CN109109999A - 一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫，包括双向螺旋开关、推程开关、辅助足垫、辅助支架、复位弹簧、上方连接环、下方连接环和硬地面着陆足垫，通过沙性土壤直接压迫位于硬地面着陆足垫底部的推程开关，将辅助足垫缓缓放下，增大足‑壤间接触面积并将接触点增至6个，既能防止足式机器人陷入沙土，也可以使机器人的行走更加稳定，当足垫离开沙土时，在复位弹簧的作用下，将辅助足垫收起，减少足垫体积，增强机器人行走灵活性，在复位弹簧的作用下，根据足‑壤间接触力的大小自动调节足‑壤间接触面积并适应沙土与硬性地面。

Description

一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫

技术领域

本发明涉及一种足式机器人足垫，具体涉及一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫。

背景技术

四足机器人适应环境的能力较强，因足垫直接与地面相互作用，使得足垫对地面的自适应性的要求很高，若机器人行走在硬性地面时，希望机器人足垫与地面的接触面积减小，并减小足垫触土面积，以提高机器人行走的灵活性与机动性；当机器人行走在沙性地面时，希望增大足-地接触面积，并将足-地接触点增多，以防止机器人在沙性地面行走时的下陷，提高机器人行走的稳定性和通过性，传统的机器人足大都为刚性足垫，适应松软地面的能力较差，影响机器人行走时的通过性，稳定性，和机动性，而本发明可使机器人足垫适应硬地面与沙土地面间的相互转换，提高足式机器人行走的稳定性，机动性和通过性，可移植性好，自适应能力强。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应沙土地面的连杆式四足机器人足垫，通过沙性土壤直接压迫位于硬地面着陆足垫底部的推程开关，将辅助足垫缓缓放下，增大足-壤间接触面积并将接触点增至6个，既能防止足式机器人陷入沙土，也可以使机器人的行走更加稳定，当足垫离开沙土时，在复位弹簧的作用下，将辅助足垫收起，减少足垫体积，增强机器人行走灵活性，在复位弹簧的作用下，根据足-壤间接触力的大小自动调节足-壤间接触面积并适应沙土与硬性地面。

一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫，包括双向螺旋开关、推程开关、辅助足垫、辅助支架、复位弹簧、上方连接环、下方连接环和硬地面着陆足垫，硬地面着陆足垫主体中部设为中空结构,下方连接环刚性连接在硬地面着陆足垫上端，推程开关设为圆柱状，安装在硬地面着陆足垫内部中空结构处，其推程开关主体中部开设有一凹槽，凹槽表面设有第一卡槽支杆，双向螺旋开关安装于推程开关凹槽处，双向螺旋开关上半部分具有和下半部分向相反的两条螺纹槽，双向螺旋开关下半部分的螺旋槽与推程开关凹槽表面的第一卡槽支杆相互配合，复位弹簧安装在推程开关与双向螺旋开关之间，上方连接环设置在双向螺旋开关上，上方连接环内部设置有第二卡槽支杆，上方连接环内部的第二卡槽支杆与双向螺旋开关上半部分的螺旋槽相互配合；辅助支架为连杆机构，分别与下方连接环和上方连接环铰接，辅助支架端部设置有辅助足垫。

所述辅助足垫材质为柔性橡胶。

所述硬地面着陆足垫为碗状结构，以保证足式机器人行走在硬地面时不会触发推程开关，且能保护开关，而当足式机器人行走在松软沙地时，沙土能直接作用于推程开关。

本发明的工作原理及使用过程：

当机器人行走在硬地面时，由硬地面着陆足垫作为触地部分，而当机器人行走在松软沙性地面时，硬地面着陆足垫沉陷于沙性地面，此时沙土直接作用于推程开关，使其向上直线运动，在推程开关内部第一卡槽支杆和双向螺旋开关下半部分的螺纹槽的配合下，迫使双向螺旋开关转动，双向螺旋开关上半部分具有和下半部分向相反的两条螺纹槽，在上方连接环内部第二卡槽支杆和螺纹槽的配合下，带动上方连接环向下运动，从而使辅助支架向下运动，在辅助支架的作用下，使辅助足垫下降并张开，最终辅助足垫与硬地面着陆足垫平齐，增大了足-地间接触面积，并将着陆点增为6个，使机器人触地更为稳定；当机器人足垫离开沙性地面时，由于推程开关内部具有复位弹簧，被压缩的复位弹簧可使推程开关向下直线运动，并排出储存于硬地面着陆足垫内部的沙土，在推程开关内部第一卡槽支杆和双向螺旋开关下半部分螺纹槽的配合下，使双向螺旋开关回转，从而带动上方连接环向上运动，使辅助支架收回，并收起辅助足垫，减少足-地间接触面积与足垫所占空间，增大机器人足运动灵活性与机动性。

本发明的有益效果：

1、根据地面类型和机器人足垫-地间接触力自主调节地面与足垫接触面积，接触力大时，足垫-地间接触面积增大并将接触点增大到6个，既能减缓足垫的下陷，又能使足式机器人着陆更为稳定；当机器人离开沙土地形，辅助足垫收起，减小机器人足垫体积，增大足垫机动性和灵活性。

2、当足式机器人行走在凹凸不平的硬地面时，在硬地面着陆足垫的作用下，可保护推程开关，避免石子等坚硬物体误触开关，当机器人行走于沙地并多次触发推程开关时，可将多余沙土过滤，避免沙土储存于开关附近，造成装置运作不顺畅。

