[發明專利]仿人機器人四自由度混聯低頻機械足

有效

• 申請號: 201610095119.0
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105667629B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 李曉艷;班書昊;蔣學東;何云松;席仁強;譚鄒卿
• 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，特指一種仿人機器人四自由度混聯低頻機械足。

背景技術

從仿生學角度而言，研究仿人機器人意義重大。仿人機器人結構一般包括機械頭、機械手、機械足和軀干，其中機械足的運動自由度的數量決定著擬人動作的模仿程度?，F有技術的機械足運動自由度較少，無法模擬出人足行走時的細微動作，進而使得行走時的穩定性有所降低。因此，設計一種具有四個運動自由度的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合理、具有四個運動自由度和低頻運動性能、高度仿人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：一種仿人機器人四自由度混聯低頻機械足，它包括U型跗骨架、踝關節軸A、裝設于所述踝關節軸A上的小腿旋轉動力裝置、裝設于所述U型跗骨架左端的轉軸、裝設于所述U型跗骨架右端的低頻動力裝置B、跖骨板、裝設于所述跖骨板上的低頻動力裝置A和步進電機A、腳趾軸、裝設于所述腳趾軸上的并聯腳趾。

所述并聯腳趾包括依次裝設于所述腳趾軸上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾；所述腳趾軸通過軸承裝設于所述跖骨板上，并與所述步進電機A的輸出軸相連。

所述低頻動力裝置A與所述低頻動力裝置B結構完全相同，均包括蝸桿架B、蝸桿架A、裝設于所述蝸桿架B與所述蝸桿架A之間的蝸桿、裝設于所述蝸桿架B上的U型架、裝設于所述U型架上的步進電機B、與所述蝸桿相嚙合傳動的蝸輪。

所述低頻動力裝置A中的蝸輪裝設于所述轉軸上，所述低頻動力裝置B中的蝸輪裝設于所述踝關節軸A上。

所述小腿旋轉動力裝置包括踝關節軸B、踝電機A、法蘭盤和螺栓；所述踝關節軸A垂直通過所述踝關節軸B，所述踝關節軸B的兩端分別通過軸承裝設于所述法蘭盤和機械小腿上，所述踝電機A裝設于所述法蘭盤上，其輸出軸與所述踝關節軸B的一端相連，所述法蘭盤與所述機械小腿采用四個所述螺栓連接。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

(1)本發明的仿人機器人四自由度混聯低頻機械足，設有低頻動力裝置A和低頻動力裝置B，可以實現對人足慢速行走時的運動姿態進行高度模仿。

(2)本發明的仿人機器人四自由度混聯低頻機械足，設有三個轉動自由度和一個扭轉自由度，可以實現對人足的運動姿態的詳細模仿。由此可知，本發明結構簡單合理、借助四個運動自由度和低頻運動性能實現了人足低速行走時的運動姿態模擬和低頻特性模擬，從而延長了機械足的運動壽命。

附圖說明

圖1是本發明的仿人機器人四自由度混聯低頻機械足的俯視結構原理圖。

圖2是本發明的低頻動力裝置B的結構原理圖。

圖中，1—機械小腿；20—踝關節軸A；21—踝關節軸B；22—螺栓；23—法蘭盤；24—踝電機A；25—蝸輪；26—蝸桿；27—蝸桿架A；28—蝸桿架B；29—U型架；210—步進電機B；3—U型跗骨架；30—轉軸；4—低頻動力裝置A；5—跖骨板；6—步進電機A；60—腳趾軸；71—大拇趾；72—二拇趾；73—三拇趾；74—四拇趾；75—小拇趾；8—低頻動力裝置B。

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。

參見圖1和圖2所示，本發明的仿人機器人四自由度混聯低頻機械足，包括U型跗骨架3、踝關節軸A20、裝設于踝關節軸A20上的小腿旋轉動力裝置、裝設于U型跗骨架3左端的轉軸30、裝設于U型跗骨架3右端的低頻動力裝置B8、跖骨板5、裝設于跖骨板5上的低頻動力裝置A4和步進電機A6、腳趾軸60、裝設于腳趾軸60上的并聯腳趾。

參見圖1和圖2所示，并聯腳趾包括依次裝設于腳趾軸60上的大拇趾71、二拇趾72、三拇趾73、四拇趾74和小拇趾75；腳趾軸60通過軸承裝設于跖骨板5上，并與步進電機A6的輸出軸相連。

參見圖1和圖2所示，低頻動力裝置A4與低頻動力裝置B8結構完全相同，均包括蝸桿架B28、蝸桿架A27、裝設于蝸桿架B28與蝸桿架A27之間的蝸桿26、裝設于蝸桿架B28上的U型架29、裝設于U型架29上的步進電機B210、與蝸桿26相嚙合傳動的蝸輪25。

參見圖1和圖2所示，低頻動力裝置A4中的蝸輪25裝設于轉軸30上，低頻動力裝置B8中的蝸輪裝設于踝關節軸A20上。