仿人机器人两自由度混联减振机械足的制作方法
【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混联减振机械足。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，仿人机器人的研究受到普遍的关注，并成为智能机器人领域中最为活跃的热点之一。在仿人机器人的结构设计中，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。因此，设计一种结构简单、具有减振功能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简单、具有两个运动自由度和减振功能、混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混联减振机械足，它包括跗骨板、装设于所述跗骨板上的踝轴和趾轴、装设于所述趾轴上的并联脚趾、连接所述跗骨板与机械小腿的小腿弹簧、连接所述并联脚趾与所述跗骨板的脚趾弹簧、驱动趾轴转动的趾关节动力装置、驱动踝轴转动的踝关节动力装置。
[0005]所述踝轴可在所述跗骨板上自由转动，所述趾轴可在所述跗骨板上自由转动；所述并联脚趾包括装设于所述趾轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。
[0006]所述趾关节动力装置包括第二电机架、装设于所述第二电机架上的第二电机、装设于所述趾轴上的趾轴蜗轮、装设于所述跗骨板上的第二蜗杆架A和第二蜗杆架B、与所述趾轴蜗轮相啮合传动的第二蜗杆;所述第二电机架装设于所述第二蜗杆架A上，所述第二电机的输出轴与所述第二蜗杆的一端相连;所述第二蜗杆的两端分别通过两轴承装设于所述第二蜗杆架A、第二蜗杆架B上。
[0007]所述踝关节动力装置包括装设于所述踝轴上的踝轴蜗轮，装设于所述跗骨板上的第一蜗杆架A和第一蜗杆架B，装设于所述第一蜗杆架A上的第一电机架，装设于所述第一电机架上的第一电机，两端分别通过两轴承装设于所述第一蜗杆架A与第一蜗杆架B上的第一蜗杆;所述第一电机的输出轴与所述第一蜗杆的一端相连。
[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混联减振机械足，设有脚趾弹簧和小腿弹簧，能够有效吸收并联脚趾、跗骨板和机械小腿之间的振动能量。
[0010](2)本发明的仿人机器人两自由度混联减振机械足，还设有驱动趾轴转动的趾关节动力装置、驱动踝轴转动的踝关节动力装置，第一电机和第二电机分别取得趾轴和踝轴的转动，从而有效模仿人足的运动姿态。由此可知，本发明结构简单、具有两个运动自由度和减振功能、且实现了人足行走时的姿态模仿。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的仿人机器人两自由度混联减振机械足的结构原理图。
[0012]图2是本发明的并联脚趾结构原理图。
[0013]图中，丨一机械小腿；10一踝轴；20一第一电机;21一第一电机架;22 一第一蜗杆架A； 23 一第一蜗杆架B ； 24 一第一蜗杆;25 一踩轴蜗轮;3 一并联脚祉；30 一祉轴；31—大姆I?止；32一二姆祉；33一二姆祉；34一四姆祉；35一小姆祉；40一第二电机;41一第二电机架;42一第二蜗杆架A ； 43一第二蜗杆架B ； 44一第二蜗杆;45一祉轴蜗轮;5一附骨板;6一小腿弹簧；7—脚趾弹簧;8—轴承。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]参见图1和图2所示，本发明的仿人机器人两自由度混联减振机械足，包括跗骨板
5、装设于跗骨板5上的踝轴10和趾轴30、装设于趾轴30上的并联脚趾3、连接跗骨板5与机械小腿I的小腿弹簧6、连接并联脚趾3与跗骨板5的脚趾弹簧7、驱动趾轴30转动的趾关节动力装置、驱动踝轴10转动的踝关节动力装置。
[0016]参见图1和图2所示，踝轴10可在跗骨板5上自由转动，趾轴30可在跗骨板5上自由转动;并联脚趾3包括装设于趾轴30上的大拇趾31、二拇趾32、三拇趾33、四拇趾34和小拇趾35ο
