CN107089276B - 一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构 - Google Patents

一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，所述脚掌结构包括脚掌基座、脚板机构、齿条、齿轮、脚板驱动气缸、脚板驱动活塞，所述脚板机构周向设置在脚掌基座四周。本发明在与地面接触时，它能够更好的限制脚下土壤流动，防止机器人脚部过多沉陷，可实现脚板机构的俯仰运动并实现抓地效果，可减缓土壤流动，更好地适应软土环境；在脚板驱动气缸和脚板驱动活塞之间气动力的作用下，脚板驱动活塞伸长，推动脚板机构的下支架转动，使脚板翻转，进一步增大接触面积，有效地防止机器人脚部沉陷，提高了机器人于软土环境中的行走能力。

Description

一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构
技术领域
本发明涉及一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，属于机器人技术领域。
背景技术
目前，机器人的移动方式主要有轮式、履带式、腿式。在面对沼泽、沙漠等复杂环境时，机器人对于地形的适应问题尤为突出，腿式机器人的适应能力更强，如果对腿式机器人的脚掌结构进一步的设计，使其与地面更加高效地接触，那么可以更好的防止沉陷。如何对腿式机器人的脚掌和脚趾结构进行针对性的设计和改良，改善机器人的脚部沉陷状况，是复杂软土环境下机器人良好运动的重要因素。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，在与地面接触时，它能够更好的限制脚下土壤流动，防止机器人脚部过多沉陷，使机器人更加高效地在软土环境下行走。
一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，所述脚掌结构包括脚掌基座、脚板机构、齿条、齿轮、脚板驱动气缸、脚板驱动活塞，所述脚板机构周向设置在脚掌基座四周；
所述脚掌基座包括脚掌本体、脚掌上盖、脚掌驱动气缸、脚掌驱动活塞，所述脚掌驱动气缸固定连接在所述脚掌本体内部中心位置，所述脚掌驱动活塞固定连接在脚掌上盖下方中心位置处，所述脚掌驱动气缸与脚掌驱动活塞配合，所述脚掌本体与脚掌上盖配合；
所述脚板机构包括一对上支架、若干脚板以及一对下支架，所述上支架和下支架203之间设有若干脚板，且所述脚板上端两侧分别与一对上支架铰链连接，所述脚板下端两侧分别与一对下支架铰链连接，所述上支架与脚掌本体之间为铰链连接；
所述齿条与脚掌上盖固连，所述齿轮与上支架固连，齿条与齿轮相啮合；
所述脚板驱动气缸与上支架之间为铰链连接，脚板驱动活塞与下支架之间为铰链连接，脚板驱动气缸与脚板驱动活塞配合连接。
优选地，所述脚掌驱动气缸和脚板驱动气缸可采用油缸代替。
优选地，所述脚板机构的个数为3～6个。
优选地，所述脚板机构中脚板的个数为2～4个。
有益效果：本发明采用一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，当脚掌与地面接触时，脚板机构竖直插入土壤中，可限制脚下土壤流动，有效固土；在脚掌驱动气缸和脚掌驱动活塞之间气动力的作用下使脚掌本体向下轴向移动，带动齿条轴向移动，即可实现脚板机构的俯仰运动并实现抓地效果，可减缓土壤流动，更好地适应软土环境；在脚板驱动气缸和脚板驱动活塞之间气动力的作用下，脚板驱动活塞伸长，推动脚板机构的下支架转动，使脚板翻转，进一步增大接触面积，有效地防止机器人脚部沉陷，提高了机器人于软土环境中的行走能力。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的脚掌基座装配剖面示意图；
图3是本发明的脚板机构装配示意图；
图4是本发明与地面接触时的立体结构示意图；
图中：1-脚掌基座，101-脚掌本体，102-脚掌上盖，103-脚掌驱动气缸，104-脚掌驱动活塞，2-脚板机构，201-上支架，202-脚板，203-下支架，3-齿条，4-齿轮，5-脚板驱动气缸，6-脚板驱动活塞。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1～4所示，一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，所述脚掌结构包括脚掌基座1、脚板机构2、齿条3、齿轮4、脚板驱动气缸5、脚板驱动活塞6，所述脚板机构2周向设置在脚掌基座1四周；
