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仿人机器人自由度串联减振机械足

阅读:150发布:2020-05-12

专利汇可以提供仿人机器人自由度串联减振机械足专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了仿人 机器人 三 自由度 串联 减振机械足,属于 仿人机器人 领域。它包括脚趾、跖骨、跗骨、趾关节、扭转 弹簧 A、跗跖关节、扭转弹簧B、踝关节、扭转弹簧C、跗骨架、脚背面和弓形脚底;弓形脚底装设于跗骨架的下表面上;跖骨装设于跗骨架的中部正前方;扭转弹簧B处于 力 学平衡时,跖骨与跗骨之间的夹 角 为150度;扭转弹簧C处于力学平衡时,小腿骨处于铅垂状态,且与跗骨所成120度夹角;脚趾与跖骨可借助趾关节自由转动;跖骨与跗骨可借助跗跖关节自由转动;小腿骨可绕踝关节相对于跗骨自由转动。本发明是一种结构合理、具有三个运动自由度和减振功能、串联模式的仿人机器人足。,下面是仿人机器人自由度串联减振机械足专利的具体信息内容。

1.仿人机器人自由度串联减振机械足,其特征在于:包括脚趾(1)、跖骨(2)、跗骨(3)、连接所述脚趾(1)与所述跖骨(2)的趾关节(8)和扭转弹簧A(9)、连接所述跖骨(2)与所述跗骨(3)的跗跖关节(10)和扭转弹簧B(11)、连接所述跗骨(3)与小腿骨(4)的踝关节(12)和扭转弹簧C(13)、跗骨架(5)、脚背面(7)和弓形脚底(6);所述跗骨架(5)为刚度大、比重小的合金材料制作;所述脚背面(7)为非金属材料制作的薄板;所述弓形脚底(6)为上凸型金属薄板;所述脚背面(7)装设于所述跗骨架(5)的上表面上,且沿三十度仰斜;所述弓形脚底(6)装设于所述跗骨架(5)的下表面上;所述跖骨(2)装设于所述跗骨架(5)的中部正前方;
所述扭转弹簧A(9)的扭转变形为零时,所述脚趾(1)与所述跖骨(2)在同一直线上;所述扭转弹簧B(11)处于学平衡时,所述跖骨(2)与所述跗骨(3)之间的夹为150度;所述扭转弹簧C(13)处于力学平衡时,所述小腿骨(4)处于铅垂状态,且与所述跗骨(3)所成120度夹角;所述脚趾(1)与所述跖骨(2)可借助所述趾关节(8)自由转动;所述跖骨(2)与所述跗骨(3)可借助所述跗跖关节(10)自由转动;所述小腿骨(4)可绕所述踝关节(12)相对于所述跗骨(3)自由转动。

说明书全文

仿人机器人自由度串联减振机械足

技术领域

[0001] 本发明主要涉及仿人机器人领域,特指一种仿人机器人三自由度串联减振机械足。

背景技术

[0002] 21世纪是机器人的时代,因此研究机器人、尤其是仿人机器人具有重大的意义。仿人机器人与传统机器人不同,它需要更好地模仿人类的复杂运动,因此仿人机器人的机械结构设计变得相当复杂。在仿人机器人结构中,机械足的设计更为重要,它不仅要实现稳定地行走,还有具有一定的减振功能,以适应地面的凸凹不平。现有的机械足运动自由度较少,无法真正的模拟人足行走。因此,设计一种具有较多自由度、可以自适应减振的机械足意义非凡。