[0017]参见图1和图2所示，趾关节动力装置包括第二电机架41、装设于第二电机架41上的第二电机40、装设于趾轴10上的趾轴蜗轮45、装设于跗骨板5上的第二蜗杆架Α42和第二蜗杆架Β43、与趾轴蜗轮45相啮合传动的第二蜗杆44;第二电机架41装设于第二蜗杆架Α42上，第二电机40的输出轴与第二蜗杆44的一端相连;第二蜗杆44的两端分别通过两轴承8装设于第二蜗杆架Α42、第二蜗杆架Β43上。
[0018]参见图1和图2所示，踝关节动力装置包括装设于踝轴10上的踝轴蜗轮25，装设于跗骨板5上的第一蜗杆架Α22和第一蜗杆架Β23，装设于第一蜗杆架Α22上的第一电机架21，装设于第一电机架21上的第一电机20，两端分别通过两轴承8装设于第一蜗杆架Α22与第一蜗杆架Β23上的第一蜗杆24;第一电机20的输出轴与第一蜗杆24的一端相连。
[0019]工作原理:第二电机40带动第二蜗杆44转动，进而带动趾轴蜗轮45、趾轴30和装设于趾轴30上的并联脚趾3的转动;第一电机20带动第一蜗杆24转动，进而带动趾轴蜗轮25和机械小腿I的同步转动;并联脚趾3在转动过程中，如果遇到外界的振动能量，则被脚趾弹簧7的弹性变形所吸收;机械小腿I在转动过程中，外界的振动能量被小腿弹簧6的弹性变形所吸收。
【主权项】
1.仿人机器人两自由度混联减振机械足，其特征在于:包括跗骨板(5)、装设于所述跗骨板(5)上的踝轴(10)和趾轴(30)、装设于所述趾轴(30)上的并联脚趾(3)、连接所述跗骨板(5)与机械小腿(I)的小腿弹簧(6)、连接所述并联脚趾(3)与所述跗骨板(5)的脚趾弹簧(7)、驱动趾轴(30)转动的趾关节动力装置、驱动踝轴(10)转动的踝关节动力装置;所述踝轴(10)可在所述跗骨板(5)上自由转动，所述趾轴(30)可在所述跗骨板(5)上自由转动;所述并联脚趾(3)包括装设于所述趾轴(30)上的大拇趾(31)、二拇趾(32)、三拇趾(33)、四拇趾(34)和小拇趾(35);所述趾关节动力装置包括第二电机架(41)、装设于所述第二电机架(41)上的第二电机(40)、装设于所述趾轴(10)上的趾轴蜗轮(45)、装设于所述跗骨板(5)上的第二蜗杆架A(42)和第二蜗杆架B(43)、与所述趾轴蜗轮(45)相啮合传动的第二蜗杆(44);所述第二电机架(41)装设于所述第二蜗杆架A(42)上，所述第二电机(40)的输出轴与所述第二蜗杆(44)的一端相连;所述第二蜗杆(44)的两端分别通过两轴承(8)装设于所述第二蜗杆架A(42)、第二蜗杆架B(43)上;所述踝关节动力装置包括装设于所述踝轴(10)上的踝轴蜗轮(25)，装设于所述跗骨板(5)上的第一蜗杆架A(22)和第一蜗杆架B(23)，装设于所述第一蜗杆架A(22)上的第一电机架(21)，装设于所述第一电机架(21)上的第一电机(20)，两端分别通过两轴承(8)装设于所述第一蜗杆架A(22)与第一蜗杆架B(23)上的第一蜗杆(24);所述第一电机(20)的输出轴与所述第一蜗杆(24)的一端相连。
【专利摘要】本发明公开了仿人机器人两自由度混联减振机械足，属于仿人机器人领域。它包括跗骨板、踝轴、趾轴、并联脚趾、小腿弹簧、脚趾弹簧、趾关节动力装置和踝关节动力装置；踝轴可在跗骨板上自由转动，趾轴可在跗骨板上自由转动；并联脚趾包括装设于趾轴上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾；趾关节动力装置包括第二电机架、第二电机、趾轴蜗轮、第二蜗杆架A、第二蜗杆架B和第二蜗杆；踝关节动力装置包括踝轴蜗轮、第一蜗杆架A、第一蜗杆架B、第一电机架、第一电机和第一蜗杆。本发明是一种结构简单、具有两个运动自由度和减振功能、混联模式的仿人机器足。
【IPC分类】B62D57/032
【公开号】CN105584554
【申请号】CN201510954270
【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5月18日
【申请日】2015年12月17日