CN105730549B - 混联减振仿人三自由度机械足 - Google Patents

混联减振仿人三自由度机械足 Download PDF

Info

Publication number
CN105730549B
CN105730549B CN201610093829.XA CN201610093829A CN105730549B CN 105730549 B CN105730549 B CN 105730549B CN 201610093829 A CN201610093829 A CN 201610093829A CN 105730549 B CN105730549 B CN 105730549B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shank
bar
toe
metatarsal
ankle
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.)
Active
Application number
CN201610093829.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105730549A (zh
Inventor
李晓艳
班书昊
蒋学东
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.)
Shanghai Weihang Equipment Technology 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 CN201610093829.XA priority Critical patent/CN105730549B/zh
Publication of CN105730549A publication Critical patent/CN105730549A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105730549B publication Critical patent/CN105730549B/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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明公开了混联减振仿人三自由度机械足，属于仿人机器人领域。它包括机械小腿、跗骨杆A、跗骨杆B、跗骨杆C、跖骨杆A、跖骨杆B、跖骨杆C、机械脚趾、连接机械小腿与跗骨杆A的小腿弹簧、装设于跗骨杆B上的踝大齿轮、踝电机、踝小齿轮、跗骨大齿轮、跗骨电机、跗骨小齿轮、踝轴、跗骨铰链、跖骨轴、脚趾轴、跗跖弹簧、脚趾弹簧、脚趾大齿轮、脚趾小齿轮和脚趾电机；踝轴与机械小腿相固结，其上装设有踝小齿轮；跖骨轴与跖骨杆A相固结，其上装设有跗骨小齿轮；脚趾轴与机械脚趾相固结，其上装设有脚趾小齿轮。本发明是一种结构简单、具有三个自由度和减振功能、混联模式的仿人机器足。