所述脚掌基座1包括脚掌本体101、脚掌上盖102、脚掌驱动气缸103、脚掌驱动活塞104，所述脚掌驱动气缸103固定连接在所述脚掌本体101内部中心位置，所述脚掌驱动活塞104固定连接在脚掌上盖102下方中心位置处，所述脚掌驱动气缸103与脚掌驱动活塞104配合，所述脚掌本体101与脚掌上盖102配合；
所述脚板机构2包括一对上支架201、若干脚板202以及一对下支架203，所述上支架201和下支架203之间设有若干脚板202，且所述脚板202上端两侧分别与一对上支架201铰链连接，所述脚板202下端两侧分别与一对下支架203铰链连接，所述上支架201与脚掌本体101之间为铰链连接；
所述齿条3与脚掌上盖102固连，所述齿轮4与上支架201固连，所述齿条3与齿轮4相啮合；
所述脚板驱动气缸5与上支架201之间为铰链连接，脚板驱动活塞6与下支架203之间为铰链连接，脚板驱动气缸5与脚板驱动活塞6配合连接。
优选地，所述脚掌驱动气缸103和脚板驱动气缸5可采用油缸代替。
优选地，所述脚板机构2的个数为3～6个。
优选地，所述脚板机构2中脚板202的个数为2～4个。
在本实施例中，脚板机构2的个数为4个，均匀地分布在脚掌基座1的周围；脚板机构2中脚板202的个数为3个，均与上支架201与下支架203铰链连接。
本发明的工作原理如下：
当其与地面接触时，脚板机构2中脚板202竖直插入土壤中，起到限流作用；在脚掌驱动气缸103和脚掌驱动活塞104之间气动力的作用下使脚掌本体101沿轴向上下移动，带动齿条3轴向移动，即可实现脚板机构2的俯仰运动，更好地适应软土环境；在脚板驱动气缸5和脚板驱动活塞6之间气动力的作用下，脚板驱动活塞6伸长，推动脚板机构2的下支架202转动，使脚板机构2翻转，增大接触面积，进一步实现固土，增加行走稳定性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，其特征在于：所述脚掌结构包括脚掌基座（1）、脚板机构（2）、齿条（3）、齿轮（4）、脚板驱动气缸（5）、脚板驱动活塞（6），所述脚板机构（2）周向设置在脚掌基座（1）四周；
所述脚掌基座（1）包括脚掌本体（101）、脚掌上盖（102）、脚掌驱动气缸（103）、脚掌驱动活塞（104），所述脚掌驱动气缸（103）固定连接在所述脚掌本体（101）内部中心位置，所述脚掌驱动活塞（104）固定连接在脚掌上盖（102）下方中心位置处，所述脚掌驱动气缸（103）与脚掌驱动活塞（104）配合，所述脚掌本体（101）与脚掌上盖（102）配合；
所述脚板机构（2）包括一对上支架（ 201） 、若干脚板（202）以及一对下支架（203），所述上支架（201）和下支架（203）之间设有若干脚板（202），且所述脚板（202）上端两侧分别与一对上支架（201）铰链连接，所述脚板（202）下端两侧分别与一对下支架（203）铰链连接，所述上支架（201）与脚掌本体（101）之间为铰链连接；
所述齿条（3）与脚掌上盖（102）固连，所述齿轮（4）与上支架（201）固连，所述齿条（3）与齿轮（4）相啮合；
所述脚板驱动气缸（5）与上支架（201）之间为铰链连接，脚板驱动活塞（6）与下支架（203）之间为铰链连接，脚板驱动气缸（5）与脚板驱动活塞（6）配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，其特征在于：所述脚掌驱动气缸（103）和脚板驱动气缸（5）可采用油缸替代。
3.根据权利要求1所述的一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，其特征在于：所述脚板机构（2）的个数为3～6个。
4.根据权利要求1所述的一种具有可折叠脚趾的机器人脚掌结构，其特征在于：所述脚板机构（2）中脚板（202）的个数为2～4个。
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