖擊墊(5)裝設(shè)于所述跗骨桿(2)的底部;所述腳趾(4)通過腳趾彈簧(12)與所述腳背面(7)的左端相連;所述跖骨上彈簧A(8)、跖骨上彈簧B(ll)、跖骨下彈簧A(14)和跖骨下彈簧B(15)始終處于拉伸狀態(tài);所述弓形腳底板(13)為上凸型彈性薄板，其兩端與所述跗骨沖擊墊(5)在同一水平面上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了三自由度并聯(lián)抗沖擊仿人機械足，屬于仿人機器人領(lǐng)域。它包括機械小腿、跗骨桿、跖骨桿、腳趾、跗骨沖擊墊、跗骨彈簧、弓形腳底板、腳背面、跖骨上彈簧A、橡膠柱A和橡膠柱B；機械小腿通過踝鉸鏈與跗骨桿相連，弓形腳底板的兩端分別通過跖骨下彈簧A、跖骨下彈簧B與跖骨板的兩端相連；腳背面通過跖骨上彈簧A和趾骨上彈簧B與跖骨桿的上部相連；跗骨沖擊墊裝設(shè)于跗骨桿的底部；腳趾通過腳趾彈簧與腳背面的左端相連；弓形腳底板為上凸型彈性薄板，其兩端與跗骨沖擊墊在同一水平面上。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)合理、具有三個運動自由度和抗沖擊性能、并聯(lián)模式的仿人機器人足。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN105667627
【申請?zhí)枴緾N201610093898
【發(fā)明人】班書昊, 蔣學東, 李曉艷, 何云松, 席仁強, 徐然
【申請人】常州大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月19日