[发明专利]虚拟行走脚部力反馈装置

摘要

本发明公开了一种虚拟行走脚部力反馈装置，包括脚垫部件、脚尖部件、脚中部件、脚跟部件和支撑架体部件。脚尖部件、脚中部件和脚跟部件依次放入支撑架体部件，最后放入脚垫部件。依据行走时脚底受力情况，装置设有十个竖直向上的正压力油缸顶向受力脚垫且作用到脚底，可模拟出行走时受到正压力的情形，设有六个平放且两两垂直的牵引油缸，分别牵引脚尖部件、脚中部件和脚跟部件，使得受力脚垫产生切向力且作用到脚底，可模拟出行走时受到摩擦力的情形。依据脚印图提取的脚底外形轮廓曲线设计的受力脚垫，能符贴脚底且呈现了脚底的各个受力区域。本发明仿生脚行走受力情况研发设计，与人脚运动结构接近，为模拟虚拟行走的人机交互提供了硬件接口。

主权项

1.一种虚拟行走脚部力反馈装置，其特征在于：包括脚垫部件(A)、脚尖部件(B)、脚中部件(C)、脚跟部件(D)和开有脚形腔(E5)的支撑架体部件(E)；脚尖部件(B)、脚中部件(C)和脚跟部件(D)依次放入开有脚形腔(E5)的支撑架体部件(E)中，最后放入脚垫部件A)；其中：1)脚垫部件(A)：由一只有十个反馈正压力受力点(r)、(s)、(t)、(u)、(v)、(w)、(x)、(y)、(z)、(za)的受力脚垫(A2)和十个隔离垫圈(A3)组成；隔离垫圈(A3)过盈嵌入受力脚垫(A2)反面的各自的圆形凹腔(A1)内，每个隔离垫圈(A3)中间开有盲孔；2)脚尖部件(B)：包括两个牵引油缸(B1)、脚尖底座(B2)、三个正压力油缸(B3)、短螺钉(B4)、脚尖顶座(B5)和长螺钉(B6)；脚尖顶座(B5)和脚尖底座(B2)由长螺钉(B6)联接，三个正压力油缸(B3)各自布置在脚尖底座(B2)上的三个受力点(y、z、za)处，三个正压力油缸(B3)的活塞杆(1)伸入三个受力点(y、z、za)处的隔离垫圈(A3)的盲孔内，脚尖顶座(B5)的两个牵引油缸(B1)相互垂直布置，通过活塞杆(5)上的螺纹(7)与脚尖底座(B2)的四方凸台(B9)相联接，脚尖底座(B2)上有三个圆柱凸台(B10)放置在支撑架体(E)的底板(E2)上；3)脚中部件(C)：包括两个牵引油缸(C1)、脚中底座(C2)、四个正压力油缸(C3)、短螺钉(C4)、脚中顶座(C5)和长螺钉(C6)；脚中顶座(C5)和脚中底座(C2)由长螺钉(C6)联接，四个正压力油缸(C3)各自布置在脚中底座(C2)上的四个受力点(u、v、w、x)处，四个正压力油缸(C3)的活塞杆(1)伸入四个受力点(u、v、w、x)处的隔离垫圈(A3)的盲孔内，脚中底座(C2)的两个牵引油缸(C1)相互垂直布置，通过活塞杆(5)上的螺纹(7)与脚中底座(C2)的四方凸台(C9)相联接，脚中底座(C2)上有三个圆柱凸台(C10)放置在支撑架体(E)的底板(E2)上；4)脚跟部件(D)：包括两个牵引油缸(D1)、脚跟底座(D2)、三个正压力油缸(D3)、短螺钉(D4)、脚跟顶座(D5)和长螺钉(D6)；脚跟顶座(D5)和脚跟底座(D2)由长螺钉(D6)联接，三个正压力油缸(D3)各自布置在脚跟底座(D2)上的三个受力点(r、s、t)处，三个正压力油缸(D3)的活塞杆(1)伸入三个受力点(r、s、t)处的隔离垫圈(A3)的盲孔内，脚跟底座(D2)的两个牵引油缸(D1)相互垂直布置，通过活塞杆(5)上的螺纹(7)与脚跟底座(D2)的四方凸台(D9)相联接，脚跟底座(D2)上有四个圆柱凸台(D10)放置在支撑架体(E)的底板(E2)上；5)开有脚形腔(E5)的支撑架体(E)部件：包括外壳(E1)、底板(E2)和六个螺钉(E3)；外壳(E1)和底板(E2)由螺钉(E3)联接，外壳(E1)底部与底板(E2)联接处四周形成四个长方形空腔(E4)，是正压力油缸和牵引油缸的油管通道。