[发明专利]仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足

说明书

技术领域

本发明主要涉及仿人机器人领域，特指一种仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足。

背景技术

随着科技的发展，机器人、尤其是仿人机器人的研究已经成为智能机器人领域中最为活跃的热点之一。与传统的机器人相比，仿人机器人与人类最为接近，也更能适应人类日常生活环境。在仿人机器人设计中，机械足的设计尤为重要。现有的仿人机器人在行走过程中，当足部与地面接触时，会产生相应的振动和冲击，容易导致机器人失去平衡。足够结构的自由度数目决定着其结构的复杂性和设计成本。因此，设计一种具有两个自由度的抗冲击的机械足具有一定的价值。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、具有两个自由度和抗冲击性能、并联模式的仿人机器足。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足，它包括跖骨架、脚背板、脚底板、并联脚趾、橡胶柱A、橡胶柱B、抗拉弹簧A、抗拉弹簧B、锁紧弹簧A和锁紧弹簧B。

所述橡胶柱A和橡胶柱B装设于所述跖骨架与所述脚背板之间；所述抗拉弹簧和所述抗拉弹簧B的两端分别装设于所述跖骨架、所述脚背板上；所述橡胶柱A和所述橡胶柱B装设于所述抗拉弹簧A与抗拉弹簧B的之间。

所述脚底板为中部上凸的弹性薄板，其两端分别通过所述锁紧弹簧A、所述锁紧弹簧B与所述跖骨架相连；所述并联脚趾通过脚趾轴装设于所述跖骨架上；所述跖骨架通过踝轴装设有机械小腿；所述跖骨架包括相互平行装设的跖骨杆A和跖骨杆B。

所述并联脚趾包括依次装设于所述脚趾轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾；所述脚底板的中部与所述跖骨架接触，所述锁紧弹簧A和所述弹簧B处于明显拉伸状态。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足，设有脚趾轴和踝轴，通过并联脚趾相对于跖骨架转动、跖骨架相对于机械小腿的转动来模拟人足的基本动作，结构简单。

(2)本发明的仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足，还设有橡胶柱A和橡胶柱B，以及具有弹性变形的脚底板，能够很好地吸收外界的冲击力；由此可知，本发明结构简单、具有两个自由度和抗冲击性能、且实现了人足的基本动作模仿。

附图说明

图1是本发明的仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足的结构原理图。

图2是本发明的仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足的俯视结构示意图。

图中，1—机械小腿；2—跖骨架；21—跖骨杆A；22—跖骨杆B；3—脚背板；4—脚底板；5—并联脚趾；50—脚趾轴；51—大拇趾；52—二拇趾；53—三拇趾；54—四拇趾；55—小拇趾；6—橡胶柱A；7—橡胶柱B；8—抗拉弹簧A；9—抗拉弹簧B；10—踝轴；11—锁紧弹簧A；12—锁紧弹簧B。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

结合图1和图2，本发明的仿人机器人两自由度并联抗冲击机械足，包括跖骨架2、脚背板3、脚底板4、并联脚趾5、橡胶柱A6、橡胶柱B7、抗拉弹簧A8、抗拉弹簧B9、锁紧弹簧A11和锁紧弹簧B12。

结合图1和图2，橡胶柱A6和橡胶柱B7装设于跖骨架2与脚背板3之间；抗拉弹簧A和抗拉弹簧B9的两端分别装设于跖骨架2、脚背板3上；橡胶柱A6和橡胶柱B7装设于抗拉弹簧A8与抗拉弹簧B9的之间；脚底板4为中部上凸的弹性薄板，其两端分别通过锁紧弹簧A11、锁紧弹簧B12与跖骨架2相连；并联脚趾5通过脚趾轴50装设于跖骨架2上；跖骨架2通过踝轴10装设有机械小腿1。

结合图1和图2，跖骨架2包括相互平行装设的跖骨杆A21和跖骨杆B22；并联脚趾5包括依次装设于脚趾轴50上的大拇趾51、二拇趾52、三拇趾53、四拇趾54和小拇趾55；脚底板4的中部与跖骨架2接触，锁紧弹簧A11和弹簧B12处于明显拉伸状态。

工作原理：并联脚趾5绕脚趾轴50转动，实现并联脚趾5相对于跖骨架2的转动；机械小腿1绕踝轴10转动，实现跖骨架2相对于机械小腿1的转动；抗拉弹簧A8和抗拉弹簧B9通过拉伸力把脚背板3紧紧地压在橡胶柱A6和橡胶柱B7上，当地面冲击力存在时，跖骨架2上的冲击力能够被其上的橡胶柱A6和橡胶柱B7吸收，实现抗冲击性能。