本发明主要涉及仿人机器人领域，特指一种混联抗冲击仿人三自由度机械足。

随着科技的进步和新材料的研发，智能领域中的仿人机器人显示出无比的活力。 相比传统的机器人，仿人机器人与人类最为接近。在仿人机器人的机械结构中，机械足的设 计异常重要，它不仅关系着整个机器人在行走过程中的平衡性能，而且决定着拟人动作的逼 真性。现有仿人机器人的机械足实现了行走，但仍具有一定的缺点：运动自由度较少和抗外 力冲击能力较弱。因此，设计一种具有三个运动自由度、抗冲击力的机械足具有十分重要的 意义。

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、具有三个运动自由度和抗冲击性能、混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：一种混联抗冲击仿人三自由度 机械足，它包括机械小腿、脚底板、与所述机械小腿下端相铰连的跗骨架、与所述跗骨架相 铰连的跖骨架、与所述跖骨架相铰连的并联脚趾。

所述跗骨架为由跗骨杆A、跗骨杆B和跗骨杆C组成的三角形架；所述跖骨架 为由跖骨杆A、跖骨杆B和跖骨杆C组成的三角形架；所述并联脚趾包括依次装设于趾轴上 的大拇趾、二拇趾、三拇趾、四拇趾和小拇趾。

所述机械小腿与所述跗骨杆B之间装设有扭转弹簧A，所述跗骨杆A与所述跖 骨杆B之间装设有扭转弹簧B，所述并联脚趾与所述跖骨杆A之间装设有扭转弹簧C。

所述脚底板与所述跖骨杆A之间装设有橡胶柱A和橡胶柱B，所述橡胶柱A与 橡胶柱B高度相等；拉伸弹簧A和拉伸弹簧B装设于分别装设于所示橡胶柱A和橡胶柱B 的外侧；所述拉伸弹簧A和拉伸弹簧B的两端均分别连接所述跖骨杆A和所述脚底板，且始 终处于受拉伸状态。

所述跖骨杆A包括第一跖骨杆A和第二跖骨杆A；所述第一跖骨杆A和第二跖 骨杆A均装设于所述趾轴上，且位于所述并联脚趾的外侧。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的混联抗冲击仿人三自由度机械足，设有跗骨架、跖骨架和并联脚 趾，能够很好地模仿出人足行走时的运动姿态。

(2)本发明的混联抗冲击仿人三自由度机械足，还设有三个扭转弹簧和两个拉 伸弹簧，以及两根橡胶柱，能够有效地吸收来自地面的冲击能量和运动过程中产生的振动能 量。由此可知，本发明结构合理、具有三个运动自由度和抗冲击性能，借助混联模式实现了 人足的运动姿态模拟和抗冲击性能模拟。

图1是本发明的混联抗冲击仿人三自由度机械足的结构原理图。

图2是本发明的并联脚趾的结构示意图。

图中，1—机械小腿；2—扭转弹簧A；31—跗骨杆A；32—跗骨杆B；33—跗骨 杆C；4—扭转弹簧B；51—跖骨杆A；52—跖骨杆B；53—跖骨杆C；6—扭转弹簧C；7—并 联脚趾；70—趾轴；71—大拇趾；72—二拇趾；73—三拇趾；74—四拇趾；75—小拇趾；8 —橡胶柱A；9—橡胶柱B；10—脚底板；11—拉伸弹簧A；12—拉伸弹簧B；511—第一跖骨 杆A；512—第二跖骨杆A。

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。

结合图1和图2，本发明的混联抗冲击仿人三自由度机械足，包括机械小腿1、 脚底板10、与机械小腿1下端相铰连的跗骨架、与跗骨架相铰连的跖骨架、与跖骨架相铰连 的并联脚趾7；跗骨架为由跗骨杆A31、跗骨杆B32和跗骨杆C33组成的三角形架；跖骨架 为由跖骨杆A51、跖骨杆B52和跖骨杆C53组成的三角形架；并联脚趾7包括依次装设于趾 轴70上的大拇趾71、二拇趾72、三拇趾73、四拇趾74和小拇趾75。

结合图1和图2，机械小腿1与跗骨杆B32之间装设有扭转弹簧A2，跗骨杆A31 与跖骨杆B52之间装设有扭转弹簧B4，并联脚趾7与跖骨杆A51之间装设有扭转弹簧C6； 脚底板10与跖骨杆A51之间装设有橡胶柱A8和橡胶柱B9，橡胶柱A8与橡胶柱B9高度相 等；拉伸弹簧A11和拉伸弹簧B12装设于分别装设于所示橡胶柱A8和橡胶柱B9的外侧； 拉伸弹簧A11和拉伸弹簧B12的两端均分别连接跖骨杆A51和脚底板10，且始终处于受拉 伸状态；跖骨杆A51包括第一跖骨杆A511和第二跖骨杆A512；第一跖骨杆A511和第二跖 骨杆A512均装设于趾轴70上，且位于并联脚趾7的外侧。

工作原理：行走过程中，来自地面的冲击力使得橡胶柱A8和橡胶柱B9发生压缩 变形，从而起到抗冲击效果；机械小腿1与跗骨架发生相对运动时，运动产生的冲击力被扭 转弹簧A2所吸收；跗骨架与跖骨架发生相对运动时，冲击能量被扭转弹簧B4所吸收；并联 脚趾7绕趾轴70运动时，冲击能量被扭转弹簧C6所吸收。