Description

混联减振仿人三自由度机械足
技术领域
本发明主要涉及仿人机器人领域，特指一种混联减振仿人三自由度机械足。
背景技术
随着人们生活质量的提升，仿人机器人的应用受到普遍的关注。当前，仿人机器人的研究已经成为智能机器人领域中的热点之一。为了更好地仿人动作，仿人机器人需要一个运动自由度较多的机械足，以模拟人在行走过程中足部动作。现有的仿人机械足虽然实现了行走功能，但仍具有一定的缺点：运动自由度少，无法模拟较复杂的人足运动；缺少良好的减振性能，无法适应复杂的地面环境。因此，设计一种具有减振功能、更好模拟人足的机械足意义重大。
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、具有三个自由度和减振功能、混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：一种混联减振仿人三自由度机械足，它包括机械小腿、跗骨杆A、跗骨杆B、跗骨杆C、跖骨杆A、跖骨杆B、跖骨杆C、机械脚趾、连接所述机械小腿与所述跗骨杆A的小腿弹簧、装设于所述跗骨杆B上的踝大齿轮、输出轴与所述踝大齿轮相连的踝电机、与所述踝大齿轮相啮合的踝小齿轮、装设于所述跗骨杆A上的跗骨大齿轮、与所述跗骨大齿轮相连的跗骨电机、与所述跗骨大齿轮相啮合的跗骨小齿轮、踝轴、跗骨铰链、跖骨轴、脚趾轴、连接所述跗骨铰链与所述跖骨杆A的跗跖弹簧、连接所述跖骨杆B与所述机械脚趾的脚趾弹簧、装设于所述跖骨杆A上的脚趾大齿轮、与所述脚趾大齿轮相啮合的脚趾小齿轮、输出轴装设有所述脚趾大齿轮的脚趾电机。
所述跗骨杆A、跗骨杆B、跗骨杆C两两相连；所述跖骨杆A、所述跖骨杆B与所述跖骨杆C两两相连；所述跗骨杆B与所述跗骨杆C通过跗骨铰链相连。
所述踝轴同时连接所述机械小腿、所述跗骨杆A和所述跗骨杆B；所述跖骨轴同时连接所述跗骨杆A、所述跗骨杆C、所述跖骨杆A和所述跖骨杆C；所述脚趾轴连接所述机械脚趾、所述跖骨杆B和所述跖骨杆A；所述小腿弹簧、所述跗跖弹簧和所述脚趾弹簧均为抗拉弹簧。
所述踝轴与所述机械小腿相固结，其上装设有所述踝小齿轮；所述跖骨轴与所述跖骨杆A相固结，其上装设有所述跗骨小齿轮；所述脚趾轴与所述机械脚趾相固结，其上装设有所述脚趾小齿轮。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的混联减振仿人三自由度机械足，设有踝电机、跗骨电机和脚趾电机，通过三对大、小齿轮的啮合传动，实现机械足的三个自由度的相对运动，能够模拟人足运动姿态。
(2)本发明的混联减振仿人三自由度机械足，还设有小腿弹簧、跗跖弹簧和脚趾弹簧，有效吸收行走过程中的振动能量。由此可知，本发明结构简单、具有三个自由度和减振功能，且实现了行走过程中人足运动姿态的模拟和减振特性。
附图说明
图1是本发明的混联减振仿人三自由度机械足的结构原理图。
图中，1—机械小腿；21—跗骨杆A；22—跗骨杆B；23—跗骨杆C；24—踝轴；25—跗骨铰链；31—跖骨杆A；32—跖骨杆B；33—跖骨杆C；34—跖骨铰链；35—跖骨轴；36—脚趾轴；4—机械脚趾；51—踝大齿轮；52—踝电机；53—踝小齿轮；61—跗骨大齿轮；62—跗骨电机；63—跗骨小齿轮；71—脚趾大齿轮；72—脚趾电机；73—脚趾小齿轮；8—小腿弹簧；9—跗跖弹簧；10—脚趾弹簧。
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，本发明的混联减振仿人三自由度机械足，包括机械小腿1、跗骨杆A21、跗骨杆B22、跗骨杆C23、跖骨杆A31、跖骨杆B32、跖骨杆C33、机械脚趾4、连接机械小腿1与跗骨杆A21的小腿弹簧8、装设于跗骨杆B22上的踝大齿轮51、输出轴与踝大齿轮51相连的踝电机52、与踝大齿轮51相啮合的踝小齿轮53、装设于跗骨杆A21上的跗骨大齿轮61、与跗骨大齿轮61相连的跗骨电机62、与跗骨大齿轮61相啮合的跗骨小齿轮63、踝轴24、跗骨铰链25、跖骨轴35、脚趾轴36、连接跗骨铰链25与跖骨杆A31的跗跖弹簧9、连接跖骨杆B32与机械脚趾4的脚趾弹簧10、装设于跖骨杆A31上的脚趾大齿轮71、与脚趾大齿轮71相啮合的脚趾小齿轮73、输出轴装设有脚趾大齿轮71的脚趾电机72。
参见图1所示，跗骨杆A21、跗骨杆B22、跗骨杆C23两两相连；跖骨杆A31、跖骨杆B32与跖骨杆C33两两相连；跗骨杆B22与跗骨杆C23通过跗骨铰链25相连；踝轴24同时连接机械小腿1、跗骨杆A21和跗骨杆B22；跖骨轴35同时连接跗骨杆A21、跗骨杆C23、跖骨杆A31和跖骨杆C33；脚趾轴36连接机械脚趾4、跖骨杆B32和跖骨杆A31。
参见图1所示，小腿弹簧8、跗跖弹簧9和脚趾弹簧10均为抗拉弹簧；踝轴24与机械小腿1相固结，其上装设有踝小齿轮53；跖骨轴35与跖骨杆A31相固结，其上装设有跗骨小齿轮63；脚趾轴36与机械脚趾4相固结，其上装设有脚趾小齿轮73。
工作原理：踝电机52带动踝大齿轮51转动，进而带动踝小齿轮53和机械小腿1同步转动，实现第一运动自由度；跗骨电机62转动，带动跗骨大齿轮61转动，并通过跗骨小齿轮63和跗骨轴35带动跖骨杆运动，实现第二运动自由度；脚趾电机72通过脚趾大齿轮71和脚趾小齿轮73带动机械脚趾4运动，实现第三运动自由度；行走过程中，小腿弹簧8、跗跖弹簧9和脚趾弹簧10能够吸收因地面不平或其它原因产生的振动能量。

Claims (1)

1.混联减振仿人三自由度机械足，其特征在于：包括机械小腿(1)、跗骨杆A(21)、跗骨杆B(22)、跗骨杆C(23)、跖骨杆A(31)、跖骨杆B(32)、跖骨杆C(33)、机械脚趾(4)、连接所述机械小腿(1)与所述跗骨杆A(21)的小腿弹簧(8)、装设于所述跗骨杆B(22)上的踝大齿轮(51)、输出轴与所述踝大齿轮(51)相连的踝电机(52)、与所述踝大齿轮(51)相啮合的踝小齿轮(53)、装设于所述跗骨杆A(21)上的跗骨大齿轮(61)、与所述跗骨大齿轮(61)相连的跗骨电机(62)、与所述跗骨大齿轮(61)相啮合的跗骨小齿轮(63)、踝轴(24)、跗骨铰链(25)、跖骨轴(35)、脚趾轴(36)、连接所述跗骨铰链(25)与所述跖骨杆A(31)的跗跖弹簧(9)、连接所述跖骨杆B(32)与所述机械脚趾(4)的脚趾弹簧(10)、装设于所述跖骨杆A(31)上的脚趾大齿轮(71)、与所述脚趾大齿轮(71)相啮合的脚趾小齿轮(73)、输出轴装设有所述脚趾大齿轮(71)的脚趾电机(72)；所述跗骨杆A(21)、跗骨杆B(22)、跗骨杆C(23)两两相连；所述跖骨杆A(31)、所述跖骨杆B(32)与所述跖骨杆C(33)两两相连；所述跗骨杆B(22)与所述跗骨杆C(23)通过跗骨铰链(25)相连；所述踝轴(24)同时连接所述机械小腿(1)、所述跗骨杆A(21)和所述跗骨杆B(22)；所述跖骨轴(35)同时连接所述跗骨杆A(21)、所述跗骨杆C(23)、所述跖骨杆A(31)和所述跖骨杆C(33)；所述脚趾轴(36)连接所述机械脚趾(4)、所述跖骨杆B(32)和所述跖骨杆A(31)；所述小腿弹簧(8)、所述跗跖弹簧(9)和所述脚趾弹簧(10)均为抗拉弹簧；所述踝轴(24)与所述机械小腿(1)相固结，其上装设有所述踝小齿轮(53)；所述跖骨轴(35)与所述跖骨杆A(31)相固结，其上装设有所述跗骨小齿轮(63)；所述脚趾轴(36)与所述机械脚趾(4)相固结，其上装设有所述脚趾小齿轮(73)。
CN201610093829.XA 2016-02-19 2016-02-19 混联减振仿人三自由度机械足 Active CN105730549B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610093829.XA CN105730549B (zh) 2016-02-19 2016-02-19 混联减振仿人三自由度机械足

