[發(fā)明專利]一種欠驅(qū)動仿人機械足

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910954234.2
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110696942B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 甘春標(biāo);葉靖;能一鳴;朱小京;袁璐;王小瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 喬占雄

本發(fā)明提供一種欠驅(qū)動仿人機械足，至少包括前腳掌和后腳掌，前腳掌與后腳掌鉸接，在前腳掌兩側(cè)靠近鉸接位置處固定設(shè)有腳掌連接件，腳掌連接件上對應(yīng)鉸接位置的部分設(shè)有弧形限位槽，且后腳掌對應(yīng)弧形限位槽的位置設(shè)有與弧形槽適配的限位凸起，當(dāng)前腳掌與后腳掌平齊時，限位凸起剛好受到弧形限位槽的限制。前腳掌與后腳掌之間還設(shè)有彈性件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，且在限位凸起以及弧形限位槽的共同作用下，能夠模擬人腳趾與后腳掌之間存在的旋轉(zhuǎn)極限位置，使得欠驅(qū)動仿人機械足的模擬效果更佳。且本發(fā)明前腳掌與后腳掌之間的相對運動可由自身結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，不用額外安裝動力源進行對該自由度的控制，實現(xiàn)欠驅(qū)動功能，使得本發(fā)明的使用更加簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械足領(lǐng)域，特別涉及一種欠驅(qū)動仿人機械足。

背景技術(shù)

人在行走過程中，腳掌通常需要完成如下步驟：向前邁出腳，然后由后腳跟或者整個腳底板接觸地面；之后主要受力點逐漸從后腳跟向腳趾部位轉(zhuǎn)移；最終，受力部位轉(zhuǎn)移到腳趾以及跖骨上，此時后腳跟離地而前腳掌以及腳趾抓地受力，直至腳完全抬起再向前邁出一步。

現(xiàn)代機械設(shè)計試驗中，為了使得機器人能夠更好地模擬正常人的行走方式，機器人的腳部設(shè)計也逐漸從平板類的簡單機械腳向仿人型升級，以方便進一步對仿人機器人進行開發(fā)。

現(xiàn)有技術(shù)中已有各類仿人程度較高的機械足，如申請?zhí)枮?CN201610482910.7的中國發(fā)明專利中提供了一種柔性仿人機械足。在這個發(fā)明中，針對于腳掌組件部分，其分別設(shè)計了前腳掌和后腳掌，前腳掌與后腳掌之間通過旋轉(zhuǎn)軸活動連接，且在前腳掌與后腳掌之間設(shè)計有一個扭簧，扭簧的兩端分別固定連接前腳掌和后腳掌，以提供支撐作用。但是這項發(fā)明在鉸接位置處只使用了簡單的結(jié)構(gòu)進行連接，其后腳掌的旋轉(zhuǎn)運動并沒有受到限制，在沒有與前掌相互碰撞的情況下能無限制地旋轉(zhuǎn)。然而實際上，人的前腳掌以及腳趾的可旋轉(zhuǎn)角度是受到骨骼限制的，旋轉(zhuǎn)到一定角度后便不能再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，否則會發(fā)生骨折。因而，上述發(fā)明對腳掌的仿人程度較低，在進行仿人模擬實驗時得到的試驗結(jié)果與實際情況存在較大誤差。

而其他的機械足發(fā)明，其腳掌部位的設(shè)計過于復(fù)雜，尤其是對于前腳掌與后腳掌的連接方式上，部分發(fā)明直接使用彈簧連接，部分發(fā)明又使用連桿結(jié)構(gòu)，彈簧在多次試驗后容易失效，而推桿結(jié)構(gòu)又過于復(fù)雜，制作與使用較為麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)中對于前腳掌與后腳掌的連接位置處的仿人程度不夠，導(dǎo)致方案中的機械足整體的仿人程度有限，難以適應(yīng)特別的研究需要；且現(xiàn)有技術(shù)整體方案較為復(fù)雜，拆裝較為麻煩，不適合作為需要反復(fù)拆裝的試驗?zāi)Ｐ瓦M行試驗。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種欠驅(qū)動仿人機械足，至少包括前腳掌和后腳掌，所述前腳掌和所述后腳掌之間鉸接，還包括：

腳掌連接件，所述腳掌連接件設(shè)置于所述前腳掌和后腳掌的鉸接位置處，所述腳掌連接件朝向內(nèi)側(cè)的表面上對應(yīng)所述前腳掌和后腳掌的鉸接位置處設(shè)有至少一個弧形限位槽；

限位凸起，所述限位凸起固定設(shè)置于所述后腳掌上對應(yīng)所述弧形限位槽的位置，所述限位凸起與所述弧形限位槽活動連接；

所述前腳掌與后腳掌平齊時所述限位凸起與所述弧形限位槽相互限制；所述前腳掌與后腳掌之間固定設(shè)有彈性件。

優(yōu)選的，所述彈性件為扭簧，所述扭簧包括第一簧臂和第二簧臂，所述第一簧臂與所述前腳掌固定連接，所述第二簧臂與所述后腳掌固定連接。

進一步的，所述前腳掌上對應(yīng)所述第一簧臂的位置設(shè)有與第一簧臂適配的第一安裝槽；所述后腳掌上對應(yīng)所述第二簧臂的位置設(shè)有與第二簧臂適配的第二安裝槽。

優(yōu)選的，所述后腳掌的上端面上固定設(shè)有用于安裝動力源的驅(qū)動裝置連接件。