CN105501325A - 仿人机器人两自由度并联减振机械足 - Google Patents

仿人机器人两自由度并联减振机械足 Download PDF

Info

Publication number
CN105501325A
CN105501325A CN201510953302.5A CN201510953302A CN105501325A CN 105501325 A CN105501325 A CN 105501325A CN 201510953302 A CN201510953302 A CN 201510953302A CN 105501325 A CN105501325 A CN 105501325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
toe
metatarsal
spring
tension spring
shock absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510953302.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105501325B (zh
Inventor
班书昊
蒋学东
李晓艳
何云松
席仁强
徐然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yancheng Yanxi Urban Development And Construction Co ltd
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201510953302.5A priority Critical patent/CN105501325B/zh
Publication of CN105501325A publication Critical patent/CN105501325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105501325B publication Critical patent/CN105501325B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid

Abstract

本发明公开了一种仿人机器人两自由度并联减振机械足，属于仿人机器人领域。它包括上跖骨，装设于上跖骨上的踝轴，下跖骨，四根减振导柱，趾关节轴，装设于趾关节轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾，抗拉弹簧A和抗拉弹簧B，连接趾关节轴与下跖骨的脚趾弹簧；小腿杆装设于踝轴上；抗拉弹簧A与抗拉弹簧B对称装设于小腿杆的两侧；四根减振导柱结构相同均包括装设于上跖骨上的万向节，连杆，装设于下跖骨上的套筒，装设于套筒内部的抗压弹簧和滑块；小腿杆的初始状态为铅垂直立，相应的抗拉弹簧A和抗拉弹簧B为零力状态。本发明是一种结构简单、具有两个运动自由度和减振功能、并联模式的仿人机器人足。

Description

仿人机器人两自由度并联减振机械足
技术领域
本发明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减振机械足。
背景技术
随着科技的发展和人类的进步，机器人的研究得到了长足的发展，尤其是仿人机器人的研究受到了普遍的关注。仿人机器人包括机械手、机械足、头部和躯干的设计，其中机械足的设计尤为重要，这是因为仿人机器人在行走过程中，当足部与地面接触时，会产生相应的运动和振动，从而导致机器人失去平衡、甚至结构受损。因此，设计一种自由度较少、能够自动隔振的机械足具有十分重要的意义。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、具有两个运动自由度和减振功能、并联模式的仿人机器人足。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：仿人机器人两自由度并联减振机械足，它包括上跖骨，装设于所述上跖骨上的踝轴，下跖骨，四根减振导柱，趾关节轴，装设于所述趾关节轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾，连接小腿杆与所述上跖骨的抗拉弹簧A和抗拉弹簧B，连接所述趾关节轴与所述下跖骨的脚趾弹簧。
所述小腿杆装设于所述踝轴上；所述抗拉弹簧A与所述抗拉弹簧B对称装设于所述小腿杆的两侧。
所述四根减振导柱结构相同，两端分别装设于所述上跖骨、所述下跖骨上，均包括装设于所述上跖骨上的万向节，连杆，装设于所述下跖骨上的套筒，装设于所述套筒内部的抗压弹簧和滑块；所述连杆的下端与所述滑块相连；所述抗压弹簧的下端与所述下跖骨相连，其上端与所述滑块相连；所述趾关节轴通过两个铰链装设于所述下跖骨的左侧。
所述小腿杆的初始状态为铅垂直立，相应的所述抗拉弹簧A和抗拉弹簧B为零力状态。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的仿人机器人两自由度并联减振机械足，设有踝轴和趾关节轴，具有两个运动自由度，结构简单，能够模仿人足的简单运动姿态。
(2)本发明的仿人机器人两自由度并联减振机械足，还设有抗拉弹簧、脚趾弹簧和四根减振导柱，可以吸收来自地面的振动能量，从而更好地包括脚趾和跖骨；由此可知，本发明结构简单、借助两个运动自由度和减振功能，实现了人足行走的动作模仿。
附图说明
图1是本发明的仿人机器人两自由度并联减振机械足的结构原理示意图。
图中，1—小腿杆；20—踝轴；21—抗拉弹簧A；22—抗拉弹簧B；3—减振导柱；30—万向节；31—连杆；32—滑块；33—套筒；34—抗压弹簧；4—上跖骨；5—下跖骨；6—趾关节轴；60—脚趾弹簧；7—铰链；81—大拇趾；82—二拇趾；83—三拇趾；84—四拇趾；85—小拇趾。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明的仿人机器人两自由度并联减振机械足，包括上跖骨4，装设于上跖骨4上的踝轴20，下跖骨5，四根减振导柱3，趾关节轴6，装设于趾关节轴6上的大拇趾81、二拇趾82、三拇趾83、四拇趾84和小拇趾85，连接小腿杆1与上跖骨4的抗拉弹簧A21和抗拉弹簧B22，连接趾关节轴6与下跖骨5的脚趾弹簧60。
参见图1所示，小腿杆1装设于踝轴20上；抗拉弹簧A21与抗拉弹簧B22对称装设于小腿杆1的两侧；四根减振导柱3结构相同，两端分别装设于上跖骨4、下跖骨5上，均包括装设于上跖骨4上的万向节30，连杆31，装设于下跖骨5上的套筒33，装设于套筒33内部的抗压弹簧34和滑块32；连杆31的下端与滑块32相连；抗压弹簧34的下端与下跖骨5相连，其上端与滑块32相连；趾关节轴6通过两个铰链7装设于下跖骨5的左侧。
参见图1所示，小腿杆1的初始状态为铅垂直立，相应的抗拉弹簧A21和抗拉弹簧B22为零力状态。
工作原理：五根拇趾可同步绕趾关节轴6转动，实现脚趾与下跖骨5的相对转动；小腿杆1可绕踝轴20转动，实现上跖骨4与小腿杆1的相对转动；下跖骨5受到的振动经过减振导柱3中的抗压弹簧34吸收，从而实现了垂直方向上的减振功能；大拇趾81绕趾关节轴6转动时，脚趾弹簧60可以吸收多余的能量，从而保护五根拇趾；抗拉弹簧A与抗拉弹簧B在小腿杆1绕踝轴20转动时，同时保护小腿杆1。

