仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及仿人機器人領(lǐng)域，特指一種仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，仿人機器人逐漸成為機器人研究領(lǐng)域的一大熱點，這類機器人市場前景廣闊。由于人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要實現(xiàn)真正的仿人機器人具有相當(dāng)大的難度，尤其是機械足的研究更為重要，這是因為仿人機器人在行走過程中，當(dāng)足部與地面接觸時，會產(chǎn)生相應(yīng)的運動，容易導(dǎo)致機器人失去平衡?，F(xiàn)有的機械足雖然具有一定的穩(wěn)定性，但是由于采用的是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，動態(tài)響應(yīng)頻率較低，難以實現(xiàn)真正的人足模仿。因此，設(shè)計一種并聯(lián)模式動態(tài)響應(yīng)較快的機械足具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理、具有兩個自由度和高頻動態(tài)響應(yīng)特性、并聯(lián)模式的仿人機器人足。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的解決方案為:一種仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足，它包括跖骨、主動軸、踝關(guān)節(jié)軸、裝設(shè)于所述踝關(guān)節(jié)軸上的齒輪B、裝設(shè)于所述主動軸上的齒輪A、腳趾軸、裝設(shè)于所述腳趾軸上的并聯(lián)腳趾、趾關(guān)節(jié)電機和踝關(guān)節(jié)電機。
[0005]所述跖骨包括相互平行裝設(shè)的跖骨A和跖骨B;所述主動軸平行于所述踝關(guān)節(jié)軸，二者均裝設(shè)于所述跖骨A、所述跖骨B之間；所述踝關(guān)節(jié)軸上裝設(shè)有小腿桿。
[0006]所述踝關(guān)節(jié)電機裝設(shè)于所述跖骨B上，其輸出軸與所述踝關(guān)節(jié)軸的一端相連，所述趾關(guān)節(jié)電機裝設(shè)于所述跖骨B上，其輸出軸與所述腳趾軸的一端相連。
[0007]所述并聯(lián)腳趾包括依次裝設(shè)于所述腳趾軸上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾;所述腳趾軸的兩端分別通過兩軸承裝設(shè)于所述跖骨A、所述跖骨B上;所述齒輪A的半徑大于所述齒輪B半徑的三倍。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0009](I)本發(fā)明的仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足，設(shè)有趾關(guān)節(jié)電機和踝關(guān)節(jié)電機，分別實現(xiàn)腳趾和小腿桿的轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單。
[0010](2)本發(fā)明的仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足，還設(shè)有齒輪A和齒輪B，且齒輪A的半徑大于三倍的齒輪B的半徑，從而實現(xiàn)增速轉(zhuǎn)動；由此可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、具有兩個自由度和高頻動態(tài)響應(yīng)特性，能夠模擬人足的基本運動姿態(tài)。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0012]圖中，I—小腿桿;2—妬骨A;3—妬骨B;4—腳祉軸;51—二姆I?止;52—四姆I?止；53—小拇祉;54一二拇祉；55一大拇祉；6一主動軸;60—齒輪A; 7—踝關(guān)節(jié)軸;70—齒輪B; 8—軸承;9 一I?止關(guān)節(jié)電機;10 一踩關(guān)節(jié)電機。
【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]參見圖1所示，本發(fā)明的仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足，包括跖骨、主動軸
6、踝關(guān)節(jié)軸7、裝設(shè)于踝關(guān)節(jié)軸7上的齒輪B70、裝設(shè)于主動軸6上的齒輪A60、腳趾軸4、裝設(shè)于腳趾軸4上的并聯(lián)腳趾、趾關(guān)節(jié)電機9和踝關(guān)節(jié)電機10。
