仿生踝关节

摘要

本发明提供了一种仿生踝关节，它包括脚板、踝关节座、转动轴、仿生距骨、第一杆端关节、第一屈伸杆、第二杆端关节、第二屈伸杆、电机支座、步进电机、丝杆传动机构、屈伸杆定位连接件、非线性压簧机构、齿轮座、齿轮、角度传感器、数据采集机构和数据控制机构。本发明是一款能方便提供主动力的仿生踝关节，采用主动控制与被动控制相结合的方式，有利于降低能量损耗，并且能实现接近正常人体踝关节角度变化的运动规律，同时满足人体踝关节运动时具有灵活性和稳定性的要求。

主权项

一种仿生踝关节，包括脚板、踝关节座、电机支座、步进电机和丝杆传动机构；所述踝关节座连接在脚板上，其前部设有导引槽；其特征在于，还包括：转动轴，安装在踝关节座上；仿生距骨，安装在转动轴上；第一杆端关节，套装在仿生距骨上并与仿生距骨之间留有间隙；第一屈伸杆，下端与第一杆端关节相连，上端用于与小腿相连，中间设有一段平面齿条；第二杆端关节，下端连接有滚动轴，滚动轴两端连接有滚动轴承，滚动轴承设置在踝关节座的导引槽内并可沿导引槽前后移动；第二屈伸杆，连接在第二杆端关节的上方；屈伸杆定位连接件，连接在第一屈伸杆和第二屈伸杆之间将第一屈伸杆和第二屈伸杆之间的横向距离定位固定，并与第一屈伸杆固定相连、与第二屈伸杆滑动相连；非线性压簧机构，下端固定在转动轴上，上端卡在第一屈伸杆两侧的屈伸杆定位连接件上；齿轮座，安装在第二屈伸杆上；齿轮，安装在齿轮座上并与第一屈伸杆的平面齿条啮合传动相连，齿轮的运动带动第一屈伸杆作上下屈伸运动；角度传感器，共两个分别设置在转动轴的两端；数据采集机构，与角度传感器电信相连；数据控制机构，与步进电机电信相连；其中，所述电机支座安装在第一屈伸杆的上部；所述步进电机安装在电机支座上；所述丝杆传动机构的上端与电机主轴传动相连，下端与第二屈伸杆相连并可带动第二屈伸杆作上下屈伸运动；所述的丝杆传动机构包括丝杆和丝杆螺母，丝杆的上端与电机主轴相连，下端与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母固定在第二屈伸杆的上端；所述的非线性压簧机构包括成对对称设置的两个压簧座和两个压簧，两个压簧座分别固定在转动轴的两端，两个压簧的一端分别连接在对应位置的压簧座上，另一端分别连接在屈伸杆定位连接件的两侧。