仿人机器人两自由度并联高频机械足制造技术

本发明专利技术公开了仿人机器人两自由度并联高频机械足，属于仿人机器人领域。它包括跖骨、主动轴、踝关节轴、装设于踝关节轴上的齿轮B、装设于主动轴上的齿轮A、脚趾轴、装设于脚趾轴上的并联脚趾、趾关节电机和踝关节电机；跖骨包括相互平行装设的跖骨A和跖骨B；踝关节轴上装设有小腿杆；踝关节电机装设于跖骨B上，其输出轴与踝关节轴的一端相连，趾关节电机装设于跖骨B上，其输出轴与脚趾轴的一端相连；并联脚趾包括依次装设于脚趾轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。本发明专利技术是一种结构合理、具有两个自由度和高频动态响应特性、并联模式的仿人机器人足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及仿人机器人领域，特指一种仿人机器人两自由度并联高频机械足。
技术介绍
随着科技的发展，仿人机器人逐渐成为机器人研究领域的一大热点，这类机器人市场前景广阔。由于人体结构复杂，要实现真正的仿人机器人具有相当大的难度，尤其是机械足的研究更为重要，这是因为仿人机器人在行走过程中，当足部与地面接触时，会产生相应的运动，容易导致机器人失去平衡。现有的机械足虽然具有一定的稳定性，但是由于采用的是串联结构，动态响应频率较低，难以实现真正的人足模仿。因此，设计一种并联模式动态响应较快的机械足具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构合理、具有两个自由度和高频动态响应特性、并联模式的仿人机器人足。为了解决上述问题，本专利技术提出的解决方案为：一种仿人机器人两自由度并联高频机械足，它包括跖骨、主动轴、踝关节轴、装设于所述踝关节轴上的齿轮B、装设于所述主动轴上的齿轮A、脚趾轴、装设于所述脚趾轴上的并联脚趾、趾关节电机和踝关节电机。所述跖骨包括相互平行装设的跖骨A和跖骨B；所述主动轴平行于所述踝关节轴，二者均装设于所述跖骨A、所述跖骨B之间；所述踝关节轴上装设有小腿杆。所述踝关节电机装设于所述跖骨B上，其输出轴与所述踝关节轴的一端相连，所述趾关节电机装设于所述跖骨B上，其输出轴与所述脚趾轴的一端相连。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；所述脚趾轴的两端分别通过两轴承装设于所述跖骨A、所述跖骨B上；所述齿轮A的半径大于所述齿轮B半径的三倍。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术的仿人机器人两自由度并联高频机械足，设有趾关节电机和踝关节电机，分别实现脚趾和小腿杆的转动，结构简单。(2)本专利技术的仿人机器人两自由度并联高频机械足，还设有齿轮A和齿轮B，且齿轮A的半径大于三倍的齿轮B的半径，从而实现增速转动；由此可知，本专利技术结构合理、具有两个自由度和高频动态响应特性，能够模拟人足的基本运动姿态。附图说明图1是本专利技术的仿人机器人两自由度并联高频机械足的结构剖视图。图中，1—小腿杆；2—跖骨A；3—跖骨B；4—脚趾轴；51—三拇趾；52—四拇趾；53—小拇趾；54—二拇趾；55—大拇趾；6—主动轴；60—齿轮A；7—踝关节轴；70—齿轮B；8—轴承；9—趾关节电机；10—踝关节电机。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术的仿人机器人两自由度并联高频机械足，包括跖骨、主动轴6、踝关节轴7、装设于踝关节轴7上的齿轮B70、装设于主动轴6上的齿轮A60、脚趾轴4、装设于脚趾轴4上的并联脚趾、趾关节电机9和踝关节电机10。参见图1所示，跖骨包括相互平行装设的跖骨A2和跖骨B3；主动轴6平行于踝关节轴7，二者均装设于跖骨A2、跖骨B3之间；踝关节轴7上装设有小腿杆1；踝关节电机10装设于跖骨B3上，其输出轴与踝关节轴7的一端相连，趾关节电机9装设于跖骨B3上，其输出轴与脚趾轴4的一端相连；并联脚趾包括依次装设于脚趾轴4上的大拇趾55、二拇趾54、三拇趾51、四拇趾52和小拇趾53；脚趾轴4的两端分别通过两轴承8装设于跖骨A2、跖骨B3上；齿轮A60的半径大于齿轮B70半径的三倍；踝关节电机10的低速转动转变为小腿杆1绕踝关节轴7的高速转动，实现了运动的高频特性。工作原理：踝关节电机10带动装设于主动轴6上的齿轮A60转动，齿轮B70通过与齿轮A60相啮合，带动踝关节轴7和小腿杆1同步转动，实现跖骨A和跖骨B同步绕踝关节轴7的转动；趾关节电机9带动脚趾轴4转动，进而带动装设于脚趾轴4上的五根脚趾同步转动，实现五根脚趾绕脚趾轴4的同步转动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
仿人机器人两自由度并联高频机械足，其特征在于：包括跖骨、主动轴(6)、踝关节轴(7)、装设于所述踝关节轴(7)上的齿轮B(70)、装设于所述主动轴(6)上的齿轮A(60)、脚趾轴(4)、装设于所述脚趾轴(4)上的并联脚趾、趾关节电机(9)和踝关节电机(10)；所述跖骨包括相互平行装设的跖骨A(2)和跖骨B(3)；所述主动轴(6)平行于所述踝关节轴(7)，二者均装设于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)之间；所述踝关节轴(7)上装设有小腿杆(1)；所述踝关节电机(10)装设于所述跖骨B(3)上，其输出轴与所述踝关节轴(7)的一端相连，所述趾关节电机(9)装设于所述跖骨B(3)上，其输出轴与所述脚趾轴(4)的一端相连；所述并联脚趾包括依次装设于所述脚趾轴(4)上的大拇趾(55)、二拇趾(54)、三拇趾(51)、四拇趾(52)和小拇趾(53)；所述脚趾轴(4)的两端分别通过两轴承(8)装设于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)上；所述齿轮A(60)的半径大于所述齿轮B(70)半径的三倍。

【技术特征摘要】
1.仿人机器人两自由度并联高频机械足，其特征在于：包括跖骨、主动轴(6)、踝关节
轴(7)、装设于所述踝关节轴(7)上的齿轮B(70)、装设于所述主动轴(6)上的齿轮A(60)、
脚趾轴(4)、装设于所述脚趾轴(4)上的并联脚趾、趾关节电机(9)和踝关节电机(10)；
所述跖骨包括相互平行装设的跖骨A(2)和跖骨B(3)；所述主动轴(6)平行于所述踝关
节轴(7)，二者均装设于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)之间；所述踝关节轴(7)上装
设有小腿杆(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：班书昊，蒋学东，李晓艳，何云松，席仁强，徐然，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32