CN110916859A - 一种模拟脚部关节转动的仿生脚 - Google Patents

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Abstract

一种模拟脚部关节转动的仿生脚，包括仿生脚掌、脚踝关节、动力传动件和仿生脚趾，所述脚踝关节和所述仿生脚趾均连接在所述仿生脚掌上，所述脚裸关节和所述仿生脚趾均在所述仿生脚掌上可活动转动，所述动力传动件设置在脚掌内，且所述动力传动件分别连接所述脚裸关节和所述仿生脚趾，所述脚裸关节与所述仿生脚趾之间可通过动力传动件传动。本发明模仿真脚脚部关节转动原理，通过脚踝关节的运动产生动力，经过动力传动件将动力传递给仿生脚趾，达到行走平稳，步态更轻盈自如，给需要的人带来更优良的体感，运用更加更广泛的目的。

Description

一种模拟脚部关节转动的仿生脚
技术领域
本发明涉及仿生脚技术领域，特别是一种模拟脚部关节转动的仿生脚。
背景技术
现有的假肢脚其缺点是没有脚踝关节和脚趾等，只是一个脚型部件，使用者在使用时会感觉到脚步非常生硬，行走步态不是那么自如，当向前迈出时，缺乏向正常肢体一样来自脚趾与脚掌给出的推进力；当此脚从前位向后位转换时，由于缺少脚踝关节，导致人的体态过度生硬，会感觉到明显的不舒适感。
因此，需要一种解决上述问题的技术方案。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种模仿真脚脚部关节转动，行走平稳，步态更轻盈自如，带来更优良的体感，运用更加更广泛的模拟脚部关节转动的仿生脚。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种模拟脚部关节转动的仿生脚，包括仿生脚掌、脚踝关节、动力传动件和仿生脚趾，所述脚踝关节和所述仿生脚趾均连接在所述仿生脚掌上，所述脚裸关节和所述仿生脚趾均在所述仿生脚掌上可活动转动，所述动力传动件设置在脚掌内，且所述动力传动件分别连接所述脚裸关节和所述仿生脚趾，所述脚裸关节与所述仿生脚趾之间可通过动力传动件传动。
作为本发明的进一步改进：所述仿生脚掌内设置容纳腔，所述动力传动件设置在所述容纳腔内。
作为本发明的进一步改进：所述动力传动件包括第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第一连接件、第二连接件和曲轴，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第三传动齿轮啮合，所述第一连接件一端连接所述第三传动齿轮，另一端连接所述曲轴的偏心轮，所述第二连接件一端连接所述曲轴的偏心轮。
作为本发明的进一步改进：所述第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮和曲轴均通过轴承安装于所述仿生脚掌上，均可在所述仿生脚掌上活动转动。
作为本发明的进一步改进：所述第二连接件另一端安装在所述仿生脚趾的底部上，所述第二连接件在所述仿生脚趾上可活动转动。
作为本发明的进一步改进：所述脚裸关节下端连接所述第一传动齿轮，所述脚裸关节转动可带动所述第一传动齿轮转动。
作为本发明的进一步改进：所述仿生脚趾铰接在所述仿生脚掌上可活动转动。
作为本发明的进一步改进：所述仿生脚掌的底部设置为内凹结构。
本发明的有益技术效果：本发明模仿真脚脚部关节转动原理，通过脚踝关节的运动产生动力，经过动力传动件将动力传递给仿生脚趾，达到行走平稳，步态更轻盈自如，给需要的人带来更优良的体感，运用更加更广泛的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明仿生脚掌的结构示意图。
图3为本发明脚裸关节的结构示意图。
图4为本发明动力传动件的结构示意图。
图5为本发明仿生脚趾的结构示意图。
图中：1仿生脚掌、11容纳腔、2脚踝关节、3动力传动件、31第一传动齿轮、32第二传动齿轮、33第三传动齿轮、34第一连接件、35第二连接件、36曲轴、361偏心轮、4仿生脚趾。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
参考图1至图5，一种模拟脚部关节转动的仿生脚，包括仿生脚掌1、脚踝关节2、动力传动件3和仿生脚趾4，脚踝关节2和所述仿生脚趾4均连接在所述仿生脚掌1上，脚裸关节2和所述仿生脚趾4均在所述仿生脚掌1上可活动转动，仿生脚掌1内设置容纳腔11，动力传动件3设置在所述容纳腔11内，且动力传动件3分别连接所述脚裸关节2和所述仿生脚趾4，且脚裸关节2与所述仿生脚趾4之间可通过动力传动件3传动。
实施案例一：
在本实施案例中，动力传动件3包括第一传动齿轮31、第二传动齿轮32、第三传动齿轮33、第一连接件34、第二连接件35和曲轴36，第一传动齿轮31与所述第二传动齿轮32啮合，第二传动齿轮32与所述第三传动齿轮33啮合，第一连接件34一端连接所述第三传动齿轮33，并随着第三传动齿轮33转动而前后移动，另一端连接所述曲轴36的偏心轮361，第二连接件35一端连接所述曲轴36的偏心轮361，第二连接件35另一端安装在所述仿生脚趾4的底部上，第二连接件35在所述仿生脚趾4上可活动转动，脚裸关节2下端连接所述第一传动齿轮31，脚裸关节2转动可带动所述第一传动齿轮31转动。
