仿人机器人两自由度并联高频机械足的制作方法
【技术领域】
[0001]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高频机械足。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，仿人机器人逐渐成为机器人研究领域的一大热点，这类机器人市场前景广阔。由于人体结构复杂，要实现真正的仿人机器人具有相当大的难度，尤其是机械足的研究更为重要，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，容易导致机器人失去平衡。现有的机械足虽然具有一定的稳定性，但是由于采用的是串联结构，动态响应频率较低，难以实现真正的人足模仿。因此，设计一种并联模式动态响应较快的机械足具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0003]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合理、具有两个自由度和高频动态响应特性、并联模式的仿人机器人足。
[0004]为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为:一种仿人机器人两自由度并联高频机械足，它包括跖骨、主动轴、踝关节轴、装设于所述踝关节轴上的齿轮B、装设于所述主动轴上的齿轮A、脚趾轴、装设于所述脚趾轴上的并联脚趾、趾关节电机和踝关节电机。
[0005]所述跖骨包括相互平行装设的跖骨A和跖骨B;所述主动轴平行于所述踝关节轴，二者均装设于所述跖骨A、所述跖骨B之间；所述踝关节轴上装设有小腿杆。
[0006]所述踝关节电机装设于所述跖骨B上，其输出轴与所述踝关节轴的一端相连，所述趾关节电机装设于所述跖骨B上，其输出轴与所述脚趾轴的一端相连。
[0007]所述并联脚趾包括依次装设于所述脚趾轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾;所述脚趾轴的两端分别通过两轴承装设于所述跖骨A、所述跖骨B上;所述齿轮A的半径大于所述齿轮B半径的三倍。
[0008]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0009](I)本发明的仿人机器人两自由度并联高频机械足，设有趾关节电机和踝关节电机，分别实现脚趾和小腿杆的转动，结构简单。
[0010](2)本发明的仿人机器人两自由度并联高频机械足，还设有齿轮A和齿轮B，且齿轮A的半径大于三倍的齿轮B的半径，从而实现增速转动；由此可知，本发明结构合理、具有两个自由度和高频动态响应特性，能够模拟人足的基本运动姿态。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的仿人机器人两自由度并联高频机械足的结构剖视图。
[0012]图中，I—小腿杆;2—妬骨A;3—妬骨B;4—脚祉轴;51—二姆I?止;52—四姆I?止；53—小拇祉;54一二拇祉；55一大拇祉；6一主动轴;60—齿轮A; 7—踝关节轴;70—齿轮B; 8—轴承;9 一I?止关节电机;10 一踩关节电机。
【具体实施方式】
[0013]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。
[0014]参见图1所示，本发明的仿人机器人两自由度并联高频机械足，包括跖骨、主动轴
6、踝关节轴7、装设于踝关节轴7上的齿轮B70、装设于主动轴6上的齿轮A60、脚趾轴4、装设于脚趾轴4上的并联脚趾、趾关节电机9和踝关节电机10。
[0015]参见图1所示，跖骨包括相互平行装设的跖骨A2和跖骨B3;主动轴6平行于踝关节轴7，二者均装设于跖骨A2、跖骨B3之间；踝关节轴7上装设有小腿杆I;踝关节电机10装设于跖骨B3上，其输出轴与踝关节轴7的一端相连，趾关节电机9装设于跖骨B3上，其输出轴与脚趾轴4的一端相连;并联脚趾包括依次装设于脚趾轴4上的大拇趾55、二拇趾54、三拇趾51、四拇趾52和小拇趾53;脚趾轴4的两端分别通过两轴承8装设于跖骨A2、跖骨B3上；齿轮A60的半径大于齿轮B70半径的三倍;踝关节电机10的低速转动转变为小腿杆I绕踝关节轴7的高速转动，实现了运动的高频特性。
[0016]工作原理:踝关节电机10带动装设于主动轴6上的齿轮A60转动，齿轮B70通过与齿轮A60相啮合，带动踝关节轴7和小腿杆I同步转动，实现跖骨A和跖骨B同步绕踝关节轴7的转动;祉关节电机9带动脚祉轴4转动，进而带动装设于脚祉轴4上的五根脚祉同步转动，实现五根脚趾绕脚趾轴4的同步转动。
【主权项】
1.仿人机器人两自由度并联高频机械足，其特征在于:包括跖骨、主动轴(6)、踝关节轴(7)、装设于所述踝关节轴(7)上的齿轮B(70)、装设于所述主动轴(6)上的齿轮A(60)、脚趾轴(4)、装设于所述脚趾轴(4)上的并联脚趾、趾关节电机(9)和踝关节电机(10);所述跖骨包括相互平行装设的跖骨A(2)和跖骨B(3);所述主动轴(6)平行于所述踝关节轴(7)，二者均装设于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)之间；所述踝关节轴(7)上装设有小腿杆(I);所述踝关节电机(10)装设于所述跖骨B(3)上，其输出轴与所述踝关节轴(7)的一端相连，所述趾关节电机(9)装设于所述跖骨B(3)上，其输出轴与所述脚趾轴(4)的一端相连;所述并联脚趾包括依次装设于所述脚趾轴(4)上的大拇趾(55)、二拇趾(54)、三拇趾(51)、四拇趾(52)和小拇趾(53);所述脚趾轴(4)的两端分别通过两轴承(8)装设于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)上;所述齿轮A( 60)的半径大于所述齿轮B (70)半径的三倍。
【专利摘要】本发明公开了仿人机器人两自由度并联高频机械足，属于仿人机器人领域。它包括跖骨、主动轴、踝关节轴、装设于踝关节轴上的齿轮B、装设于主动轴上的齿轮A、脚趾轴、装设于脚趾轴上的并联脚趾、趾关节电机和踝关节电机；跖骨包括相互平行装设的跖骨A和跖骨B；踝关节轴上装设有小腿杆；踝关节电机装设于跖骨B上，其输出轴与踝关节轴的一端相连，趾关节电机装设于跖骨B上，其输出轴与脚趾轴的一端相连；并联脚趾包括依次装设于脚趾轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。本发明是一种结构合理、具有两个自由度和高频动态响应特性、并联模式的仿人机器人足。
【IPC分类】B62D57/032
【公开号】CN105620574
【申请号】CN201510953952
【发明人】班书昊, 蒋学东, 李晓艳, 何云松, 席仁强, 徐然
【申请人】常州大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月17日