[发明专利]混联减振仿人三自由度机械足

说明书

技术领域

本发明主要涉及仿人机器人领域，特指一种混联减振仿人三自由度机械足。

背景技术

随着人们生活质量的提升，仿人机器人的应用受到普遍的关注。当前，仿人机器人的研究已经成为智能机器人领域中的热点之一。为了更好地仿人动作，仿人机器人需要一个运动自由度较多的机械足，以模拟人在行走过程中足部动作。现有的仿人机械足虽然实现了行走功能，但仍具有一定的缺点：运动自由度少，无法模拟较复杂的人足运动；缺少良好的减振性能，无法适应复杂的地面环境。因此，设计一种具有减振功能、更好模拟人足的机械足意义重大。

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、具有三个自由度和减振功能、混联模式的仿人机器人足。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种混联减振仿人三自由度机械足，它包括机械小腿、跗骨杆A、跗骨杆B、跗骨杆C、跖骨杆A、跖骨杆B、跖骨杆C、机械脚趾、连接所述机械小腿与所述跗骨杆A的小腿弹簧、装设于所述跗骨杆B上的踝大齿轮、输出轴与所述踝大齿轮相连的踝电机、与所述踝大齿轮相啮合的踝小齿轮、装设于所述跗骨杆A上的跗骨大齿轮、与所述跗骨大齿轮相连的跗骨电机、与所述跗骨大齿轮相啮合的跗骨小齿轮、踝轴、跗骨铰链、跖骨轴、脚趾轴、连接所述跗骨铰链与所述跖骨杆A的跗跖弹簧、连接所述跖骨杆B与所述机械脚趾的脚趾弹簧、装设于所述跖骨杆A上的脚趾大齿轮、与所述脚趾大齿轮相啮合的脚趾小齿轮、输出轴装设有所述脚趾大齿轮的脚趾电机。

所述跗骨杆A、跗骨杆B、跗骨杆C两两相连；所述跖骨杆A、所述跖骨杆B与所述跖骨杆C两两相连；所述跗骨杆B与所述跗骨杆C通过跗骨铰链相连。

所述踝轴同时连接所述机械小腿、所述跗骨杆A和所述跗骨杆B；所述跖骨轴同时连接所述跗骨杆A、所述跗骨杆C、所述跖骨杆A和所述跖骨杆C；所述脚趾轴连接所述机械脚趾、所述跖骨杆B和所述跖骨杆A；所述小腿弹簧、所述跗跖弹簧和所述脚趾弹簧均为抗拉弹簧。

所述踝轴与所述机械小腿相固结，其上装设有所述踝小齿轮；所述跖骨轴与所述跖骨杆A相固结，其上装设有所述跗骨小齿轮；所述脚趾轴与所述机械脚趾相固结，其上装设有所述脚趾小齿轮。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的混联减振仿人三自由度机械足，设有踝电机、跗骨电机和脚趾电机，通过三对大、小齿轮的啮合传动，实现机械足的三个自由度的相对运动，能够模拟人足运动姿态。

(2)本发明的混联减振仿人三自由度机械足，还设有小腿弹簧、跗跖弹簧和脚趾弹簧，有效吸收行走过程中的振动能量。由此可知，本发明结构简单、具有三个自由度和减振功能，且实现了行走过程中人足运动姿态的模拟和减振特性。

附图说明

图1是本发明的混联减振仿人三自由度机械足的结构原理图。

图中，1—机械小腿；21—跗骨杆A；22—跗骨杆B；23—跗骨杆C；24—踝轴；25—跗骨铰链；31—跖骨杆A；32—跖骨杆B；33—跖骨杆C；34—跖骨铰链；35—跖骨轴；36—脚趾轴；4—机械脚趾；51—踝大齿轮；52—踝电机；53—踝小齿轮；61—跗骨大齿轮；62—跗骨电机；63—跗骨小齿轮；71—脚趾大齿轮；72—脚趾电机；73—脚趾小齿轮；8—小腿弹簧；9—跗跖弹簧；10—脚趾弹簧。

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。

参见图1所示，本发明的混联减振仿人三自由度机械足，包括机械小腿1、跗骨杆A21、跗骨杆B22、跗骨杆C23、跖骨杆A31、跖骨杆B32、跖骨杆C33、机械脚趾4、连接机械小腿1与跗骨杆A21的小腿弹簧8、装设于跗骨杆B22上的踝大齿轮51、输出轴与踝大齿轮51相连的踝电机52、与踝大齿轮51相啮合的踝小齿轮53、装设于跗骨杆A21上的跗骨大齿轮61、与跗骨大齿轮61相连的跗骨电机62、与跗骨大齿轮61相啮合的跗骨小齿轮63、踝轴24、跗骨铰链25、跖骨轴35、脚趾轴36、连接跗骨铰链25与跖骨杆A31的跗跖弹簧9、连接跖骨杆B32与机械脚趾4的脚趾弹簧10、装设于跖骨杆A31上的脚趾大齿轮71、与脚趾大齿轮71相啮合的脚趾小齿轮73、输出轴装设有脚趾大齿轮71的脚趾电机72。