[发明专利]低频串联仿人四自由度机械足

说明书

技术领域

本发明主要涉及仿人机器人领域，特指一种低频串联仿人四自由度机械足。

背景技术

当前，仿人机器人的研究受到普遍的关注，并成为智能机器人领域中最为活跃 的热点之一。为了更能适应人类的日常生活环境，仿人机器人必须具有与人类更为接近的机 械足，以便机器人在行走过程中，产生与人类行走相类似的动作，控制好整个机器人的平衡。 现有的仿人机器人的机械足运动度太少，不符合人足的运动特征。因此，设计一种具有四个 运动自由度、低速行走的机械足具有一定的意义。

发明内容

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、运动性能更加逼真、具有四个自由度和低频特性、串联模式的仿人机器人足。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种低频串联仿人四自由度机 械足，它包括脚趾、跖骨杆、跗骨杆、连接所述跖骨杆与所述脚趾的脚趾轴、连接所述跗骨 杆与所述跖骨杆的跗骨轴、连接所述跗骨杆与机械小腿的踝关节轴A、与所述踝关节轴A相 垂直的踝关节轴B、两根螺栓、法兰盘、装设于所述跖骨杆上的脚趾电机、装设于所述脚趾 电机输出轴上的脚趾小齿轮、装设于所述脚趾轴上与所述脚趾小齿轮啮合传动的脚趾大齿轮、 装设于跗骨杆一端上的跗骨电机、装设于所述跗骨电机输出轴上的跗骨小齿轮、装设于所述 跗骨轴上与所述跗骨小齿轮相啮合传动的跗骨大齿轮、装设于所述跗骨杆另一端的踝电机A、 装设于所述踝电机A上的踝小齿轮、装设于所述踝关节轴A上与所述踝小齿轮相啮合传动的 踝大齿轮。

所述脚趾大齿轮与所述脚趾相固结，所述跗骨大齿轮与所述跗骨杆相固结，所 述踝大齿轮与所述机械小腿相固结；所述踝关节轴B的两端均通过轴承分别装设于所述机械 小腿、所述法兰盘上；所述法兰盘与所述机械小腿通过两根所述螺栓连接锁紧；所述踝关节 轴A可在垂直于所述踝关节轴B的方向自由转动；所述踝关节轴B的下端通过联轴器与踝电 机B的输出轴相连。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的低频串联仿人四自由度机械足，设有脚趾电机、跗骨电机、踝电 机A和踝电机B，可以实现四个运动自由度，实现了人足运动姿态的高度模仿。

(2)本发明的低频串联仿人四自由度机械足，还设有三对大、小齿轮，通过小 齿轮带动大齿轮运动，实现了足部结构的低频运动特性。由此可知，本发明结构合理、具有 四个自由度和低频特性，借助串联模式高度模拟了人足行走时的四个自由度的运行协调姿态。

附图说明

图1是本发明的低频串联仿人四自由度机械足的结构示意图。

图2是本发明的踝关节的结构原理图。

图中，1—机械小腿；2—跗骨杆；3—跖骨杆；4—脚趾；50—脚趾轴；51—脚 趾大齿轮；52—脚趾小齿轮；53—脚趾电机；60—跗骨轴；61—跗骨大齿轮；62—跗骨小齿 轮；63—跗骨电机；70—踝关节轴A；71—踝大齿轮；72—踝小齿轮；73—踝电机A；80—踝 关节轴B；81—法兰盘；82—踝电机B；83—联轴器；84—螺栓；85—轴承。

具体实施方式

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。

参见图1和图2所示，本发明的低频串联仿人四自由度机械足，包括脚趾4、跖 骨杆3、跗骨杆2、连接跖骨杆3与脚趾4的脚趾轴50、连接跗骨杆2与跖骨杆3的跗骨轴 60、连接跗骨杆2与机械小腿1的踝关节轴A70、与踝关节轴A70相垂直的踝关节轴B80、 两根螺栓84、法兰盘81、装设于跖骨杆3上的脚趾电机53、装设于脚趾电机53输出轴上的 脚趾小齿轮52、装设于脚趾轴50上与脚趾小齿轮52啮合传动的脚趾大齿轮51、装设于跗骨 杆2一端上的跗骨电机63、装设于跗骨电机63输出轴上的跗骨小齿轮62、装设于跗骨轴60 上与跗骨小齿轮相啮合传动的跗骨大齿轮61、装设于跗骨杆2另一端的踝电机A73、装设于 踝电机A73上的踝小齿轮72、装设于踝关节轴A70上与踝小齿轮相啮合传动的踝大齿轮71。