[发明专利]仿人机器人两自由度串联高频机械足

说明书

技术领域

本发明主要涉及仿人机器人领域，特指一种仿人机器人两自由度串联高频机械足。

背景技术

随着科技的发展，人们对生活质量的要求也在不断提升，从而使得仿人机器人代替人类工作的领域不断扩大。仿人机器人的设计包括很多方面，尤其是机械足的仿人研究更为重要。仿人机器人在行走过程中，足部结构发生较多的相对运动，因此，仿人机器人的足部结构应该具有一定数量的自由度。因此，设计一种具有较少自由度的机械足来模仿人足具有一定的实用价值。

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简单、运动平稳、具有两个自由度的高频动态响应的仿人机器人足。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种仿人机器人两自由度串联高频机械足，它包括跖骨板，装设于所述跖骨板上方的上盖板，装设于所述跖骨板下方的脚底板，通过趾关节铰链B装设于所述跖骨板上的脚趾，连接小腿骨与所述跖骨板的踝关节铰链B，装设于所述脚趾上的趾关节小齿轮，装设于所述跖骨板上的趾关节大齿轮和踝关节大齿轮，装设于所述小腿骨上的踝关节小齿轮，趾关节电机和踝关节电机。

所述趾关节小齿轮的半径远小于所述趾关节大齿轮的半径，二者相互啮合传动；所述趾关节大齿轮装设于所述趾关节电机的输出轴上，并通过趾关节铰链A装设于所述跖骨板上。

所述踝关节大齿轮的半径大于所述踝关节小齿轮半径的三倍，二者相互啮合传动；所述踝关节大齿轮装设于所述踝关节电机的输出轴上，并通过踝关节铰链A装设于所述跖骨板上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的仿人机器人两自由度串联高频机械足，设有两组大齿轮和两组小齿轮，通过大齿轮带动小齿轮，实现转动的高频特性。

(2)本发明的仿人机器人两自由度串联高频机械足，设有两个转动自由度，能够模拟人足行走的主要特征。由此可知，本发明结构简单、运动平稳、借助两个转动自由度实现了高频动态响应特性，从而实现了快速行走。

附图说明

图1是本发明的仿人机器人两自由度串联高频机械足的结构剖视图。

图中，1—小腿骨；2—跖骨板；3—上盖板；4—脚底板；5—脚趾；6—趾关节大齿轮；7—趾关节小齿轮；8—趾关节电机；9—趾关节铰链A；10—趾关节铰链B；11—踝关节大齿轮；12—踝关节小齿轮；13—踝关节电机；14—踝关节铰链B；15—踝关节铰链A。

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所示，本发明的仿人机器人两自由度串联高频机械足，包括跖骨板2，装设于跖骨板2上方的上盖板3，装设于跖骨板2下方的脚底板4，通过趾关节铰链B10装设于跖骨板2上的脚趾5，连接小腿骨1与跖骨板2的踝关节铰链B14，装设于脚趾5上的趾关节小齿轮7，装设于跖骨板2上的趾关节大齿轮6和踝关节大齿轮11，装设于小腿骨1上的踝关节小齿轮12，趾关节电机8和踝关节电机13。

参见图1所示，趾关节小齿轮7的半径远小于趾关节大齿轮6的半径，二者相互啮合传动；趾关节大齿轮6装设于趾关节电机8的输出轴上，并通过趾关节铰链A9装设于跖骨板2上；踝关节大齿轮11的半径大于踝关节小齿轮12半径的三倍，二者相互啮合传动；踝关节大齿轮11装设于踝关节电机13的输出轴上，并通过踝关节铰链A15装设于跖骨板2上。

工作原理：踝关节电机13转动，带动踝关节大齿轮11转动，进而带动踝关节小齿轮12和小腿骨1相对于跖骨板2快速转动；趾关节电机8转动，带动趾关节大齿轮6转动，进而带动趾关节小齿轮7和脚趾5同步转动；由于大齿轮的半径远大于小齿轮的半径，使得跖骨板2与脚趾5具有高频响应特性，从而提高了机械足的运动速度。