3、当机器人行走于松软地面时，由机器人足垫-地接触力大小调节足垫-地间接触面积，当足垫离开地面时，足垫-地间接触力减小，足垫的面积自动减小，能够保证机器人腿部运动灵活性，从而有利于机器人的行走。

附图说明

图1为本发明张开时的立体示意图。

图2为本发明闭合时的立体示意图。

图3为本发明的剖视图。

图4为本发明的双向螺旋开关。

图5为本发明的硬地面着陆足垫。

图6为图5中的A-A处硬地面着陆足垫的剖视图。

图7为本发明的上方连接环立体示意图。

图8为上方连接环的剖视图。

图9为本发明的推程开关主视图。

图10为图9中的A-A处推程开关剖视图。

具体实施方式

请参阅图1至图10所示，一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫，包括双向螺旋开关1、推程开关2、辅助足垫3、辅助支架4、复位弹簧5、上方连接环6、下方连接环7和硬地面着陆足垫8，硬地面着陆足垫8主体中部设为中空结构,下方连接环7刚性连接在硬地面着陆足垫8上端，推程开关2设为圆柱状，安装在硬地面着陆足垫8内部中空结构处，其推程开关2主体中部开设有一凹槽，凹槽表面设有第一卡槽支杆20，双向螺旋开关1安装于推程开关2凹槽处，双向螺旋开关1上半部分具有和下半部分向相反的两条螺纹槽，双向螺旋开关1下半部分的螺旋槽与推程开关2凹槽表面的第一卡槽支杆20相互配合，复位弹簧5安装在推程开关2与双向螺旋开关1之间，上方连接环6设置在双向螺旋开关1上，上方连接环6内部设置有第二卡槽支杆60，上方连接环6内部的第二卡槽支杆60与双向螺旋开关1上半部分的螺旋槽相互配合；辅助支架4为连杆机构，分别与下方连接环7和上方连接环6铰接，辅助支架4端部设置有辅助足垫3。

所述辅助足垫3材质为柔性橡胶。

所述硬地面着陆足垫8为碗状结构，以保证足式机器人行走在硬地面时不会触发推程开关2，且能保护开关，而当足式机器人行走在松软沙地时，沙土能直接作用于推程开关2。

本实施例的工作原理及使用过程：

请参阅图1至图10所示，当机器人行走在硬地面时，由硬地面着陆足垫8作为触地部分，而当机器人行走在松软沙性地面时，硬地面着陆足垫8沉陷于沙性地面，此时沙土直接作用于推程开关2，使其向上直线运动，在推程开关2内部第一卡槽支杆20和双向螺旋开关1下半部分的螺纹槽的配合下，迫使双向螺旋开关1转动，双向螺旋开关1上半部分具有和下半部分向相反的两条螺纹槽，在上方连接环6内部第二卡槽支杆60和螺纹槽的配合下，带动上方连接环6向下运动，从而使辅助支架4向下运动，在辅助支架4的作用下，使辅助足垫3下降并张开，最终辅助足垫3与硬地面着陆足垫8平齐，增大了足-地间接触面积，并将着陆点增为6个，使机器人触地更为稳定；当机器人足垫离开沙性地面时，由于推程开关2内部具有复位弹簧5，被压缩的复位弹簧5可使推程开关2向下直线运动，并排出储存于硬地面着陆足垫8内部的沙土，在推程开关2内部第一卡槽支杆20和双向螺旋开关1下半部分螺纹槽的配合下，使双向螺旋开关1回转，从而带动上方连接环6向上运动，使辅助支架4收回，并收起辅助足垫3，减少足-地间接触面积与足垫所占空间，增大机器人足运动灵活性与机动性。

Claims (3)

1.一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫，其特征在于：包括双向螺旋开关(1)、推程开关(2)、辅助足垫(3)、辅助支架(4)、复位弹簧(5)、上方连接环(6)、下方连接环(7)和硬地面着陆足垫(8)，硬地面着陆足垫(8)主体中部设为中空结构,下方连接环(7)刚性连接在硬地面着陆足垫(8)上端，推程开关(2)设为圆柱状，安装在硬地面着陆足垫(8)内部中空结构处，其推程开关(2)主体中部开设有一凹槽，凹槽表面设有第一卡槽支杆(20)，双向螺旋开关(1)安装于推程开关(2)凹槽处，双向螺旋开关(1)上半部分具有和下半部分向相反的两条螺纹槽，双向螺旋开关(1)下半部分的螺旋槽与推程开关(2)凹槽表面的第一卡槽支杆(20)相互配合，复位弹簧(5)安装在推程开关(2)与双向螺旋开关(1)之间，上方连接环(6)设置在双向螺旋开关(1)上，上方连接环(6)内部设置有第二卡槽支杆(60)，上方连接环(6)内部的第二卡槽支杆(60)与双向螺旋开关(1)上半部分的螺旋槽相互配合；辅助支架(4)为连杆机构，分别与下方连接环(7)和上方连接环(6)铰接，辅助支架(4)端部设置有辅助足垫(3)。

2.根据权利要求1所述的一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫，其特征在于：所述辅助足垫(3)材质为柔性橡胶。

3.根据权利要求1所述的一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫，其特征在于：所述硬地面着陆足垫(8)为碗状结构。