[发明专利]一种具有起跳缓冲功能的仿人机器小腿

说明书

本发明公开了一种具有起跳缓冲功能的仿人机器小腿，属于仿人机器人领域与冲击隔振领域。它包括胫骨缸体、上端盖、下端盖、腓骨多孔活塞模块和抗压弹簧；腓骨的一端固定于多孔模式模块上；多孔活塞模块将胫骨缸体内部分割为缸体A区和缸体B区；缸体A区和缸体B区内部充满粘性流体；多孔活塞模块包括活塞本体、多道等截面单向孔、单向流动盖A、多道渐变截面单向孔、单向流动盖B、锁紧弹簧A和锁紧弹簧B；抗压弹簧的下端与下端盖相连，其上端自由；多道渐变截面单向孔与多道等截面单向孔间隔排列。本发明是一种可以伸缩小腿、能够吸收冲击能量、具有跳跃功能的小腿缓冲器。

技术领域

本发明主要涉及仿人机器人领域与冲击隔振领域，特指一种具有起跳缓冲功能的仿人机器小腿。

背景技术

随着现代工业化的发展，仿人机器人的研究掀起了一股科技热潮，受到了广泛的关注。仿人机器人包括机械手、机械足、头部和躯干的设计，其中机械腿的设计尤为重要，这是因为仿人机器人在行走过程中难以模仿人类跳跃的姿态，难以实现较大冲击能量的吸收。现有技术仿人机械人吸收冲击能量主要依靠脚部的减振，这种减振效果有限。因此，设计一种能够通过腿部伸缩运动吸收冲击能量的仿人机械腿具有十分重要的意义。

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机械小腿无法吸收冲击能量的技术问题，本发明提供一种可以伸缩小腿、能够吸收冲击能量、具有跳跃功能的小腿缓冲器。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种具有起跳缓冲功能的仿人机器小腿，包括胫骨缸体，分别装设于所述胫骨缸体上、下两端的上端盖、下端盖，可穿过所述上端盖自由运动的腓骨，装设于所述胫骨缸体内部的多孔活塞模块和抗压弹簧；所述腓骨的一端固定于所述多孔模式模块上；所述多孔活塞模块将所述胫骨缸体内部分割为缸体A区和缸体B区；所述缸体A区和缸体B区内部充满粘性流体；

所述多孔活塞模块包括活塞本体、开设于所述活塞本体上的多道等截面单向孔、装设于所述多道等截面单向孔上端的单向流动盖A、开设于所述活塞本体上的多道渐变截面单向孔、装设于所述多道渐变截面单向孔下端的单向流动盖B、连接所述单向流动盖A与所述等截面单向孔上部的锁紧弹簧A、连接所述单向流动盖B与所述渐变截面单向孔下部的锁紧弹簧B；所述抗压弹簧的下端与所述下端盖相连，其上端自由；所述多道渐变截面单向孔与所述多道等截面单向孔间隔排列，且中心线相互平行；

所述活塞本体静止或向上运动时，所述单向流动盖A在所述锁紧弹簧A的作用下关闭所述多道等截面单向孔；所述活塞本体向下运动时，所述单向流动盖A在粘性流体作用下打开所述多道等截面单向孔，允许所述胫骨缸体内部的流体由缸体B区流向缸体A区；

所述活塞本体静止或向下运动时，所述单向流动盖B在所述锁紧弹簧B的作用下关闭所述渐变截面单向孔；所述活塞本体向上运动时，所述单向流动盖B在粘性流体作用下打开所述渐变截面单向孔，允许所述胫骨缸体内部的流体由缸体A区流向缸体B区。

所述活塞本体向下运动时当所述抗压弹簧小于其初始长度后将压缩所述抗压弹簧；所述活塞本体向上运动时当所述抗压弹簧恢复到期初始长度后将脱离所述抗压弹簧；

所述渐变截面单向孔为内径线性变化的圆形通孔，其上端孔径是下端孔径的倍；所述等截面单向孔为内径恒定的圆形通孔，其内径等于所述渐变截面单向孔最大内径的5倍。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的仿人机械小腿缩短时，即腓骨向下运动，活塞本体逐渐压缩抗压弹簧，由于等截面单向孔的内径较大，粘性流体的阻尼力与弹簧力相比可以忽略，弹簧吸收来自地面巨大的冲击力，抗压弹簧能够立即吸收外界的冲击力。

(2)本发明的仿人机械小腿伸出时，即腓骨向上运动，抗压弹簧上端与活塞本体脱离，粘性流体在渐变截面单向孔内流动产生相对较小的流体阻尼力，抗压弹簧因压缩存储的能量逐渐转变为粘性流体的阻尼力，从而方便机械小腿起跳。