四自由度并联仿人低频机械足制造技术

本发明专利技术公开了一种四自由度并联仿人低频机械足，属于仿人机器人领域。它包括跗骨架、相互平行装设的跖骨板A和跖骨板B、装设于大齿轮轴B上的脚趾、小齿轮轴B、大齿轮轴A、小齿轮轴A、装设于跖骨板A上的步进电机A和步进电机B、装设于跗骨架上的踝电机B和正交踝关节；踝电机B的输出轴与正交踝轴A的一端相连，步进电机A的输出轴与小齿轮轴A的一端相连，步进电机B的输出轴与小齿轮轴B的一端相连；正交踝关节包括相互正交的正交踝轴A和正交踝轴B、踝轴A架、螺栓和踝电机A。本发明专利技术是一种结构合理、模仿效果更好、具有低频运动特性、四个自由度串联模式的仿人机器人足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及仿人机器人领域，特指一种四自由度并联仿人低频机械足。
技术介绍
从仿生学的角度来讲，仿人机器人具有适应环境能力强、动作灵活等优点，具有更加广阔的发展前景。现有技术的仿人机器人在行走过程中，当足部与地面接触时，会产生相应的振动，从而导致机器人失去平衡。仿人机器人要实现高度的灵活性，模拟人类更为复杂的动作和姿态，机械足的结构设计尤为重要。因此，设计一种具有四自由度的低频机械足具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术需解决的技术问题是:针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构合理、模仿效果更好、具有低频运动特性、四个自由度串联模式的仿人机器人足。为了解决上述问题，本专利技术提出的解决方案为:一种四自由度并联仿人低频机械足，它包括跗骨架、相互平行装设的跖骨板A和跖骨板B、装设于大齿轮轴B上的脚趾、与大齿轮轴相啮合传动的小齿轮轴B、装设有所述跗骨架的大齿轮轴A、与所述大齿轮轴A相啮合传动的小齿轮轴A、装设于所述跖骨板A上的步进电机A和步进电机B、装设于跗骨架上的踝电机B和正交踝关节。所述大齿轮轴B、所述小齿轮轴B、所述大齿轮轴A和所述小齿轮轴A的两端均分别装设于所述跖骨板A和所述跖骨板B上;所述踝电机B的输出轴与正交踝轴A的一端相连，所述步进电机A的输出轴与所述小齿轮轴A的一端相连，所述步进电机B的输出轴与所述小齿轮轴B的一端相连。所述正交踝关节包括相互正交的正交踝轴A和正交踝轴B、踝轴A架、螺栓和踝电机A;所述正交踝轴B的两端均通过两个滚动轴承装设于所述跗骨架上;所述正交踝轴A垂直通过所述正交踝轴B，其两端均通过两个滚动轴承分别装设于机械小腿和所述踝轴A架上;所述机械小腿与所述踝轴A架通过四根所述螺栓连接;所述踝电机A装设于所述踝轴A架上，其输出轴与所述正交踝轴A的下端相连。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:(I)本专利技术的四自由度并联仿人低频机械足，设有三个运动自由度和一个旋转自由度，能够实现四个方向的人足运动姿态模拟。(2)本专利技术的四自由度并联仿人低频机械足，还设有大齿轮轴A、小齿轮轴A、大齿轮轴B和小齿轮轴B，电机转动，实现减速低频响应特性，可以模拟人慢速行走的过程。由此可知，本专利技术结构简单合理、模仿人足运动姿态效果更好、具有低频运动特性和四个自由度。【附图说明】图1是本专利技术的四自由度并联仿人低频机械足的结构剖视图。图2是本专利技术的正交踝关节的结构原理图。图中，I—机械小腿;2—附骨架;31—妬骨板A;32—妬骨板B;4—脚I?止；51—正交踝轴A; 52—正交踝轴B; 53—螺栓;54—踝电机A; 55—踝轴A架;56—踝电机B; 61—大齿轮轴A;62—小齿轮轴A; 63—步进电机A; 71—大齿轮轴B; 72—小齿轮轴B; 73—步进电机B; 8—滚动轴承。【具体实施方式】以下将结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。结合图1和图2，本专利技术的四自由度并联仿人低频机械足，包括跗骨架2、相互平行装设的跖骨板A31和跖骨板B32、装设于大齿轮轴B71上的脚趾4、与大齿轮轴B相啮合传动的小齿轮轴B72、装设有跗骨架2的大齿轮轴A61、与大齿轮轴A61相啮合传动的小齿轮轴A62、装设于跖骨板A31上的步进电机A63和步进电机B73、装设于跗骨架2上的踝电机B56和正交踩关节。结合图1和图2，大齿轮轴B71、小齿轮轴B72、大齿轮轴A61和小齿轮轴A62的两端均分别装设于妬骨板A31和妬骨板B32上;踝电机B56的输出轴与正交踝轴A51的一端相连，步进电机A63的输出轴与小齿轮轴A62的一端相连，步进电机B的输出轴与小齿轮轴B的一端相连。结合图1和图2，正交踝关节包括相互正交的正交踝轴A51和正交踝轴B52、踝轴A架55、螺栓53和踝电机A54;正交踝轴B52的两端均通过两个滚动轴承8装设于跗骨架2上;正交踝轴A51垂直通过正交踝轴B52，其两端均通过两个滚动轴承8分别装设于机械小腿I和踝轴A架55上;机械小腿I与踝轴A架55通过四根螺栓53连接;踝电机A54装设于踝轴A架55上，其输出轴与正交踝轴A51的下端相连。