四自由度仿人并联减振机械足制造技术

本发明专利技术公开了一种四自由度仿人并联减振机械足，属于仿人机器人领域。它包括装设有机械小腿的踝关节轴、跗骨板、装设于跗骨板上与踝关节轴一端相连的踝电机、装设有跗骨板的跗骨轴、工字形跖骨板、装设于工字形跖骨板上的跗骨电机、装设于工字形跖骨板前后两侧的脚趾轴A和脚趾轴B、装设于脚趾轴A上的并联脚趾A、装设于脚趾轴B上的并联脚趾B、装设于工字形跖骨板上与脚趾轴A相连的脚趾电机A、装设于工字形跖骨板上与脚趾轴B相连的脚趾电机B，还包括脚趾扭转弹簧A、脚趾扭转弹簧B、跗跖扭转弹簧和踝轴扭转弹簧。本发明专利技术是一种结构合理、具有四个运动自由度和减振功能、模仿效果更好的并联模式仿人机器足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及仿人机器人领域，特指一种四自由度仿人并联减振机械足。
技术介绍
从仿生学的角度来讲，研究仿人机器人意义重大，它不仅可以服务人类，而且可以指导生物学的发展。仿人机器人最重要的特征是模仿人类的复杂动作和姿态，为了实现这一目标，模仿人足的机械足设计成为一个重要的环节。现有技术的机械足因运动自由度较少，无法模拟出真实的人足运动，且隔振效果不好。因此，亟需设计一种更多自由度的机械足，以便适应复杂的地面环境，模拟出人类行走的细微动作。
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、具有四个运动自由度和减振功能、模仿效果更好的并联模式仿人机器人足。为了解决上述问题，本专利技术提出的解决方案为：一种四自由度仿人并联减振机械足，它包括装设有机械小腿的踝关节轴、跗骨板、装设于所述跗骨板上与所述踝关节轴一端相连的踝电机、装设有所述跗骨板的跗骨轴、工字形跖骨板、装设于所述工字形跖骨板上与所述跗骨轴一端相连的跗骨电机、沿同一直线分别装设于所述工字形跖骨板前后两侧的脚趾轴A和脚趾轴B、装设于所述脚趾轴A上的并联脚趾A、装设于所述脚趾轴B上的并联脚趾B、装设于所述工字形跖骨板上与所述脚趾轴A相连的脚趾电机A、装设于所述工字形跖骨板上与所述脚趾轴B相连的脚趾电机B，还包括装设于所述工字形跖骨板与所述脚趾轴B之间的脚趾扭转弹簧A、装设于所述工字形跖骨板与所述脚趾轴A之间的脚趾扭转弹簧B、装设于所述工字形跖骨板与所述跗骨轴之间的跗跖扭转弹簧、装设于所述踝关节轴与所述跗骨板之间的踝轴扭转弹簧。所述并联脚趾包括依次装设于所述脚趾轴A上的大拇趾、二拇趾和三拇趾；所述并联脚趾B包括装设于所述脚趾轴B上的四拇趾和小拇趾；所述跗骨轴的两端均通过轴承装设于所述工字形跖骨板上，所述踝关节轴两端均通过轴承装设于所述跗骨板上；所述跗骨板的右端为凹形，左端为凸形。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术的四自由度仿人并联减振机械足，设有并联脚趾A和并联脚趾B，并联脚趾A与并联脚趾B之间能够发生相应运动，可以更加真实地模拟出人足的脚趾运动姿态。(2)本专利技术的四自由度仿人并联减振机械足，还设有趾扭转弹簧A、脚趾扭转弹簧B、跗跖扭转弹簧和踝轴扭转弹簧，采用并联减振的模式实现了减振隔振效果。由此可知，本专利技术结构简单、具有四个运动自由度和减振功能、实现了人足的运动姿态模拟。附图说明图1是本专利技术的四自由度仿人并联减振机械足的结构原理图。图中，11—大拇趾；12—二拇趾；13—三拇趾；14—四拇趾；15—小拇趾；16—脚趾轴A；17—脚趾轴B；18—脚趾电机A；19—脚趾电机B；2—工字形跖骨板；3—跗骨板；4—机械小腿；5—轴承；60—跗骨轴；61—跗骨电机；70—踝关节轴；71—踝电机；81—脚趾扭转弹簧A；82—脚趾扭转弹簧B；83—跗跖扭转弹簧；84—踝轴扭转弹簧。