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

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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)。
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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

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