第一传动齿轮31、第二传动齿轮32、第三传动齿轮33和曲轴36均通过轴承安装于所述仿生脚掌1上，且均可在所述仿生脚掌1上活动转动。
仿生脚掌1的底部设置为内凹结构，使用感受与真脚较为相近，方便穿鞋，且能起到减震作用，仿生脚趾4铰接在所述仿生脚掌1上可活动转动。
工作原理：
本发明在使用时，将仿生脚安装在脚部后，人们行走时步态分为蹬、伸、缓冲三种。
蹬时，此时脚处在人体后位，脚的活动角度为20°+10°，脚踝关节2与小腿相对于脚底水平线来说，以脚踝关节2为原点，向人前进方向移动，小腿与脚底水平线的夹角由90°向70°到60°改变，脚踝关节2在仿生脚掌1上也由90°向70°到60°改变，脚裸关节2转动带动仿生脚的第一传动齿轮31转动，第一传动齿轮31带动第二传动齿轮32转动，第二传动齿轮32带动第三传动齿轮33转动，第三传动齿轮33转动使第一连接件34往后移动，带动曲轴36工作，曲轴36工作使第二连接件35也往后运动，使五个仿生脚趾4向下运动，产生推力使脚抬起，产生前伸动作。
伸时，前伸动作在大腿和小腿的作用下，带动脚向前伸迈出一步，此时脚处在人体前位，脚的活动角度为30°+20°，脚踝关节2与小腿相对于脚底水平线来说，以脚踝关节2为原点，向人的后方移动，小腿与脚底水平线的夹角由90°向120°到140°改变，脚踝关节2也在仿生脚掌1上由90°向120°到140°改变，脚裸关节2转动带动仿生脚的第一传动齿轮31转动，第一传动齿轮31带动第二传动齿轮32转动，第二传动齿轮32带动第三传动齿轮33转动，第三传动齿轮33转动使第一连接件34往前移动，带动曲轴36工作，曲轴36工作使第二连接件35也往前运动，使五个仿生脚趾4伸平或向上(下楼梯时向上)运动，使脚着地更加平稳可靠。
缓冲，在脚由后向前和由前位变后位时，由于脚踝关节2的作用，使得人体在***改变时，有一个很好的缓冲作用，从而是使用者感觉舒适和平稳。
本发明带有脚踝关节2、仿生脚掌1和仿生脚趾4，且仿生脚趾4与脚裸关节2之间设置动力传动件3，通过脚踝关节2的运动产生动力，经过动力传动件3将动力传递给仿生脚趾4，模拟真脚脚部转动关节转动，使用感受与真脚较为相近，达到行走平稳，步态更轻盈自如，给需要的人带来更优良的体感，运用更加更广泛的目的。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：包括仿生脚掌、脚踝关节、动力传动件和仿生脚趾，所述脚踝关节和所述仿生脚趾均连接在所述仿生脚掌上，所述脚裸关节和所述仿生脚趾均在所述仿生脚掌上可活动转动，所述动力传动件设置在脚掌内，且所述动力传动件分别连接所述脚裸关节和所述仿生脚趾，所述脚裸关节与所述仿生脚趾之间可通过动力传动件传动。
2.根据权利要求1所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述仿生脚掌内设置容纳腔，所述动力传动件设置在所述容纳腔内。
3.根据权利要求1所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述动力传动件包括第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第一连接件、第二连接件和曲轴，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第三传动齿轮啮合，所述第一连接件一端连接所述第三传动齿轮，另一端连接所述曲轴的偏心轮，所述第二连接件一端连接所述曲轴的偏心轮。
4.根据权利要求3所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮和曲轴均通过轴承安装于所述仿生脚掌上，均可在所述仿生脚掌上活动转动。
5.根据权利要求3所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述第二连接件另一端安装在所述仿生脚趾的底部上，所述第二连接件在所述仿生脚趾上可活动转动。
6.根据权利要求3所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述脚裸关节下端连接所述第一传动齿轮，所述脚裸关节转动可带动所述第一传动齿轮转动。
7.根据权利要求1所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述仿生脚趾铰接在所述仿生脚掌上可活动转动。
8.根据权利要求1所述的一种模拟脚部关节转动的仿生脚，其特征在于：所述仿生脚掌的底部设置为内凹结构。
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