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，本专利技术的四自由度仿人并联减振机械足，包括装设有机械小腿4的踝关节轴70、跗骨板3、装设于跗骨板3上与踝关节轴70一端相连的踝电机71、装设有跗骨板3的跗骨轴60、工字形跖骨板2、装设于工字形跖骨板2上与跗骨轴60一端相连的跗骨电机61、沿同一直线分别装设于工字形跖骨板2前后两侧的脚趾轴A16和脚趾轴B17、装设于脚趾轴A16上的并联脚趾A、装设于脚趾轴B17上的并联脚趾B、装设于工字形跖骨板2上与脚趾轴A16相连的脚趾电机A18、装设于工字形跖骨板2上与脚趾轴B17相连的脚趾电机B19，还包括装设于工字形跖骨板2与脚趾轴B17之间的脚趾扭转弹簧A81、装设于工字形跖骨板2与脚趾轴A16之间的脚趾扭转弹簧B82、装设于工字形跖骨板2与跗骨轴60之间的跗跖扭转弹簧83、装设于踝关节轴70与跗骨板3之间的踝轴扭转弹簧84。参见图1所示，并联脚趾A包括依次装设于脚趾轴A16上的大拇趾11、二拇趾12和三拇趾14；并联脚趾B包括装设于脚趾轴B上的四拇趾14和小拇趾15；跗骨轴60的两端均通过轴承装设于工字形跖骨板2上，踝关节轴70两端均通过轴承装设于跗骨板3上；跗骨板3的右端为凹形，左端为凸形。工作原理：踝电机71带动踝关节轴70运动，进而带动机械小腿4绕跗骨板3转动，踝轴扭转弹簧84吸收运动能量；跗骨电机61带动跗骨轴60转动，并带动装设于跗骨轴60上的跗骨板(3)绕工字形跖骨板(2)转动，跗跖扭转弹簧(83)对此运动进行减振；脚趾电机A18和脚趾电机B19分别带动脚趾轴A16、脚趾轴B17转动，进而带动并联脚趾A、并联脚趾B独立地绕工字形跖骨板(2)转动，转动产生的振动分别被脚趾扭转弹簧B82、脚趾扭转弹簧A81所吸收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
四自由度仿人并联减振机械足，其特征在于：包括装设有机械小腿(4)的踝关节轴(70)、跗骨板(3)、装设于所述跗骨板(3)上与所述踝关节轴(70)一端相连的踝电机(71)、装设有所述跗骨板(3)的跗骨轴(60)、工字形跖骨板(2)、装设于所述工字形跖骨板(2)上与所述跗骨轴(60)一端相连的跗骨电机(61)、沿同一直线分别装设于所述工字形跖骨板(2)前后两侧的脚趾轴A(16)和脚趾轴B(17)、装设于所述脚趾轴A(16)上的并联脚趾A、装设于所述脚趾轴B(17)上的并联脚趾B、装设于所述工字形跖骨板(2)上与所述脚趾轴A(16)相连的脚趾电机A(18)、装设于所述工字形跖骨板(2)上与所述脚趾轴B(17)相连的脚趾电机B(19)，还包括装设于所述工字形跖骨板(2)与所述脚趾轴B(17)之间的脚趾扭转弹簧A(81)、装设于所述工字形跖骨板(2)与所述脚趾轴A(16)之间的脚趾扭转弹簧B(82)、装设于所述工字形跖骨板(2)与所述跗骨轴(60)之间的跗跖扭转弹簧(83)、装设于所述踝关节轴(70)与所述跗骨板(3)之间的踝轴扭转弹簧(84)；所述并联脚趾A包括依次装设于所述脚趾轴A(16)上的大拇趾(11)、二拇趾(12)和三拇趾(14)；所述并联脚趾B包括装设于所述脚趾轴B上的四拇趾(14)和小拇趾(15)；所述跗骨轴(60)的两端均通过轴承装设于所述工字形跖骨板(2)上，所述踝关节轴(70)两端均通过轴承装设于所述跗骨板(3)上；所述跗骨板(3)的右端为凹形，左端为凸形。...

【技术特征摘要】
1.四自由度仿人并联减振机械足，其特征在于：包括装设有机械小腿(4)的踝关节轴
(70)、跗骨板(3)、装设于所述跗骨板(3)上与所述踝关节轴(70)一端相连的踝电机(71)、
装设有所述跗骨板(3)的跗骨轴(60)、工字形跖骨板(2)、装设于所述工字形跖骨板(2)
上与所述跗骨轴(60)一端相连的跗骨电机(61)、沿同一直线分别装设于所述工字形跖骨板
(2)前后两侧的脚趾轴A(16)和脚趾轴B(17)、装设于所述脚趾轴A(16)上的并联脚
趾A、装设于所述脚趾轴B(17)上的并联脚趾B、装设于所述工字形跖骨板(2)上与所述
脚趾轴A(16)相连的脚趾电机A(18)、装设于所述工字形跖骨板(2)上与所述脚趾轴B(17)
相连的脚趾电机B(19)，还包括装设...

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