发明内容

[0003] 本发明需解决的技术问题是:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种结构合理、具有三个运动自由度和减振功能、串联模式的仿人机器人足。
[0004] 为了解决上述问题,本发明提出的解决方案为:一种仿人机器人三自由度串联减振机械足,它包括脚趾、跖骨、跗骨、连接所述脚趾与所述跖骨的趾关节和扭转弹簧A、连接所述跖骨与所述跗骨的跗跖关节和扭转弹簧B、连接所述跗骨与小腿骨的踝关节和扭转弹簧C、跗骨架、脚背面和弓形脚底。
[0005] 所述跗骨架为刚度大、比重小的合金材料制作;所述脚背面为非金属材料制作的薄板;所述弓形脚底为上凸型金属薄板;所述脚背面装设于所述跗骨架的上表面上,且沿三十度仰斜;所述弓形脚底装设于所述跗骨架的下表面上;所述跖骨装设于所述跗骨架的中部正前方。
[0006] 所述扭转弹簧A的扭转变形为零时,所述脚趾与所述跖骨在同一直线上;所述扭转弹簧B处于学平衡时,所述跖骨与所述跗骨之间的夹为150度;所述扭转弹簧C处于力学平衡时,所述小腿骨处于铅垂状态,且与所述跗骨所成120度夹角。
[0007] 所述脚趾与所述跖骨可借助所述趾关节自由转动;所述跖骨与所述跗骨可借助所述跗跖关节自由转动;所述小腿骨可绕所述踝关节相对于所述跗骨自由转动。
[0008] 本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
[0009] (1)本发明的仿人机器人三自由度串联减振机械足,设有扭转弹簧A、扭转弹簧B和扭转弹簧C,可分别对脚趾、跖骨和跗骨的运动进行减振。
[0010] (2)本发明的仿人机器人三自由度串联减振机械足,还设有趾关节、跗跖关节和踝关节,用于实现机械足的三个运动自由度;由此可知,本发明结构合理、具有三个运动自由度和减振功能,能够很好地模拟人足行走时的运动姿态和减振特性。附图说明
[0011] 图1是本发明的仿人机器人三自由度串联减振机械足的结构原理图。
[0012] 图中,1—脚趾;2—跖骨;3—跗骨;4—小腿骨;5—跖骨架;6—弓形脚底;7—脚背面;8—趾关节;9—扭转弹簧A;10—跗跖关节;11—扭转弹簧B;12—踝关节;13—扭转弹簧C。

具体实施方式

[0013] 以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0014] 参见图1所示,本发明的仿人机器人三自由度串联减振机械足,包括脚趾1、跖骨2、跗骨3、连接脚趾1与跖骨2的趾关节8和扭转弹簧A9、连接跖骨2与跗骨3的跗跖关节10和扭转弹簧B11、连接跗骨3与小腿骨4的踝关节12和扭转弹簧C13、跗骨架5、脚背面7和弓形脚底6;跗骨架5为刚度大、比重小的合金材料制作;脚背面7为非金属材料制作的薄板;弓形脚底
6为上凸型金属薄板。
[0015] 参见图1所示,脚背面7装设于跗骨架5的上表面上,且沿三十度仰斜;弓形脚底6装设于跗骨架5的下表面上;跖骨2装设于跗骨架5的中部正前方。
[0016] 参见图1所示,扭转弹簧A9的扭转变形为零时,脚趾1与跖骨2在同一直线上;扭转弹簧B11处于力学平衡时,跖骨2与跗骨3之间的夹角为150度;扭转弹簧C13处于力学平衡时,小腿骨4处于铅垂状态,且与跗骨3所成120度夹角;脚趾1与跖骨2可借助趾关节8自由转动;跖骨2与跗骨3可借助跗跖关节10自由转动;小腿骨4可绕踝关节12相对于跗骨3自由转动。
[0017] 工作原理:脚趾1可绕装设于跖骨2上的趾关节8自由转动,实现运动的第一自由度,行走过程中遇到的振动能量可被扭转弹簧A9吸收;跖骨2可绕装设于跗骨3上的跗跖关节10自由转动,实现运动的第二自由度,行走过程中遇到的振动能量可被扭转弹簧B11吸收;跗骨3可绕装设于小腿骨4上的踝关节12自由转动,实现运动的第三自由度,二者之间的振动能量可被扭转弹簧C吸收掉。
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