工作原理:步进电机B73带动小齿轮轴B72转动，进而带动大齿轮轴B71和脚趾4相对于跖骨板A31和跖骨板B32转动;步进电机A63带动小齿轮轴A62转动，进而带动大齿轮轴A(61)和跗骨架(2)相对于跖骨板A31和跖骨板B32转动;踝电机B56带动正交踝轴B52转动，进而带动机械小腿I相对于跗骨架2转动;踝电机A54带动正交踝轴B52转动，进而带动跗骨架2绕机械小腿I的轴线旋转。【主权项】1.四自由度并联仿人低频机械足，其特征在于:包括跗骨架(2)、相互平行装设的跖骨板A(31)和跖骨板B(32)、装设于大齿轮轴B(71)上的脚趾(4)、与大齿轮轴B相啮合传动的小齿轮轴B(72)、装设有所述跗骨架(2)的大齿轮轴A(61)、与所述大齿轮轴A(61)相啮合传动的小齿轮轴A(62)、装设于所述跖骨板A(31)上的步进电机A(63)和步进电机B(73)、装设于跗骨架(2)上的踝电机B(56)和正交踝关节;所述大齿轮轴B(71)、所述小齿轮轴B(72)、所述大齿轮轴A(61)和所述小齿轮轴A(62)的两端均分别装设于所述跖骨板A(31)和所述跖骨板B(32)上;所述踝电机B(56)的输出轴与正交踝轴A(51)的一端相连，所述步进电机A(63)的输出轴与所述小齿轮轴A(62)的一端相连，所述步进电机B的输出轴与所述小齿轮轴B的一端相连;所述正交踝关节包括相互正交的正交踝轴A(51)和正交踝轴B(52)、踝轴A架(55)、螺栓(53)和踝电机A(54);所述正交踝轴B(52)的两端均通过两个滚动轴承(8)装设于所述跗骨架(2)上;所述正交踝轴A( 51)垂直通过所述正交踝轴B (52),其两端均通过两个滚动轴承(8)分别装设于机械小腿(I)和所述踝轴A架(55)上；所述机械小腿(I)与所述踝轴A架(55)通过四根所述螺栓(53)连接;所述踝电机A(54)装设于所述踝轴A架(55)上，其输出轴与所述正交踝轴A(51)的下端相连。【专利摘要】本专利技术公开了一种四自由度并联仿人低频机械足，属于仿人机器人领域。它包括跗骨架、相互平行装设的跖骨板A和跖骨板B、装设于大齿轮轴B上的脚趾、小齿轮轴B、大齿轮轴A、小齿轮轴A、装设于跖骨板A上的步进电机A和步进电机B、装设于跗骨架上的踝电机B和正交踝关节；踝电机B的输出轴与正交踝轴A的一端相连，步进电机A的输出轴与小齿轮轴A的一端相连，步进电机B的输出轴与小齿轮轴B的一端相连；正交踝关节包括相互正交的正交踝轴A和正交踝轴B、踝轴A架、螺栓和踝电机A。本专利技术是一种结构合理、模仿效果更好、具有低频运动特性、四个自由度串联模式的仿人机器人足。【IPC分类】B62D57/032【公开号】CN105539629【申请号】CN201610092397【专利技术人】班书昊, 蒋学东, 李晓艳, 何云松, 席仁强, 徐然 【申请人】常州大学【公开日】2016年5月4日【申请日】2016年2月19日本文档来自技高网...

【技术保护点】
四自由度并联仿人低频机械足，其特征在于：包括跗骨架(2)、相互平行装设的跖骨板A(31)和跖骨板B(32)、装设于大齿轮轴B(71)上的脚趾(4)、与大齿轮轴B相啮合传动的小齿轮轴B(72)、装设有所述跗骨架(2)的大齿轮轴A(61)、与所述大齿轮轴A(61)相啮合传动的小齿轮轴A(62)、装设于所述跖骨板A(31)上的步进电机A(63)和步进电机B(73)、装设于跗骨架(2)上的踝电机B(56)和正交踝关节；所述大齿轮轴B(71)、所述小齿轮轴B(72)、所述大齿轮轴A(61)和所述小齿轮轴A(62)的两端均分别装设于所述跖骨板A(31)和所述跖骨板B(32)上；所述踝电机B(56)的输出轴与正交踝轴A(51)的一端相连，所述步进电机A(63)的输出轴与所述小齿轮轴A(62)的一端相连，所述步进电机B的输出轴与所述小齿轮轴B的一端相连；所述正交踝关节包括相互正交的正交踝轴A(51)和正交踝轴B(52)、踝轴A架(55)、螺栓(53)和踝电机A(54)；所述正交踝轴B(52)的两端均通过两个滚动轴承(8)装设于所述跗骨架(2)上；所述正交踝轴A(51)垂直通过所述正交踝轴B(52)，其两端均通过两个滚动轴承(8)分别装设于机械小腿(1)和所述踝轴A架(55)上；所述机械小腿(1)与所述踝轴A架(55)通过四根所述螺栓(53)连接；所述踝电机A(54)装设于所述踝轴A架(55)上，其输出轴与所述正交踝轴A(51)的下端相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：班书昊，蒋学东，李晓艳，何云松，席仁强，徐然，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32