轻量化柔性仿生足部系统技术方案

本发明专利技术涉及轻量化柔性仿生足部系统，包括仿生足，仿生足的足底设置有减震块，减震块设置有多个多边形穿孔，多边形穿孔的其中一对平行面与仿生足的底面平行。根据本发明专利技术的轻量化柔性仿生足部系统，通过在仿生足的足底设置减震块，实现在仿生机器人的足底增加高效的减震装置，实现高冲击下被动缓冲，同时兼顾地形的自适应性。自适应性。自适应性。

【技术实现步骤摘要】
轻量化柔性仿生足部系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及轻量化柔性仿生足部系统。

技术介绍

[0002]仿人机器人是与人类最接近的一种机器人，与传统的轮式机器人或履带机器人相比，仿人机器人更能适应人类日常生活环境，同时更便于使用人类专利技术设计的各种工具，因此，仿人机器人具有广阔的发展前景。
[0003]对于仿人机器人，行走过程中会遇到的最大困难就是稳定性和平衡性，地面对机器人的冲击可能会导致机器人身上零部件和传感器的损伤，与此同时冲击力可能对机器人造成瞬时的不稳定，导致其稳定性破坏从而摔倒，而现有的仿人机器人的足部减震能力较弱并且缺乏自适应能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供轻量化柔性仿生足部系统，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出轻量化柔性仿生足部系统，通过在仿生足的足底设置减震块，实现在仿生机器人的足底增加高效的减震装置，实现高冲击下被动缓冲，同时兼顾地形的自适应性。。
[0005]本专利技术的技术方案为一种仿生足部系统，应用于仿人机器人，其包括：
[0006]仿生足，所述仿生足的足底设置有减震块，所述减震块设置有多个多边形穿孔，所述多边形穿孔的其中一对平行面与所述仿生足的底面平行。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述仿生足设置有足跟和前脚掌，所述足跟和所述前脚掌的底部均设置有所述减震块。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述足跟包括跟柱、波纹弹簧和缓冲橡胶，所述波纹弹簧和所述缓冲橡胶均套设于所述跟柱的外周，所述缓冲橡胶设置于所述跟柱和所述波纹弹簧之间。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述仿生足设置有脚趾，所述脚趾通过扭簧与所述前脚掌连接。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述仿生足设置有足弓，所述足弓设置于所述前脚掌和所述足跟之间。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述足弓设置有连接机构，所述连接机构包括两个相互平行的连接杆，所述连接杆的两端分别与所述前脚掌和所述足跟活动连接。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述连接机构设置有两个，两个所述连接机构对称设置于所述仿生足的两侧。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述足跟与所述足弓之间连接有第一减震器。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述足跟包括跟板，所述跟板设置于所述跟柱与所述减震块之间；所述第一减震器的一端于所述跟板连接，所述第一减震器的另一端与所述连
接杆的中部连接。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述足跟与所述防人机器人的小脚之间连接有第二减震器。
[0016]本专利技术实施例的轻量化柔性仿生足部系统，至少具有如下有益效果：
[0017]通过设置有多个多边形穿孔的减震块来减少外界的冲击，具有强度大、缓冲性能好、稳定的变形量等优点，在吸收外界震动方面具有优异的效果。减震块设置有错落叠加的多个多边形穿孔，形成类蜂巢结构，使得外力平均分散给每个单胞六边形结构，整个水平六边体产生稳定的动态压缩形变，避免仿生足在后跟局部区域内形成应力集中，实现仿生足轻量化同时提高结构柔性。足跟设置有波纹弹簧和缓冲橡胶，达到减震效果。通过扭簧连接前脚掌和脚趾，便于足部的行走，并且使得仿人机器人可适应一定的坡度。足弓采用并联机构实现，该并联机构采用双平行四边形结构，从而利用平行四边形的不稳定性来适应不同的地形，并且能够保证足跟的轴线于前脚掌所在平面保持垂直。通过第一减震器连接足跟与足弓，既能够限制足弓的变形也能够帮助足弓复位。对于人体跳跃后落地时小腿往往会向前倾斜的情况，通过在仿生机器人的小腿与仿生足部系统的连接处设置第二减震器，起到增加机器人跳跃落地时缓冲作用的效果。
附图说明
[0018]图1是根据本专利技术实施例的仿生足部系统的站立状态的第一结构示意图。
[0019]图2是根据本专利技术实施例的仿生足部系统的站立状态的第二结构示意图。
[0020]图3是根据本专利技术实施例的人体足部系统的结构示意图。
[0021]图4是根据本专利技术实施例的仿生足部系统的受力分析图。
[0022]图5是根据本专利技术实施例的仿生足部系统的多边形穿孔的受力分析图。
[0023]图6是根据本专利技术实施例的仿生足部系统的行走状态的结构示意图。
[0024]附图标记：
[0025]100、仿生足；110、减震块；111、多边形穿孔；120、足跟；121、跟柱；122、波纹弹簧；123、缓冲橡胶；124、跟板；125、连接板；126、连接侧板；127、第二减震器；130、前脚掌；131、脚掌底板；132、脚掌侧板；133、卡块；134、第一连接块；140、脚趾；141、趾底板；142、抵接块；143、第二连接块；144、扭簧；150、足弓；151、连接机构；152、连接杆；153、第一减震器；200、小腿。
具体实施方式
[0026]以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右、顶、底等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。
[0028]此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术
人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
[0029]应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
[0030]参照图1至图5，本专利技术实施例的仿生足100部系统与小腿200连接，从而应用于仿人机器人。其仿生足100由足跟120、足弓150、前脚掌130和脚趾140，参见图3，其结构与人体足部系统相似，均由跖骨间关节、跗跖关节、跖趾关节和足弓150等主要关节联合实现平稳着陆，进一步地，参见图4可得足部各部分着陆时的主要受力情况以及关节的运动情况，从而可得到本专利技术实施例的仿生足100具有的功能和运动自由度。
[0031]参照图1至图5，在一些实施例中，根据本专利技术的仿生足100部系统，应用于仿人机器人，包括仿生足100，仿生足100的足底设置有减震块110，减震块110设置有多个多边形穿孔，多边形穿孔的其中一对平行面与仿生足100的底面平行。本专利技术实施例的仿生足100部系统，仿照人体足部系统的“穿上鞋”设计，通过在仿生足100的足本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生足(100)部系统，应用于仿人机器人，其特征在于，包括：仿生足(100)，所述仿生足(100)的足底设置有减震块(110)，所述减震块(110)设置有多个多边形穿孔，所述多边形穿孔的其中一对平行面与所述仿生足(100)的底面平行。2.根据权利要求1所述的仿生足(100)部系统，其特征在于，所述仿生足(100)设置有足跟(120)和前脚掌(130)，所述足跟(120)和所述前脚掌(130)的底部均设置有所述减震块(110)。3.根据权利要求2所述的仿生足(100)部系统，其特征在于，所述足跟(120)包括跟柱(121)、波纹弹簧(122)和缓冲橡胶(123)，所述波纹弹簧(122)和所述缓冲橡胶(123)均套设于所述跟柱(121)的外周，所述缓冲橡胶(123)设置于所述跟柱(121)和所述波纹弹簧(122)之间。4.根据权利要求2所述的仿生足(100)部系统，其特征在于，所述仿生足(100)设置有脚趾(140)，所述脚趾(140)通过扭簧(144)与所述前脚掌(130)连接。5.根据权利要求2所述的仿生足(100)部系统，其特征在于，所述仿生足(100)设置有足弓(150)，所述足弓(150)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斌，黎军，申国兴，邓仕超，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：