[发明专利]缓冲节能与主动抗沉陷仿生机械足

摘要

本发明公开了一种缓冲节能与主动抗沉陷仿生机械足，由跗跖骨、跖趾关节、第二趾骨、第三趾骨、舵机和趾垫组成，跖趾关节由底座、支座、连杆、弹簧、水平滑块、第一趾骨、垂直滑块、销轴等组成。本发明以鸵鸟足为仿生原型。一方面，从鸵鸟足在沙地高速奔跑时触沙、越沙的运动形态考虑，设计了永久离地的跖趾关节，起到了储能、缓冲、节能的作用；另一方面，从材料组装方面考虑，趾骨选取刚性材料，趾垫选取橡胶材料，刚柔耦合对骨架起到了保护作用。另外，从鸵鸟足离沙姿态主动抗沉陷特性考虑，设计了舵机驱动趾骨依次离地，起到了主动抗沉陷的作用。本发明结构简单，且实现多重功能，有利于提高机器人在沙地等松软地面的行走能力。

主权项

1.一种缓冲节能与主动抗沉陷仿生机械足，其特征在于：包括跖趾关节、跗跖骨(8)、第一舵机(11)、第二趾骨(12)、第二舵机(13)、第三趾骨(14)和法兰盘(15)；跖趾关节由底座(1)、支座(2)、垂直连杆(7)、水平连杆(71)、第一垂直弹簧(3)、第二垂直弹簧(6)、第一水平弹簧(31)、第二水平弹簧(61)、水平滑块(10)、第一趾骨(9)、垂直滑块(5)和销轴(4)组成，底座(1)的垂直面安装有四个支座(2)，四个支座(2)分布在底座(1)垂直面的四个角处，左侧和右侧的上下两个支座(2)均穿设垂直连杆(7)，每个垂直连杆(7)上均套设有第一垂直弹簧(3)和第二垂直弹簧(6)，第一垂直弹簧(3)位于下方，第二垂直弹簧(6)位于上方，垂直滑块(5)套设在垂直连杆(7)上，垂直滑块(5)位于第一垂直弹簧(3)与第二垂直弹簧(6)之间；底座(1)的水平面安装有四个支座(2)，四个支座(2)分布在底座(1)水平面的四个角处，左侧和右侧的前后两个支座(2)均穿设水平连杆(71)，每个水平连杆(71)上均套设有第一水平弹簧(31)和第二水平弹簧(61)，第一水平弹簧(31)位于内侧，第二水平弹簧(61)位于外侧，水平滑块(10)套设在水平连杆(71)上，水平滑块(10)位于第一水平弹簧(31)与第二水平弹簧(61)之间；第一趾骨(9)的上端通过销轴(4)与垂直滑块(5)铰接，第一趾骨(9)的下端通过销轴(4)与水平滑块(10)铰接；跗跖骨(8)与垂直滑块(5)固定连接在一起；底座(1)与第二趾骨(12)之间安装第一舵机(11)，第二趾骨(12)与第三趾骨(14)之间安装第二舵机(13)，第一舵机(11)安装在第二趾骨(12)上，第一舵机(11)的输出轴通过法兰盘(15)与底座(1)连接；第二舵机(13)安装在第三趾骨(14)上，第二舵机(13)的输出轴通过法兰盘(15)与第二趾骨(12)连接。