[发明专利]一种仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足

摘要

本发明公开了一种仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足，包括足体机构、缓冲减震机构、柔性被动控制机构、主要趾、辅助趾；本发明借鉴了鸵鸟足部肌腱‑骨骼的生物结构与组装以及肌腱‑骨骼协同工作原理，缓冲减震机构能够降低足部落地时的速度，减少对地面的冲击；主要趾和辅助趾在柔性被动控制系统的作用下，落地时两趾张开，扭簧压缩储能；离地时两趾闭合，扭簧弹开释放能量，该仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足通过被动的方式控制两趾的张开、闭合，主要趾的蹬地动作，减少了动力源数量，降低能量损耗，增大足部与地面支撑面积，提高足式机器人行走时的稳定性；利用杠杆把缓冲减震机构和柔性被动控制机构结合，有效降低地面对足部的冲击。

主权项

1.一种仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足，其特征在于：包括足体机构、缓冲减震机构、柔性被动控制机构、主要趾、辅助趾；一种仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足通过电机接头(2)与做往复直线运动的伺服电动推杆螺纹连接，足体机构特征在于，踝轴(5)通过螺栓连接左支撑板(40)与挡件(31)、右支撑板(41)与挡件(31)，进而通过连接柱(33)、限位轴(35)连接成一个整体，连接柱(33)两端通过螺栓分别与左支撑板(40)、右支撑板(41)连接；缓冲减震机构与柔性被动控制机构通过杠杆(9)连接，杠杆(9)通过第四连接轴(32)与小腿骨下端(1)铰接，杠杆(9)通过第一连接轴(4)与缓冲减震机构连接；缓冲减震机构的螺柱(7)与第一连接轴(4)铰接，螺柱(7)穿过屈框(6)与螺片(36)螺纹连接，第一弹簧(8)穿过螺柱(7)和导向柱(37)，导向柱(37)通过螺栓固定在屈框(6)上，屈杆(34)一端与屈框(6)铰接，另一端通过平键与第二连接轴(11)连接，第二连接轴(11)与足体机构铰接；杠杆(9)通过闸线接头(30)与柔性被动控制机构连接，杠杆(9)与闸线接头(30)铰接，闸线接头(30)与闸线27固定连接，闸线27通过滑轮(29)穿过导向件(26)与第二弹簧(25)一端固定连接，第二弹簧(25)另一端与末端接头(24)相连，固定接头(24)通过螺栓固定在指甲(23)上，滑轮(29)固定在滑轮轴(10)上，滑轮轴(10)固定在足体机构上，导向件(26)与韧带(18)铰接；主要趾与辅助趾通过平键与第三连接轴(13)相连，两者在同一平面上，第三连接轴(13)贯穿左支撑板(40)、右支撑板(41)；主要趾一节骨(28)一端通过平键与第三连接轴(13)相连，第三连接轴(13)贯穿扭簧(38)，扭簧(38)两端放置在主要趾一节骨(28)、左支撑板(40)、右支撑板(41)相应的卡槽内；另一端通过主要趾关节轴(16)分别与主要趾二节骨左(20)、主要趾二节骨右(42)铰接，主要趾关节轴(16)通过螺栓分别与主要趾二节骨左(20)、主要趾二节骨右(42)固定连接，限位块(39)两端用螺栓分别与主要趾二节骨左(20)、主要趾二节骨右(42)固定连接，主要趾三节骨(22)一端与主要趾二节骨左(20)、主要趾二节骨右(42)通过主要趾关节轴(16)铰接，另一端通过主要趾关节轴(16)与主要趾四节骨左(21)、主要趾四节骨右(43)铰接，主要趾关节轴(16)通过螺栓分别与主要趾四节骨左(21)、主要趾四节骨右(43)固定连接，主要趾四节骨左(21)、主要趾四节骨右(43)与指甲(23)用螺栓固定连接，左支撑板(40)、右支撑板(41)、主要趾二节骨左(20)、主要趾二节骨右(42)、主要趾四节骨左(21)、主要趾四节骨右(43)、主要趾三节骨(22)、主要趾一节骨(28)设置有相应扭簧槽，六个主要趾关节轴(16)穿过对应的六个扭簧(38)，每个扭簧(38)两端放置在相应零件的扭簧槽内；辅助趾一节骨(14)通过平键与第三连接轴(13)相连，辅助趾一节骨(14)与左支撑板(40)之间存在轴向限位套筒12，辅助趾关节轴15通过螺栓与辅助趾一节骨(14)固定连接，辅助趾关节轴15与辅助趾二节骨(19)铰接，紧固件(17)与辅助趾二节骨(19)螺纹连接，紧固件(17)与韧带(18)铰接。