【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种步行机器人技术，尤其涉及一种步行机器人柔性踝关节机构和步行机器人。
技术介绍
1、目前，在救援、教育、娱乐等领域，步行机器人得到了广泛的应用，而其踝关节，作为承重与减震的关键部位，在机器人运动中起到重要作用。
2、真实的人体踝关节除人骨外还包含肌肉、肌腱、韧带等柔性部分，它们提供了人类运动过程中所需的对外界环境的顺应性，保证了运动的稳定。同时，它们能够调整自身的刚度以应对不同运动模式，例如行走与奔跑。然而，现有技术的步行机器人，其踝关节大多是刚性结构，这一类设计的踝关节运动精度高、承重能力强，但是上述设计几乎不具备被动柔顺能力，仅能通过主动柔顺控制实现顺应操作。然而当主动柔顺控制不能适用或精度不足时，机构的工作性能会大幅下降。同时，上述的刚体踝关节机构无法对机器人所需的运动形式进行相应的刚度调整，存在诸多局限。
3、综上所述，目前的问题在于：
4、现有的步行机器人，其踝关节难以产生对环境的顺应性，行走过程中易产生刚性冲击对结构造成损伤，也难以调整刚度以适应不同地形。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种柔性踝关节机构和步行机器人，柔性踝关节机构具有较好被动顺应性，从而使得步行机器人能够适应不同的运动需求并减小步行过程中的刚性冲击。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种步行机器人柔性踝关节机构，该柔性踝关节机构包括小腿部件和足部件，所述小腿部件的下端与足部件通过转动副装
4、进一步地，所述直线驱动机构为直线驱动电机或伸缩缸驱动导向滑台机构。
5、一种步行机器人柔性踝关节机构，该柔性踝关节机构包括小腿部件和足部件，所述小腿部件的下端与足部件通过转动副装配在一起；所述柔性踝关节机构还包括两踝部弹力机构，所述两踝部弹力机构分别作为踝后部弹力机构和踝前部弹力机构，每一踝部弹力机构均包括旋转驱动电机、丝杠驱动滑台直线传动机构和弹性板条；对于踝后部弹力机构，丝杠驱动滑台直线传动机构基于小腿部件，旋转驱动电机驱动丝杠驱动滑台直线传动机构的丝杠旋转，弹性板条的一端与丝杠驱动滑台直线传动机构的滑台连接，弹性板条的另一端与足部件的足跟部连接；对于踝前部弹力机构，丝杠驱动滑台直线传动机构基于小腿部件，旋转驱动电机驱动丝杠驱动滑台直线传动机构的丝杠旋转，弹性板条的一端与丝杠驱动滑台直线传动机构的滑台连接，弹性板条的另一端与足部件的足尖部连接。
6、进一步地，对于踝后部弹力机构和踝前部弹力机构，丝杠驱动滑台直线传动机构的滑台移动方向顺着小腿部件的长度方向，丝杠驱动滑台直线传动机构的滑台能够顺着小腿部件的长度方向上下移动。
7、进一步地，对于踝后部弹力机构和踝前部弹力机构，旋转驱动电机设置在丝杠驱动滑台直线传动机构的上方，并且通过安装支架来基于小腿部件安装，旋转驱动电机的旋转输出轴端与丝杠驱动滑台直线传动机构的丝杠装配连接，从而实现所述旋转驱动电机驱动丝杠驱动滑台直线传动机构的丝杠旋转。
8、进一步地，每一踝部弹力机构中所包括弹性板条的数量为两条，两条弹性板条呈镜像对称地布置。
9、进一步地，所述弹性板条为由超弹性材料制成的细长压板。
10、进一步地，所述踝后部弹力机构和踝前部弹力机构的丝杠驱动滑台直线传动机构基于小腿部件中轴对称布置。
11、进一步地，所有的弹性板条均朝向小腿部件的一侧弯曲。
12、一种步行机器人，所述步行机器人采用如上述的柔性踝关节机构。
13、本专利技术的柔性踝关节机构相对现有技术，其主要的有益效果在于：
14、柔性踝关节机构中设置的踝部弹力机构(踝后部弹力机构和踝前部弹力机构)，其在实现踝关节转动的同时，还能够调节柔性踝关节机构整体的刚度，从而能够提升踝关节的被动顺应性，使得柔性踝关节机构和步行机器人能够适应不同的运动需求，并减小步行过程中的刚性冲击。
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1.一种步行机器人柔性踝关节机构，该柔性踝关节机构包括小腿部件(6)和足部件(7)，所述小腿部件(6)的下端与足部件(7)通过转动副装配在一起；
2.根据权利要求1所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：所述直线驱动机构为直线驱动电机或伸缩缸驱动导向滑台机构。
3.一种步行机器人柔性踝关节机构，该柔性踝关节机构包括小腿部件(6)和足部件(7)，所述小腿部件(6)的下端与足部件(7)通过转动副装配在一起；
4.根据权利要求3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：对于踝后部弹力机构(11)和踝前部弹力机构(12)，丝杠驱动滑台直线传动机构(14)的滑台移动方向顺着小腿部件(6)的长度方向，丝杠驱动滑台直线传动机构(14)的滑台(142)能够顺着小腿部件(6)的长度方向上下移动。
5.根据权利要求3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：对于踝后部弹力机构(11)和踝前部弹力机构(12)，旋转驱动电机(13)设置在丝杠驱动滑台直线传动机构(14)的上方，并且通过安装支架来基于小腿部件(6)安装，旋转驱动电机(13)的旋转输出轴端与
6.根据权利要求1或3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：每一踝部弹力机构(1)中所包括弹性板条(15)的数量为两条，两条弹性板条(15)呈镜像对称地布置。
7.根据权利要求1或3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：所述弹性板条(15)为由超弹性材料制成的细长压板。
8.根据权利要求1或3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：所述踝后部弹力机构(11)和踝前部弹力机构(12)的丝杠驱动滑台直线传动机构(14)基于小腿部件(6)中轴对称布置。
9.根据权利要求1或3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：所有的弹性板条(15)均朝向小腿部件(6)的一侧弯曲。
10.一种步行机器人，其特征在于：所述步行机器人采用如权利要求1至9中任一项所述的柔性踝关节机构。
...【技术特征摘要】
1.一种步行机器人柔性踝关节机构，该柔性踝关节机构包括小腿部件(6)和足部件(7)，所述小腿部件(6)的下端与足部件(7)通过转动副装配在一起；
2.根据权利要求1所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：所述直线驱动机构为直线驱动电机或伸缩缸驱动导向滑台机构。
3.一种步行机器人柔性踝关节机构，该柔性踝关节机构包括小腿部件(6)和足部件(7)，所述小腿部件(6)的下端与足部件(7)通过转动副装配在一起；
4.根据权利要求3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：对于踝后部弹力机构(11)和踝前部弹力机构(12)，丝杠驱动滑台直线传动机构(14)的滑台移动方向顺着小腿部件(6)的长度方向，丝杠驱动滑台直线传动机构(14)的滑台(142)能够顺着小腿部件(6)的长度方向上下移动。
5.根据权利要求3所述步行机器人柔性踝关节机构，其特征在于：对于踝后部弹力机构(11)和踝前部弹力机构(12)，旋转驱动电机(13)设置在丝杠驱动滑台直线传动机构(14)的上方，并且通过安装支架来基于小腿...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈根良，唐术杰，陆瑜亮，王衍军，王皓，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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