仿人機(jī)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(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)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足。
【背景技術(shù)】
[0002]作為智能機(jī)器人領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一，仿人機(jī)器人有著與人類更為相似的結(jié)構(gòu)特征，得到了普遍的關(guān)注和重視。從仿生學(xué)的角度而言，實(shí)現(xiàn)人類復(fù)雜動(dòng)作或姿態(tài)的前提條件是模仿人足的機(jī)械足的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械足雖然實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的行走過(guò)程，但無(wú)法模擬人類在行走過(guò)程中遇到復(fù)雜地面時(shí)的細(xì)微動(dòng)作，即無(wú)法抵抗行走過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊力。因此，設(shè)計(jì)一種具有四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度、通過(guò)混聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)沖擊能量吸收的機(jī)械足具有十分重要的價(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)合理、具有抗沖擊性能、四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度混聯(lián)模式的仿人機(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)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足，它包括機(jī)械小腿、跗骨架、連接所述機(jī)械小腿與所述跗骨架的踝軸A和踝軸B、跖骨架、腳趾、連接所述腳趾與所述跖骨架的趾關(guān)節(jié)、腳底板、裝設(shè)于所述腳底板與所述跗骨架之間的兩根抗壓橡膠柱和兩根抗拉彈簧、裝設(shè)于所述腳趾與跖骨桿C之間的扭轉(zhuǎn)彈簧B、裝設(shè)于所述跗骨桿C與所述跖骨桿A之間的扭轉(zhuǎn)彈簧A。
[0005 ]所述附骨架包括附骨桿A、附骨桿B和附骨C;所述附骨桿A、附骨桿B、附骨C和妬骨桿A組成平行四邊形;所述跖骨架包括跖骨桿A、跖骨桿B和跖骨桿C;所述跖骨桿A、跖骨桿B和跖骨桿C組成三角形;所述兩根抗拉彈簧裝設(shè)于所述兩根抗壓橡膠柱的外側(cè)，且始終處于拉伸受力狀態(tài)。
[0006]所述機(jī)械小腿可繞踝軸A轉(zhuǎn)動(dòng);所述踝軸B正交與所述踝軸A，所述機(jī)械小腿可繞踝軸B實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);所述跗骨桿C、所述跖骨桿A與所述跖骨桿C通過(guò)鉸鏈A相連;所述跗骨桿A與所述跗骨桿B通過(guò)鉸鏈B相連;所述跖骨桿A、所述跖骨桿B與所述跗骨桿B之間通過(guò)鉸鏈C相連。
[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)明的仿人機(jī)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足，設(shè)有踝軸A、踝軸B、趾關(guān)節(jié)，具有四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，可高度模仿人足行走時(shí)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
[0009](2)本發(fā)明的仿人機(jī)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足，還設(shè)有抗拉彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧，用于吸收振動(dòng)；同時(shí)設(shè)有抗壓橡膠柱，用于吸收來(lái)自地面的沖擊力。由此可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、具有抗沖擊性能和四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人足行走時(shí)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)高度模仿。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的仿人機(jī)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足的結(jié)構(gòu)原理圖。
[00?1 ] 圖中，I一機(jī)械小腿;20—踝軸A; 21—踝軸B;31—附骨桿A; 32—附骨桿B;33—附骨桿C ； 34一扭轉(zhuǎn)彈黃A ； 41一妬骨桿A ； 42一妬骨桿B ； 43一妬骨桿C ； 5一腳祉；60一祉關(guān)節(jié);61 —扭轉(zhuǎn)彈簧B; 7—鉸鏈A; 8—鉸鏈B; 9—鉸鏈C; 1—抗拉彈簧;11 一抗壓橡膠柱;12—腳底板。
