[發明專利]混聯高頻仿人三自由度機械足

在審

• 申請號: 201610095117.1
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105620581A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 李曉艷;班書昊;蔣學東;何云松;席仁強;徐然
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明主要涉及仿人機器人領域，特指一種混聯高頻仿人三自由度機械足。

背景技術

機器人的研究，尤其是仿人機器人的研究已經成為智能機器人領域中最為活躍 的熱點之一。為了更好地模擬人類的各類動作，仿人機器人必須具有較多自由度的機械足， 以實現機器人行走時的細微模擬?，F有的仿人機器足結構簡單，自由度較少，難以真正模擬 人足；同時由于現有的機械足行走速度較慢，無法模擬人類的快速行走。因此，設計一種多 自由度、快速行走的仿人機械足具有十分重要的意義。

發明內容

本發明需解決的技術問題是：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種 結構簡單、具有高頻運動響應特征、三自由度混聯模式的仿人機器人足。

為了解決上述問題，本發明提出的解決方案為：一種混聯高頻仿人三自由度機 械足，它包括機械小腿、踝動力裝置、跗骨板、跗動力裝置、跖骨板、跖動力裝置和并聯腳 趾。

所述機械小腿裝設于踝齒輪軸上；所述踝動力裝置包括裝設于所述跗骨板上的 踝動力軸、裝設于所述踝動力軸上的踝主動輪、平行于所述踝動力軸裝設于所述跗骨板上的 所述踝齒輪軸、裝設于U型架A上的電機A；所述電機A的輸出軸與所述踝動力軸的一端相 連；所述踝齒輪軸與所述踝主動輪相嚙合傳動。

所述跗動力裝置包括跗骨齒輪軸、平行于所述跗骨齒輪軸裝設于所述跗骨板上 的跗動力軸、裝設于所述跗動力軸上的跗骨主動輪、裝設于U型架B上的電機B；所述電機 B的輸出軸與所述跗動力軸的一端相連；所述跗骨齒輪軸與所述跗骨主動輪相嚙合傳動；所 述跖骨板與所述跗骨齒輪軸相固定，所述跗骨齒輪軸可相對于所述跗骨板自由轉動。

所述跖動力裝置包括通過軸承裝設于所述跖骨板上的趾動力軸、裝設于所述趾 動力軸上的跖骨主動輪、與所述跖骨主動輪相嚙合的跖齒輪軸、裝設于U型架C上的電機C； 所述電機C的輸出軸與所述趾動力軸的一端相連；所述跖齒輪軸上裝設有所述并聯腳趾；所 述并聯腳趾包括大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

(1)本發明的混聯高頻仿人三自由度機械足，設有踝動力裝置、跗動力裝置和 跖動力裝置，實現了跗骨板、并聯腳趾、跖骨板以及機械小腿之間的三個自由度的相對運動， 有效模仿了人足的運動細節。

(2)本發明的混聯高頻仿人三自由度機械足，還設有多個主動輪和齒輪軸，通 過齒輪傳遞，實現了增速高頻運動特性。由此可知，本發明結構簡單、具有高頻運動響應特 征和三個運動自由度，實現了人足的運動姿態有效模仿。

附圖說明

圖1是本發明的混聯高頻仿人三自由度機械足的結構示意圖。

圖2是本發明的混聯高頻仿人三自由度機械足的結構剖視圖。

圖中，1—機械小腿；10—踝齒輪軸；11—踝動力軸；12—踝主動輪；13—U型 架A；14—電機A；2—跗骨板；20—跗骨齒輪軸；21—跗動力軸；22—跗骨主動輪；23—U 型架B；24—電機B；3—跖骨板；30—跖齒輪軸；31—跖動力軸；32—跖骨主動輪；33—U 型架C；34—電機C；4—并聯腳趾；41—大拇趾；42—二拇趾；43—三拇趾；44—四拇趾； 45—小拇趾。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

結合圖1和圖2，本發明的混聯高頻仿人三自由度機械足，包括機械小腿1、踝 動力裝置、跗骨板2、跗動力裝置、跖骨板3、跖動力裝置和并聯腳趾4；機械小腿1裝設于 踝齒輪軸10上。

結合圖1和圖2，踝動力裝置包括裝設于跗骨板2上的踝動力軸11、裝設于踝動 力軸11上的踝主動輪12、平行于踝動力軸11裝設于跗骨板2上的踝齒輪軸10、裝設于U 型架A13上的電機A14；電機A14的輸出軸與踝動力軸11的一端相連；踝齒輪軸10與踝主 動輪12相嚙合傳動。

結合圖1和圖2，跗動力裝置包括跗骨齒輪軸20、平行于跗骨齒輪軸20裝設于 跗骨板2上的跗動力軸21、裝設于跗動力軸21上的跗骨主動輪22、裝設于U型架B23上的 電機B24；電機B24的輸出軸與跗動力軸21的一端相連；跗骨齒輪軸20與跗骨主動輪22 相嚙合傳動；跖骨板3與跗骨齒輪軸20相固定，跗骨齒輪軸20可相對于跗骨板2自由轉動。