[发明专利]仿人机器人四自由度混联低频机械足

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四自由度混联低频机械足。

背景技术

从仿生学角度而言，研究仿人机器人意义重大。仿人机器人结构一般包括机械头、机械手、机械足和躯干，其中机械足的运动自由度的数量决定着拟人动作的模仿程度。现有技术的机械足运动自由度较少，无法模拟出人足行走时的细微动作，进而使得行走时的稳定性有所降低。因此，设计一种具有四个运动自由度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、具有四个运动自由度和低频运动性能、高度仿人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：一种仿人机器人四自由度混联低频机械足，它包括U型跗骨架、踝关节轴A、装设于所述踝关节轴A上的小腿旋转动力装置、装设于所述U型跗骨架左端的转轴、装设于所述U型跗骨架右端的低频动力装置B、跖骨板、装设于所述跖骨板上的低频动力装置A和步进电机A、脚趾轴、装设于所述脚趾轴上的并联脚趾。

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；所述脚趾轴通过轴承装设于所述跖骨板上，并与所述步进电机A的输出轴相连。

所述低频动力装置A与所述低频动力装置B结构完全相同，均包括蜗杆架B、蜗杆架A、装设于所述蜗杆架B与所述蜗杆架A之间的蜗杆、装设于所述蜗杆架B上的U型架、装设于所述U型架上的步进电机B、与所述蜗杆相啮合传动的蜗轮。

所述低频动力装置A中的蜗轮装设于所述转轴上，所述低频动力装置B中的蜗轮装设于所述踝关节轴A上。

所述小腿旋转动力装置包括踝关节轴B、踝电机A、法兰盘和螺栓；所述踝关节轴A垂直通过所述踝关节轴B，所述踝关节轴B的两端分别通过轴承装设于所述法兰盘和机械小腿上，所述踝电机A装设于所述法兰盘上，其输出轴与所述踝关节轴B的一端相连，所述法兰盘与所述机械小腿采用四个所述螺栓连接。

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四自由度混联低频机械足，设有低频动力装置A和低频动力装置B，可以实现对人足慢速行走时的运动姿态进行高度模仿。

(2)本发明的仿人机器人四自由度混联低频机械足，设有三个转动自由度和一个扭转自由度，可以实现对人足的运动姿态的详细模仿。由此可知，本发明结构简单合理、借助四个运动自由度和低频运动性能实现了人足低速行走时的运动姿态模拟和低频特性模拟，从而延长了机械足的运动寿命。

附图说明

图1是本发明的仿人机器人四自由度混联低频机械足的俯视结构原理图。

图2是本发明的低频动力装置B的结构原理图。

图中，1—机械小腿；20—踝关节轴A；21—踝关节轴B；22—螺栓；23—法兰盘；24—踝电机A；25—蜗轮；26—蜗杆；27—蜗杆架A；28—蜗杆架B；29—U型架；210—步进电机B；3—U型跗骨架；30—转轴；4—低频动力装置A；5—跖骨板；6—步进电机A；60—脚趾轴；71—大拇趾；72—二拇趾；73—三拇趾；74—四拇趾；75—小拇趾；8—低频动力装置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。

参见图1和图2所示，本发明的仿人机器人四自由度混联低频机械足，包括U型跗骨架3、踝关节轴A20、装设于踝关节轴A20上的小腿旋转动力装置、装设于U型跗骨架3左端的转轴30、装设于U型跗骨架3右端的低频动力装置B8、跖骨板5、装设于跖骨板5上的低频动力装置A4和步进电机A6、脚趾轴60、装设于脚趾轴60上的并联脚趾。

参见图1和图2所示，并联脚趾包括依次装设于脚趾轴60上的大拇趾71、二拇趾72、三拇趾73、四拇趾74和小拇趾75；脚趾轴60通过轴承装设于跖骨板5上，并与步进电机A6的输出轴相连。

参见图1和图2所示，低频动力装置A4与低频动力装置B8结构完全相同，均包括蜗杆架B28、蜗杆架A27、装设于蜗杆架B28与蜗杆架A27之间的蜗杆26、装设于蜗杆架B28上的U型架29、装设于U型架29上的步进电机B210、与蜗杆26相啮合传动的蜗轮25。

参见图1和图2所示，低频动力装置A4中的蜗轮25装设于转轴30上，低频动力装置B8中的蜗轮装设于踝关节轴A20上。