【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)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足，包括機(jī)械小腿1、跗骨架、連接機(jī)械小腿I與跗骨架的踝軸A20和踝軸B21、跖骨架、腳趾5、連接腳趾5與跖骨架的趾關(guān)節(jié)60、腳底板12、裝設(shè)于腳底板12與跗骨架之間的兩根抗壓橡膠柱11和兩根抗拉彈簧10、裝設(shè)于腳趾5與跖骨桿C43之間的扭轉(zhuǎn)彈簧B61、裝設(shè)于跗骨桿C33與跖骨桿A41之間的扭轉(zhuǎn)彈簧A34。
[0014]參見(jiàn)圖1所示，跗骨架包括跗骨桿A31、跗骨桿B32和跗骨C33;跗骨桿A31、跗骨桿B32、附骨C33和妬骨桿A41組成平行四邊形；妬骨架包括妬骨桿A41、妬骨桿B42和妬骨桿C43;跖骨桿A41、跖骨桿B42和跖骨桿C43組成三角形;兩根抗拉彈簧10裝設(shè)于兩根抗壓橡膠柱11的外側(cè)，且始終處于拉伸受力狀態(tài)。
[0015]參見(jiàn)圖1所示，機(jī)械小腿I可繞踝軸A20轉(zhuǎn)動(dòng);踝軸B21正交與踝軸A20，機(jī)械小腿I可繞踝軸B21實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);跗骨桿C33、跖骨桿A41與跖骨桿C43通過(guò)鉸鏈A7相連;跗骨桿A31與跗骨桿B32通過(guò)鉸鏈B8相連;跖骨桿A41、跖骨桿B42與跗骨桿B32之間通過(guò)鉸鏈C9相連。
[0016]工作原理:腳趾5可繞趾關(guān)節(jié)60轉(zhuǎn)動(dòng)，跗骨架可繞跖骨架轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械小腿I可繞踝軸A20轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可繞踝軸B21扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);扭轉(zhuǎn)彈簧A60和扭轉(zhuǎn)彈簧B61分別吸收運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)，抗壓橡膠柱11發(fā)生彈性變形時(shí)，可吸收來(lái)自地面的沖擊力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.仿人機(jī)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足，其特征在于:包括機(jī)械小腿(I)、跗骨架、連接所述機(jī)械小腿(I)與所述跗骨架的踝軸A(20)和踝軸B(21)、跖骨架、腳趾(5)、連接所述腳趾(5)與所述跖骨架的趾關(guān)節(jié)(60)、腳底板(12)、裝設(shè)于所述腳底板(12)與所述跗骨架之間的兩根抗壓橡膠柱(11)和兩根抗拉彈簧(10)、裝設(shè)于所述腳趾(5)與跖骨桿C(43)之間的扭轉(zhuǎn)彈簧B(61)、裝設(shè)于所述跗骨桿C(33)與所述跖骨桿A(41)之間的扭轉(zhuǎn)彈簧A(34);所述跗骨架包括跗骨桿A(31)、跗骨桿B(32)和跗骨C(33);所述跗骨桿A(31)、跗骨桿B(32),跗骨C(33)和跖骨桿A(41)組成平行四邊形;所述跖骨架包括跖骨桿A(41)、跖骨桿B(42)和跖骨桿C(43);所述跖骨桿A(41)、跖骨桿B(42)和跖骨桿C(43)組成三角形;所述兩根抗拉彈簧(10)裝設(shè)于所述兩根抗壓橡膠柱(11)的外側(cè)，且始終處于拉伸受力狀態(tài);所述機(jī)械小腿(I)可繞踝軸A(20)轉(zhuǎn)動(dòng);所述踝軸B(21)正交與所述踝軸A(20)，所述機(jī)械小腿(I)可繞踝軸B(21)實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);所述跗骨桿C(33)、所述跖骨桿A(41)與所述跖骨桿C(43)通過(guò)鉸鏈A(7)相連；所述跗骨桿A(31)與所述跗骨桿B(32)通過(guò)鉸鏈B(S)相連;所述跖骨桿A(41)、所述跖骨桿B(42)與所述跗骨桿B(32)之間通過(guò)鉸鏈C(9)相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種仿人機(jī)器人四自由度混聯(lián)抗沖擊機(jī)械足，屬于仿人機(jī)器人領(lǐng)域。它包括機(jī)械小腿、跗骨架、踝軸A、踝軸B、跖骨架、腳趾、連接腳趾與跖骨架的趾關(guān)節(jié)、腳底板、兩根抗壓橡膠柱、兩根抗抗彈簧、裝設(shè)于腳趾與跖骨桿C之間的扭轉(zhuǎn)彈簧B、裝設(shè)于跗骨桿C與跖骨桿A之間的扭轉(zhuǎn)彈簧A；跗骨架包括跗骨桿A、跗骨桿B和跗骨C，跖骨架包括跖骨桿A、跖骨桿B和跖骨桿C；兩根抗拉彈簧裝設(shè)于兩根抗壓橡膠柱的外側(cè)，且始終處于拉伸受力狀態(tài)；機(jī)械小腿可繞踝軸A轉(zhuǎn)動(dòng)；踝軸B正交與踝軸A，機(jī)械小腿可繞踝軸B實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)合理、具有抗沖擊性能、四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度混聯(lián)模式的仿人機(jī)器足。
【IPC分類】B62D57/032
【公開(kāi)號(hào)】CN105620579
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610094004
【發(fā)明人】李曉艷, 班書(shū)昊, 蔣學(xué)東, 何云松, 席仁強(qiáng), 譚鄒卿
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日