Claims (1)

1.仿人机器人两自由度并联减振机械足，其特征在于：包括上跖骨(4)，装设于所述上跖骨(4)上的踝轴(20)，下跖骨(5)，四根减振导柱(3)，趾关节轴(6)，装设于所述趾关节轴(6)上的大拇趾(81)、二拇趾(82)、三拇趾(83)、四拇趾(84)和小拇趾(85)，连接小腿杆(1)与所述上跖骨(4)的抗拉弹簧A(21)和抗拉弹簧B(22)，连接所述趾关节轴(6)与所述下跖骨(5)的脚趾弹簧(60)；所述小腿杆(1)装设于所述踝轴(20)上；所述抗拉弹簧A(21)与所述抗拉弹簧B(22)对称装设于所述小腿杆(1)的两侧；所述四根减振导柱(3)结构相同，两端分别装设于所述上跖骨(4)、所述下跖骨(5)上，均包括装设于所述上跖骨(4)上的万向节(30)，连杆(31)，装设于所述下跖骨(5)上的套筒(33)，装设于所述套筒(33)内部的抗压弹簧(34)和滑块(32)；所述连杆(31)的下端与所述滑块(32)相连；所述抗压弹簧(34)的下端与所述下跖骨(5)相连，其上端与所述滑块(32)相连；所述趾关节轴(6)通过两个铰链(7)装设于所述下跖骨(5)的左侧；所述小腿杆(1)的初始状态为铅垂直立，相应的所述抗拉弹簧A(21)和抗拉弹簧B(22)为零力状态。
CN201510953302.5A 2015-12-17 2015-12-17 仿人机器人两自由度并联减振机械足 Active CN105501325B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953302.5A CN105501325B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 仿人机器人两自由度并联减振机械足

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953302.5A CN105501325B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 仿人机器人两自由度并联减振机械足

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105501325A true CN105501325A (zh) 2016-04-20
CN105501325B CN105501325B (zh) 2017-08-01

Family

ID=55709741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510953302.5A Active CN105501325B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 仿人机器人两自由度并联减振机械足

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105501325B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108098828A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 常州大学 一种可用于工业机器人的具有减振作用的双自由度颈关节装置
CN108161976A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 常州大学 一种能够左右晃动与前后点头的仿人柔性颈关节
CN108161977A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 常州大学 一种仿生机器人两自由度柔性颈部关节结构

