[发明专利]仿人机器人两自由度串联抗冲击机械足有效

专利信息
申请号: 201510954267.9 申请日: 2015-12-17
公开(公告)号: CN105584553B 公开(公告)日: 2018-10-16
发明(设计)人: 班书昊;蒋学东;李晓艳;何云松;席仁强;徐然 申请(专利权)人: 常州大学
主分类号: B62D57/032 分类号: B62D57/032
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 213164 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 人机 器人两 自由度 串联 冲击 机械
【说明书】:

发明公开了一种仿人机器人两自由度串联抗冲击机械足,属于仿人机器人领域。它包括跖骨板,分别装设于跖骨板上、下两表面的脚背板和拱形垫,装设于拱形垫底面的脚底板,脚趾,脚趾动力装置和机械小腿动力装置;拱形垫为上凸型橡胶垫,脚底板为金属薄板;脚底板与拱形垫之间装设有第一冲击柱、两根第二冲击柱、两根第三冲击柱和两个第四冲击柱;脚趾动力装置包括趾关节和第二电机,机械小腿动力装置包括蜗杆架A、蜗杆架B、蜗杆、蜗轮和第一电机;脚趾可绕趾关节与跖骨板相对转动,机械小腿可绕踝关节与跖骨板相对转动。本发明是一种结构合理、具有两个运动自由度、能够抵抗冲击的仿人机器人足。

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串联抗冲击机械足。

背景技术

随着人们对生活质量的不断提升,仿人机器人得到了普遍的关注,并成为智能机器人领域中最为活跃的热点之一。仿人机器人与人类身体结构最为接近,其设计难度也最高。在仿人机器人结构中,其机械足的设计尤其重要,这是因为当足部与地面接触时,会产生相应的运动,容易导致机器人失去平衡,同时由于地面凹凸不平,仿人机器人在行走过程中会受到一定的冲击力。因此,设计一种具有两个自由度的抗冲击的机械足具有十分重要的意义。

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合理、具有两个运动自由度、能够抵抗冲击的仿人机器人足。

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串联抗冲击机械足,它包括跖骨板,分别装设于所述跖骨板上、下两表面的脚背板和拱形垫,装设于所述拱形垫底面的脚底板,脚趾,脚趾动力装置和机械小腿动力装置。

所述拱形垫为上凸型橡胶垫,所述脚底板为金属薄板;所述脚底板与所述拱形垫之间装设有第一冲击柱、两根第二冲击柱、两根第三冲击柱和两个第四冲击柱;所述第一冲击柱、所述第二冲击柱、所述第三冲击柱和所述第四冲击柱为弹性模量较大的橡胶制作,其长度按照等差数列设计,由所述脚底板的中部向两边部依次排列。

所述脚趾动力装置包括连接所述脚趾与所述跖骨板的趾关节,与所述趾关节提供动力的第二电机。

所述机械小腿动力装置包括装设于所述跖骨板上的蜗杆架A和蜗杆架B,两端分别装设于所述蜗杆架A、所述蜗杆架B上的蜗杆,与所述蜗杆相啮合传动的蜗轮,装设于U型架上的第一电机。

所述第一电机的输出轴与所述蜗杆的一端相连,所述U型架装设于所述蜗杆架B上,所述蜗轮通过踝关节装设于所述跖骨板上,并与机械小腿相固结。

所述脚趾可绕所述趾关节与所述跖骨板相对转动,所述机械小腿可绕踝关节与所述跖骨板相对转动。

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串联抗冲击机械足,设有趾关节和踝关节,具有两个转动自由度,可以模仿人足行走时的基本动作,结构简单。

(2)本发明的仿人机器人两自由度串联抗冲击机械足,还设有拱形垫和多根冲击柱,可以自发吸收行走过程中产生的冲击力;由此可知,本发明结构合理、借助两个运动自由度实现了人足的基本动作,且可以吸收冲击能量。

附图说明

图1是本发明的仿人机器人两自由度串联抗冲击机械足的结构原理图。

图中,1—机械小腿;20—踝关节;21—蜗轮;22—蜗杆架A;23—蜗杆;24—蜗杆架B;25—U型架;26—第一电机;30—跖骨板;31—脚背板;32—拱形垫;33—脚底板;40—趾关节;41—脚趾;42—第二电机;5—第一冲击柱;6—第二冲击柱;7—第三冲击柱;8—第四冲击柱。

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。

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