CN111619693B - 一种机器人足端机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人足端机构，包括足底结构、足踝结构和第一阻尼结构，所述足底结构位于所述足踝结构的下方并与所述足踝结构转动连接，所述第一阻尼结构设置在所述足踝结构上，且所述足踝结构适于在受到冲击时发生形变并挤压所述第一阻尼结构，所述第一阻尼结构适于在受到挤压时吸收冲击的能量。本发明的机器人足端机构通过在足踝结构上设置第一阻尼结构，使得足端机构与地面发生冲击时能够促使第一阻尼结构发生形变，以便第一阻尼结构在形变过程中吸收足端机构与地面之间产生的冲击能量，从而减少足端机构在着陆时受到的冲击，并不会在足端机构离开地面时对足端机构造成二次冲击，提高了足端机构的着陆缓冲性能。

Description

一种机器人足端机构

技术领域

本发明涉及星球探测机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人足端机构。

背景技术

目前，星球探测足式机器人的主要功能是在星球表面完成稳定着陆，并携带有效载荷行走。而星球探测足式机器人的足端机构是机器人完成稳定着陆和行走的关键部件。但现有的足端机构通常采用缓冲弹簧来进行着陆缓冲，缓冲性能有限。

发明内容

本发明解决的问题是：如何提高足端机构的着陆缓冲性能。

为解决上述问题，本发明提供一种机器人足端机构，包括足底结构、足踝结构和第一阻尼结构，所述足底结构位于所述足踝结构的下方并与所述足踝结构转动连接，所述第一阻尼结构设置在所述足踝结构上，且所述足踝结构适于在受到冲击时发生形变并挤压所述第一阻尼结构，所述第一阻尼结构适于在受到挤压时吸收冲击的能量。

可选地，还包括第二阻尼结构，所述第二阻尼结构设置在所述足底结构的下方并与所述足底结构连接。

可选地，所述足踝结构包括足踝、安装法兰和连杆结构；所述第一阻尼结构设置在所述足踝与所述安装法兰之间，所述足踝与所述安装法兰相对设置，且所述足踝背离所述安装法兰的一端与所述足底结构转动连接；所述连杆结构的一端与所述足踝连接，所述连杆结构的另一端与所述安装法兰连接，且所述连杆结构适于在所述机器人足端机构受到向上的冲击力时驱时动所述安装法兰相对于所述足踝向下移动，以挤压所述第一阻尼结构。

可选地，所述足踝结构还包括弹簧，所述弹簧的两端分别固定在所述足踝和所述安装法兰上，且所述第一阻尼结构位于所述弹簧的空腔内。

可选地，所述第一阻尼结构包括设置在所述安装法兰上的上阻尼橡胶，和/或，设置在所述足踝上的下阻尼橡胶；且所述上阻尼橡胶位于所述安装法兰朝向所述足踝的一侧，所述下阻尼橡胶位于所述足踝朝向所述安装法兰的一侧。

可选地，所述连杆结构包括上拉杆和下拉杆；所述上拉杆与所述下拉杆的一端铰接，所述上拉杆和所述下拉杆的另一端分别与所述安装法兰和所述足踝铰接。

可选地，所述足底结构包括足底和套设在所述足底上的球关节盖；所述球关节盖与所述足踝结构可拆卸连接，所述足底的一端与所述足踝结构转动连接，所述足底的另一端与所述第二阻尼结构可拆卸连接。

可选地，所述足底结构还包括拉簧，所述拉簧的两端分别与所述足底和所述球关节盖连接。

可选地，所述足底包括连接部、平底部和翘边部，所述连接部的一端与所述足踝结构转动连接，所述连接部的另一端与所述平底部连接，所述第二阻尼结构设置在所述平底部上，且所述翘边部由所述平底部朝向所述连接部方向翻折。

可选地，所述连接部与所述足踝结构转动连接的一端呈球状结构，所述球关节盖套设在所述球状结构上，且所述足底适于绕所述球状结构进行转动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的机器人足端机构通过在足踝结构上设置第一阻尼结构，使得足端机构与地面发生冲击时能够促使足踝结构发生形变并挤压第一阻尼结构，使得第一阻尼结构因挤压而发生形变，以便第一阻尼结构在形变过程中吸收足端机构与地面之间产生的冲击能量，从而减少足端机构在着陆时受到的冲击，并不会在足端机构离开地面时对足端机构造成二次冲击，提高了足端机构的着陆缓冲性能；同时，足踝结构与足底结构转动连接，以方便足端机构在不同地形上行走时，足底结构可以相对于足踝结构灵活地作出适应地形的转动，从而保证足底结构与地面的接触面积尽可能的大，进而增大足端机构的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中机器人足端机构的结构示意图；

图2为本发明实施例中机器人足端机构在安装法兰相对于足踝运动至上极限位置时的剖视图；

图3为本发明实施例中上拉杆的结构示意图；

图4为本发明实施例中下拉杆的结构示意图；

图5为本发明实施例中足底结构的结构示意图。

附图标记说明：

1-足底结构，11-足底，111-连接部，112-平底部，1121-第一安装槽，113-翘边部，114-第一拉簧座，12-球关节盖，121-第二拉簧座，122-凹槽，13-拉簧；