[0015]參見圖1所示，跖骨包括相互平行裝設(shè)的跖骨A2和跖骨B3;主動軸6平行于踝關(guān)節(jié)軸7，二者均裝設(shè)于跖骨A2、跖骨B3之間；踝關(guān)節(jié)軸7上裝設(shè)有小腿桿I;踝關(guān)節(jié)電機10裝設(shè)于跖骨B3上，其輸出軸與踝關(guān)節(jié)軸7的一端相連，趾關(guān)節(jié)電機9裝設(shè)于跖骨B3上，其輸出軸與腳趾軸4的一端相連;并聯(lián)腳趾包括依次裝設(shè)于腳趾軸4上的大拇趾55、二拇趾54、三拇趾51、四拇趾52和小拇趾53;腳趾軸4的兩端分別通過兩軸承8裝設(shè)于跖骨A2、跖骨B3上；齒輪A60的半徑大于齒輪B70半徑的三倍;踝關(guān)節(jié)電機10的低速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾⊥葪UI繞踝關(guān)節(jié)軸7的高速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了運動的高頻特性。
[0016]工作原理:踝關(guān)節(jié)電機10帶動裝設(shè)于主動軸6上的齒輪A60轉(zhuǎn)動，齒輪B70通過與齒輪A60相嚙合，帶動踝關(guān)節(jié)軸7和小腿桿I同步轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)跖骨A和跖骨B同步繞踝關(guān)節(jié)軸7的轉(zhuǎn)動;祉關(guān)節(jié)電機9帶動腳祉軸4轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動裝設(shè)于腳祉軸4上的五根腳祉同步轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)五根腳趾繞腳趾軸4的同步轉(zhuǎn)動。
【主權(quán)項】
1.仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足，其特征在于:包括跖骨、主動軸(6)、踝關(guān)節(jié)軸(7)、裝設(shè)于所述踝關(guān)節(jié)軸(7)上的齒輪B(70)、裝設(shè)于所述主動軸(6)上的齒輪A(60)、腳趾軸(4)、裝設(shè)于所述腳趾軸(4)上的并聯(lián)腳趾、趾關(guān)節(jié)電機(9)和踝關(guān)節(jié)電機(10);所述跖骨包括相互平行裝設(shè)的跖骨A(2)和跖骨B(3);所述主動軸(6)平行于所述踝關(guān)節(jié)軸(7)，二者均裝設(shè)于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)之間；所述踝關(guān)節(jié)軸(7)上裝設(shè)有小腿桿(I);所述踝關(guān)節(jié)電機(10)裝設(shè)于所述跖骨B(3)上，其輸出軸與所述踝關(guān)節(jié)軸(7)的一端相連，所述趾關(guān)節(jié)電機(9)裝設(shè)于所述跖骨B(3)上，其輸出軸與所述腳趾軸(4)的一端相連;所述并聯(lián)腳趾包括依次裝設(shè)于所述腳趾軸(4)上的大拇趾(55)、二拇趾(54)、三拇趾(51)、四拇趾(52)和小拇趾(53);所述腳趾軸(4)的兩端分別通過兩軸承(8)裝設(shè)于所述跖骨A(2)、所述跖骨B(3)上;所述齒輪A( 60)的半徑大于所述齒輪B (70)半徑的三倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了仿人機器人兩自由度并聯(lián)高頻機械足，屬于仿人機器人領(lǐng)域。它包括跖骨、主動軸、踝關(guān)節(jié)軸、裝設(shè)于踝關(guān)節(jié)軸上的齒輪B、裝設(shè)于主動軸上的齒輪A、腳趾軸、裝設(shè)于腳趾軸上的并聯(lián)腳趾、趾關(guān)節(jié)電機和踝關(guān)節(jié)電機；跖骨包括相互平行裝設(shè)的跖骨A和跖骨B；踝關(guān)節(jié)軸上裝設(shè)有小腿桿；踝關(guān)節(jié)電機裝設(shè)于跖骨B上，其輸出軸與踝關(guān)節(jié)軸的一端相連，趾關(guān)節(jié)電機裝設(shè)于跖骨B上，其輸出軸與腳趾軸的一端相連；并聯(lián)腳趾包括依次裝設(shè)于腳趾軸上的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)合理、具有兩個自由度和高頻動態(tài)響應(yīng)特性、并聯(lián)模式的仿人機器人足。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN105620574
【申請?zhí)枴緾N201510953952
【發(fā)明人】班書昊, 蔣學(xué)東, 李曉艷, 何云松, 席仁強, 徐然
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月17日