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610093829.XA CN105730549B (zh) 2016-02-19 2016-02-19 混联减振仿人三自由度机械足

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105730549A CN105730549A (zh) 2016-07-06
CN105730549B true CN105730549B (zh) 2018-02-02

Family

ID=56245411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610093829.XA Active CN105730549B (zh) 2016-02-19 2016-02-19 混联减振仿人三自由度机械足

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105730549B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110920768B (zh) * 2019-12-20 2021-02-19 浙江大学 一种双足机器人柔性足部结构
CN111516773A (zh) * 2020-04-02 2020-08-11 之江实验室 一种具有多种运动模式的可重构双足机器人

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244729A (zh) * 2008-03-26 2008-08-20 西北工业大学 仿袋鼠腿形跳跃机器人结构
CN203020441U (zh) * 2013-01-17 2013-06-26 常州先进制造技术研究所 一种类人机器人脚
CN103738428A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 天津科技大学 仿人型双足机器人足部结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2911985B2 (ja) * 1990-09-12 1999-06-28 本田技研工業株式会社 脚式移動ロボット及びその歩行制御装置
JP5578556B2 (ja) * 2010-07-08 2014-08-27 独立行政法人産業技術総合研究所 人間型歩行ロボット用脚とその足
JP2015074050A (ja) * 2013-10-09 2015-04-20 和博 松江 ロボット用の足首関節機構

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244729A (zh) * 2008-03-26 2008-08-20 西北工业大学 仿袋鼠腿形跳跃机器人结构
CN203020441U (zh) * 2013-01-17 2013-06-26 常州先进制造技术研究所 一种类人机器人脚
CN103738428A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 天津科技大学 仿人型双足机器人足部结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN105730549A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103264733B (zh) 一种动力储能的单腿机器人原地跳跃机构
CN110588833A (zh) 一种适用于电动足式机器人的高负载三段式腿结构
CN105730549B (zh) 混联减振仿人三自由度机械足
CN107128397A (zh) 机器人腿部脚掌行走装置
CN104306133A (zh) 具有各向同性的踝关节康复并联机构
CN105620578B (zh) 抗冲击四自由度并联仿人机械足
US9366324B2 (en) Actuation system
CN205007211U (zh) 下肢康复训练机器人机械腿的踝关节机构
CN102795274A (zh) 机械关节及仿生机械恐龙的腿部结构
CN105620579B (zh) 仿人机器人四自由度混联抗冲击机械足
CN105752191B (zh) 仿人机器人四自由度混联高频机械足
CN105620581A (zh) 混联高频仿人三自由度机械足
CN105584554B (zh) 仿人机器人两自由度混联减振机械足
CN105730548A (zh) 减振串联四自由度仿人机械足
CN105438309B (zh) 仿人机器人两自由度混联抗冲击机械足
CN105620580B (zh) 仿人机器人三自由度串联高频机械足
CN105539629B (zh) 四自由度并联仿人低频机械足
CN105438311B (zh) 仿人机器人两自由度混联低频机械足
CN105644651B (zh) 四自由度并联仿人高频机械足
CN105584552B (zh) 仿人机器人两自由度并联低频机械足
CN105730547B (zh) 三自由度并联高频仿人机械足
CN105564532B (zh) 混联低频仿人三自由度机械足
CN105691484B (zh) 三自由度并联低频仿人机械足
CN105460101A (zh) 仿人机器人两自由度串联高频机械足
CN105599820A (zh) 仿人机器人两自由度混联高频机械足

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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230626

Address after: 201900 room u103, building 1, 266 luochun Road, Baoshan District, Shanghai

Patentee after: SHANGHAI WEIHANG EQUIPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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

Patentee before: CHANGZHOU University