[實(shí)用新型]一種仿生機(jī)械足

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721493761.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN207374536U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李賢;邢真銘;張慧;劉徽;李國玉;韓佃雷;張銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/028
• 分類號(hào): B62D57/028
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

一種仿生機(jī)械足，由支撐底座和數(shù)個(gè)機(jī)械趾骨組成，在使用及加載時(shí)，機(jī)械趾骨下段末端的橡膠滾輪最先與地面接觸，起到減震效果，之后機(jī)械趾骨下段向四周打開，底蓋觸地，繼續(xù)加載后底蓋上連接的壓縮彈簧將受到向上的支撐力而產(chǎn)生形變，從而達(dá)到緩沖蓄能的效果，同時(shí)增大整個(gè)機(jī)械足的接觸面積，確保穩(wěn)定性，此時(shí)為機(jī)械足在一般粗糙路面上行走的狀態(tài)，若越過臨界點(diǎn)(連桿水平時(shí))繼續(xù)加載，連桿向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)拉簧產(chǎn)生拉力從而帶動(dòng)機(jī)械趾骨下段進(jìn)行向底蓋中心回收的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)通過多石路面時(shí)的包絡(luò)效果，本實(shí)用新型操作簡單，使用方便，具有生物剛性的支撐結(jié)構(gòu)和柔性的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)，使其在一般路面及多石路面都可正常工作，具有較好的通過性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及工程仿生技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種仿生機(jī)械足。

背景技術(shù)

目前仿生機(jī)械足多針對(duì)于某一特殊的路面進(jìn)行高通過性的研究設(shè)計(jì)，適用范圍小，而且多數(shù)的仿生機(jī)械足采用剛性設(shè)計(jì)，在機(jī)械運(yùn)行過程中，機(jī)器人的足端接觸到非彈性硬質(zhì)地面所產(chǎn)生的沖擊力大，較大的沖擊力會(huì)對(duì)機(jī)身的穩(wěn)定性、固件的安全性等產(chǎn)生較為不利的影響，因此需要機(jī)器人的腿部和足端有一定的柔性。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要解決上述目前仿生機(jī)械足多針對(duì)于某一特殊的路面進(jìn)行高通過性的研究設(shè)計(jì)，適用范圍小，而且多數(shù)的仿生機(jī)械足采用剛性設(shè)計(jì)，在機(jī)械運(yùn)行過程中，機(jī)器人的足端接觸到非彈性硬質(zhì)地面所產(chǎn)生的沖擊力大，較大的沖擊力會(huì)對(duì)機(jī)身的穩(wěn)定性、固件的安全性等產(chǎn)生較為不利的影響等問題，而提供的一種仿生機(jī)械足。

一種仿生機(jī)械足，由支撐底座和數(shù)個(gè)機(jī)械趾骨組成，數(shù)個(gè)機(jī)械趾骨設(shè)置在支撐底座上且以支撐底座為軸呈對(duì)稱分布，數(shù)個(gè)機(jī)械趾骨結(jié)構(gòu)尺寸相同；

支撐底座包括頂蓋、底蓋、壓縮彈簧、數(shù)個(gè)連桿、數(shù)個(gè)拉簧和填充橡膠，頂蓋與底蓋直徑相同，頂蓋與底蓋中間通過壓縮彈簧連接，頂蓋設(shè)置在壓縮彈簧上方，底蓋設(shè)置在壓縮彈簧下方，連桿的兩端分別與底蓋和機(jī)械趾骨鉸接，填充橡膠附著在底蓋的底端；

頂蓋具有數(shù)個(gè)第一鉸接孔，底蓋具有數(shù)個(gè)第二鉸接孔，連桿具有數(shù)個(gè)第三鉸接鏈和數(shù)個(gè)橫梁，第三鉸接鏈分別分布在連桿的兩端，其中一端鉸接在第二鉸接孔中；

機(jī)械趾骨包括機(jī)械趾骨上段和機(jī)械趾骨下段，機(jī)械趾骨上段和機(jī)械趾骨下段通過鉸接的方式連接；

機(jī)械趾骨上段具有第一鉸接鏈、第三鉸接孔和第四鉸接孔，第一鉸接鏈和第三鉸接孔分別分布在機(jī)械趾骨上段的兩端，第四鉸接孔與第三鉸接孔垂直且與第三鉸接鏈的其中一端鉸接；

機(jī)械趾骨下段具有第二鉸接鏈、第一開槽、第二開槽和數(shù)個(gè)橡膠滾輪；

第一鉸接鏈鉸接在第一鉸接孔中，拉簧的一端鉤掛在橫梁上，拉簧另一端鉤掛在第二開槽上，橡膠滾輪設(shè)置在第一開槽內(nèi)；

所述機(jī)械趾骨下段末端設(shè)計(jì)為水平短板狀結(jié)構(gòu)；

所述頂蓋和底蓋為環(huán)狀鋼材料；

所述壓縮彈簧和拉簧為硅錳彈簧鋼材料；

所述橡膠滾輪和填充橡膠為天然橡膠；

所述壓縮彈簧原長L＝(1.1～1.2)S，S為頂蓋、底蓋的直徑，如果機(jī)械趾骨上段長度為a，機(jī)械趾骨下段長度為b，連桿長度為c，則b＝1.2～1.4a，b＝1.1～1.2c；

拉簧一端連接點(diǎn)位于機(jī)械趾骨下段底端往上的1/5～2/5處，拉簧的另一端連接點(diǎn)位于連桿外端往內(nèi)的1/4～1/2處；

壓縮彈簧的強(qiáng)度保證裝配之后在未觸地狀態(tài)下的底蓋距離地面大于20mm以上，假設(shè)壓縮彈簧的勁度系數(shù)為K1，拉簧的勁度系數(shù)為K2，則K2≈0.2K1。

本實(shí)用新型的工作原理和過程：