[发明专利]仿生被动回弹机械腿

摘要

本发明公开了一种仿生被动回弹机械腿，包括机身、曲柄连杆机构、被动回弹机构和足端；曲柄连杆机构包括曲柄、股骨以及摇杆；被动回弹机构包括定滑块、胫骨、上外弹簧、滑轮、动滑块、腓骨、下外弹簧、挡块、跖骨、销轴和内弹簧机构，其中内弹簧机构包括底座、内轴、压簧板、压簧板基座、挡板、小弹簧、小弹簧导杆、闸线；足端包括扭簧和足趾，足趾由柔性储能材料制作而成；本发明基于鸵鸟后肢的尺寸参数以及鸵鸟跗骨间关节的被动回弹特性，利用被动回弹机构实现仿生鸵鸟后肢跗骨间关节的被动回弹功能，既能降低能耗，又能在触地期利用弹性元件吸收地面的冲击力，达到缓冲减振的效果。

主权项

1.一种仿生被动回弹机械腿，其特征在于：包括机身(1)、曲柄连杆机构、被动回弹机构和足端；曲柄连杆机构包括曲柄(2)、股骨(16)以及摇杆(17)；被动回弹机构包括定滑块(3)、胫骨(14)、上外弹簧(4)、滑轮(26)、动滑块(5)、腓骨(12)、下外弹簧(7)、挡块(8)、跖骨(9)、销轴(11)和内弹簧机构(6)，其中内弹簧机构(6)包括底座(25)、内轴(18)、压簧板(21)、压簧板基座(19)、挡板(27)、小弹簧(23)、小弹簧导杆(22)、闸线(20)；足端包括扭簧和足趾(10)；被动回弹机构中的定滑块(3)固定在机身(1)上，胫骨(14)与定滑块(3)组成滑动副；滑轮(26)固定在胫骨(14)上；上外弹簧(4)、下外弹簧(7)固定在胫骨(14)上，上外弹簧(4)位于动滑块(5)上方，受压时，上外弹簧(4)上端与定滑块(3)接触，上外弹簧(4)下端与动滑块(5)接触；下外弹簧(7)位于动滑块(5)下端，下外弹簧(7)底端与挡块(8)接触，挡块(8)固定在胫骨(14)上，受压时，下外弹簧(7)顶端与动滑块(5)接触，动滑块(5)能在胫骨上滑动；动滑块(5)通过腓骨(12)与跖骨(9)相连；跖骨(9)与胫骨(14)通过销轴(11)相互铰接；内弹簧机构(6)安装在胫骨(14)内部，底座(25)与挡块(8)固定在胫骨(14)上；内轴(18)固定在底座(25)上，内弹簧(24)套在内轴(18)上，内弹簧(24)一端与底座(25)接触，内弹簧(24)另一端与压簧板基座(19)接触；压簧板(21)能够沿着压簧板基座(19)和小弹簧导杆(22)滑出或滑进胫骨(14)，当压簧板(21)滑出胫骨(14)时，与动滑块(5)接触；压簧板(21)之间通过小弹簧(23)相连，小弹簧(23)套在小弹簧导杆(22)上，压簧板(21)位于滑出胫骨(14)的最大位移处，小弹簧(23)有预压力；当压簧板(21)在小弹簧(23)反弹作用下滑出胫骨(14)至最大位移处时，挡板(27)与压簧板(21)接触，挡板(27)阻挡压簧板(21)继续向胫骨(14)外滑出；闸线(20)一端通过胫骨(14)顶端滑轮(26)连接到定滑块(3)上，闸线(20)另一端连接两个压簧板(21)；跖骨(9)底端通过扭簧与足趾(10)铰接，不受外力作用时，跖骨(9)与足趾(10)相夹的角度为120°；股骨(16)与胫骨(14)铰接于第一铰接点(15)，定滑块(3)与机身(1)铰接于第二铰接点(13)；摇杆(17)与股骨(16)铰接。