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201231795Y (zh) * 2008-06-23 2009-05-06 孙洪兴 智能机器人推拉车行走装置
CN101428656A (zh) * 2008-12-16 2009-05-13 吉林大学 具有侧向自由度的欠驱动双足机器人多模式欠驱动弹性脚
CN102556199A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 北京航空航天大学 一种仿人机器人多自由度柔性脚板
CN202413981U (zh) * 2012-01-19 2012-09-05 浙江大学 多足步行机器人平底式脚结构
EP2626176A1 (en) * 2006-07-17 2013-08-14 Raytheon Company Contact displacement actuator system
CN103318289A (zh) * 2013-07-04 2013-09-25 北京理工大学 一种腿型结构可变的模块化液压驱动四足机器人
CN103802907A (zh) * 2013-01-17 2014-05-21 常州先进制造技术研究所 类人机器人脚
CN104401419A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 北京工业大学 一种基于气动人工肌肉的新型双足仿人机器人系统
CN204548271U (zh) * 2015-04-30 2015-08-12 高建军 步行机器人足部结构
CN104890756A (zh) * 2015-06-09 2015-09-09 江苏科技大学 一种三维仿人双足步行机器人的机械结构及行走方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2626176A1 (en) * 2006-07-17 2013-08-14 Raytheon Company Contact displacement actuator system
CN201231795Y (zh) * 2008-06-23 2009-05-06 孙洪兴 智能机器人推拉车行走装置
CN101428656A (zh) * 2008-12-16 2009-05-13 吉林大学 具有侧向自由度的欠驱动双足机器人多模式欠驱动弹性脚
CN102556199A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 北京航空航天大学 一种仿人机器人多自由度柔性脚板
CN202413981U (zh) * 2012-01-19 2012-09-05 浙江大学 多足步行机器人平底式脚结构
CN103802907A (zh) * 2013-01-17 2014-05-21 常州先进制造技术研究所 类人机器人脚
CN103318289A (zh) * 2013-07-04 2013-09-25 北京理工大学 一种腿型结构可变的模块化液压驱动四足机器人
CN104401419A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 北京工业大学 一种基于气动人工肌肉的新型双足仿人机器人系统
CN204548271U (zh) * 2015-04-30 2015-08-12 高建军 步行机器人足部结构
CN104890756A (zh) * 2015-06-09 2015-09-09 江苏科技大学 一种三维仿人双足步行机器人的机械结构及行走方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108098828A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 常州大学 一种可用于工业机器人的具有减振作用的双自由度颈关节装置
CN108161976A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 常州大学 一种能够左右晃动与前后点头的仿人柔性颈关节
CN108161977A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 常州大学 一种仿生机器人两自由度柔性颈部关节结构
CN108098828B (zh) * 2017-12-26 2020-10-27 常州大学 一种可用于工业机器人的具有减振作用的双自由度颈关节装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105501325B (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104386157B (zh) 一种具有柔性关节的四足机器人
CN104760054B (zh) 气动人工肌肉驱动的正交三自由度关节
CN106828654B (zh) 一种四足仿生机器人
CN203946189U (zh) 一种用于步行机器人的足部模块
CN103625572B (zh) 带有弹性四杆机构的四足机器人腿
CN204893945U (zh) 仿人类手臂关节的家政机器人
CN103332235B (zh) 一种具有柔性躯干模块化步行机器人
CN104443104A (zh) 轮足式机器人腿结构及具有该腿结构的轮足式机器人
CN104071250A (zh) 一种模块化的十自由度双足步行机器人
CN103610524A (zh) 一种便携储能式外骨骼助力机器人
CN104386158B (zh) 一种基于串联弹性驱动器的四足机器人
CN108248717A (zh) 一种能够操控工具具有末端稳定控制功能的四足机器人
CN204309923U (zh) 轮足式机器人腿结构及具有该腿结构的轮足式机器人
CN105501325A (zh) 仿人机器人两自由度并联减振机械足
CN209454891U (zh) 一种仿人机器人行走装置
CN103991489B (zh) 一种气动人工肌肉驱动的3自由度腿机构
CN103963867B (zh) 仿生机械恐龙
CN105620578A (zh) 抗冲击四自由度并联仿人机械足
Hanazawa et al. Active walking robot mimicking flat-footed passive dynamic walking
CN204932177U (zh) 一种用于缓解疲劳的助力工具
CN103318290A (zh) 类双a字臂悬挂式机器人胯部侧偏减震系统
CN204197099U (zh) 一种基于串联弹性驱动器的四足机器人
CN105730549A (zh) 混联减振仿人三自由度机械足
CN105620579A (zh) 仿人机器人四自由度混联抗冲击机械足
CN107553471A (zh) 含双复合等效球副五自由度并联机器人

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220210

Address after: 213164 407-2-6 room C, Tianan Digital City, 588 Changwu South Road, Wujin high tech Industrial Development Zone, Changzhou, Jiangsu

Patentee after: CHANGZHOU XIAOGUO INFORMATION SERVICES Co.,Ltd.

Address before: Gehu Lake Road Wujin District 213164 Jiangsu city of Changzhou province No. 1

Patentee before: CHANGZHOU University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240403

Address after: Room 601, building 1, Meili neighborhood committee, panhuang sub district office, Yandu District, Yancheng City, Jiangsu Province

Patentee after: Yancheng Yanxi Urban Development and Construction Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 213164 407-2-6 room C, Tianan Digital City, 588 Changwu South Road, Wujin high tech Industrial Development Zone, Changzhou, Jiangsu

Patentee before: CHANGZHOU XIAOGUO INFORMATION SERVICES Co.,Ltd.

Country or region before: China