【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高性能仿生结构，尤其是涉及一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构。
技术介绍
1、自然界中的动物和植物经过长久的优胜劣汰，能够很好的适应环境的变化，从而得到生存和发展，其各种结构与功能已达到近乎完美的状态。仿生就是从其中寻找到一些性能优异的天然结构，进而简化升级，运用到实践中。
2、现阶段人形机器人支腿多为圆形柱或是方形柱，对其结构的研究相对较少，而随着机器人产业的蓬勃发展，作为主要受力结构的机器人支腿的改进已经势在必行，在保证其力学性能的基础上，对其进行各方面优化。
3、胫骨是人类小腿内侧的长骨，分一体两端。胫骨近侧端膨大，向两侧突出成为内侧踝与外侧髁。它是人体下肢骨骼结构中的重要组成部分，承担着身体重量以及行走、奔跑等活动中产生的力量。经过分析，胫骨其特有的两头宽厚，中间较细窄的空间梯度结构一定程度上提高了其轴向的抗压性。
4、进而，从人体胫骨这种生物结构中提炼出两头宽，向中间逐层递减的空间梯度结构，并加以改进，得到了一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，此结构以人体小腿胫骨为仿生原型，优化了传统圆柱形人形机器人支腿的力学特性，并进行了建模仿真分析，证明了所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构的有效性。
2、为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构包括圆柱形受力
3、所述空间梯度承载部上下两端头直径与圆柱形受力部的直径相同。
4、所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构高h，外围直径d，最内部加强元件内圆直径d。
5、所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构厚均相等，为t。
6、所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构内部有两个加强元件，且满足关系a=b=d/2；
7、式中，a为最内层加强元件与第二层加强元件之间加强筋的长度，b为第二层加强元件与壳体之间加强筋的长度。
8、所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构的空间梯度承载部呈梯度变化，空间梯度承载部的直径向中心逐渐减小，进而形成一定的弧度，且形成的弧形半径为r，高为h。
9、所述r=20h。
10、所述r=30h。
11、本专利技术有如下有益效果：
12、1、本专利技术的一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，以人体小腿胫骨为仿生原型，优化了传统圆柱形人形机器人支腿的力学特性，并进行了建模仿真分析，证明了所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构的有效性。
13、2、本专利技术可以通过调节空间梯度承载部的梯度来调整整体的受力及变形情况，以适用各种人形机器人的工作环境。
14、3、本专利技术径向的两层层级式元件，在没有增加实际直径且保留空间梯度构型的前提下，显著提升了整体强度，显示了更好的吸能效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于，所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构包括圆柱形受力部（2）和空间梯度承载部（1）；所述圆柱形受力部（2）位于空间梯度承载部（1）的两端，并呈过渡连接；所述圆柱形受力部（2）和空间梯度承载部（1）是通过在最外侧壳体（3）内依次排列多组加强元件（4）构成；所述加强元件（4）与壳体（3）形状相同，直径依次减小，同时，最内层的加强元件向外延伸出六条加强筋（5）与相邻外层的加强元件连接。
2.根据权利要求1所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度承载部（1）上下两端头直径与圆柱形受力部（2）的直径相同。
3.根据权利要求2所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构高H，外围直径D，最内部加强元件内圆直径d。
4.根据权利要求3所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构厚均相等，为t。
5.根据权利要求4所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度人形机器人仿生胫骨
6.根据权利要求5所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构的空间梯度承载部（1）呈梯度变化，空间梯度承载部（1）的直径向中心逐渐减小，进而形成一定的弧度，且形成的弧形半径为R，高为h。
7.根据权利要求6所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述R=20h。
8.根据权利要求6所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述R=30h。
...【技术特征摘要】
1.一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于，所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构包括圆柱形受力部（2）和空间梯度承载部（1）；所述圆柱形受力部（2）位于空间梯度承载部（1）的两端，并呈过渡连接；所述圆柱形受力部（2）和空间梯度承载部（1）是通过在最外侧壳体（3）内依次排列多组加强元件（4）构成；所述加强元件（4）与壳体（3）形状相同，直径依次减小，同时，最内层的加强元件向外延伸出六条加强筋（5）与相邻外层的加强元件连接。
2.根据权利要求1所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度承载部（1）上下两端头直径与圆柱形受力部（2）的直径相同。
3.根据权利要求2所述一种空间梯度人形机器人仿生胫骨结构，其特征在于：所述空间梯度人形机器人仿生胫骨结构高h，外围直径d，最内部加强元件内圆直径d。<...
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