2-足踝结构，21-足踝，211-第二插槽，212-下拉杆座，213-半球形凹槽，22-安装法兰，221-第一插槽，222-上拉杆座，23-连杆结构，231-上拉杆，2311-第一限位结构，2312-限位凸起，232-下拉杆，2321-第二限位结构，2322-限位槽，24-弹簧；

3-第一阻尼结构，31-上阻尼橡胶，311-第二安装槽，32-下阻尼橡胶，321-第三安装槽；

4-第二阻尼结构；

5-触发开关，51-上触发开关，52-下触发开关。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

结合图1所示，本发明实施例提供一种机器人足端机构(以下简称足端机构)，包括足底结构1、足踝结构2和第一阻尼结构3，足底结构1位于足踝结构2的下方并与足踝结构2转动连接，第一阻尼结构3设置在足踝结构2上，且足踝结构2适于在受到冲击时发生形变并挤压第一阻尼结构3，第一阻尼结构3适于在受到挤压时吸收冲击的能量。

足踝结构2的底端为足踝结构2位于图1中Z2方向的一端，也是足踝结构2的下端，对应地，足踝结构2的顶端为足踝结构2位于图1中Z1方向的一端，也是足踝结构2的上端；其中，需要说明的是，图1和图2中的Z1方向代表上方，Z2方向代表下方。在足端机构需要与星球探测足式机器人的其他部位组装在一起时，足踝结构2的上端用于与星球探测足式机器人的其他部位进行连接。由于足端机构在着陆时会与地面发生一定的冲击，现有技术中，通过设置缓冲弹簧来进行着陆缓冲，但缓冲弹簧主要是通过压缩蓄能来实现缓冲作用，在足端机构离开地面时，缓冲弹簧压缩时所积蓄的能量会进行释放，容易对足端机构造成二次冲击。

与现有技术相比，本实施例中，通过在足踝结构2上设置第一阻尼结构3，使得足端机构与地面发生冲击时能够促使足踝结构2发生形变并挤压第一阻尼结构3，使得第一阻尼结构3因挤压而发生形变，以便第一阻尼结构3在形变过程中吸收足端机构与地面之间产生的冲击能量，从而减少足端机构在着陆时受到的冲击，并不会在足端机构离开地面时对足端机构造成二次冲击，提高了足端机构的着陆缓冲性能；同时，足踝结构2与足底结构1转动连接，以方便足端机构在不同地形上行走时，足底结构1可以相对于足踝结构2灵活地作出适应地形的转动，从而保证足底结构1与地面的接触面积尽可能的大，进而增大足端机构的稳定性。

可选地，结合图1和图2所示，机器人足端机构还包括第二阻尼结构4，第二阻尼结构4设置在足底结构1的下方并与位于足底结构1连接。

本实施例中，第二阻尼结构4设置在足底结构1的下方，并与足底结构1的底部连接，使得第二阻尼结构4可以充当足底结构1的缓冲足垫，并作为足端机构着陆时的第一级缓冲，而第一阻尼结构3作为第二级缓冲。这样，足端机构在着陆时，首先是第二阻尼结构4与地面之间发生挤压变形，以吸收足端机构与地面之间产生的冲击能量，形成第一级缓冲；然后是足底结构1受到的冲击传递到足踝结构2上，促使足踝结构2发生形变并挤压第一阻尼结构3，使得第一阻尼结构3发生形变，以进一步吸收足端机构与地面之间产生的冲击能量，从而进一步提高了足端机构的着陆缓冲性能。

进一步地，第一阻尼结构3和第二阻尼结构4由阻尼材质制成。阻尼材质可以是塑料，也可以是金属橡胶等具有阻尼特性的材料。

可选地，结合图1所示，足踝结构2包括足踝21、安装法兰22和连杆结构23；第一阻尼结构3设置在足踝21与安装法兰22之间，足踝21与安装法兰22相对设置，且足踝21背离安装法兰22的一端与足底结构1转动连接；连杆结构23的一端与足踝21连接，连杆结构23的另一端与安装法兰22连接；且连杆结构23适于在机器人足端机构受到向上的冲击力时驱动安装法兰22相对于足踝21向下移动，以挤压第一阻尼结构3。

在足端机构受到向上的冲击力时，比如足端机构着陆时地面施加给足端机构的向上冲击力，足端机构在冲击力作用下发生形变，其中，由于地势有高有低，存在不平整的情况，在足端机构着陆时，地面施加给足端机构的冲击力可能是竖直向上的，也可能是斜向上的，故此处所说的向上冲击力可以是竖直向上的冲击力，也可以斜向上的冲击力。具体地，位于足底结构1下方的第二阻尼结构4与地面之间发生挤压，促使第二阻尼结构4发生形变并吸收冲击的能量，同时，足底结构1相对于足踝21进行转动，而且，连杆结构23在冲击力作用下驱动足踝结构2的安装法兰22相对于足踝21向下移动以进行形变，并挤压第一阻尼结构3，促使第一阻尼结构3进一步吸收冲击的能量。本实施例中，安装法兰22位于足踝结构2的上端，用于与星球探测足式机器人的其他部位连接，足踝21位于足踝结构2的下端，用于与足底结构1转动连接，且安装法兰22的轴线与足踝21的轴线重合；连杆结构23的上端和下端分别与安装法兰22和足踝21连接，即通过连杆结构23来实现安装法兰22和足踝21之间的连接。在一个示例中，连杆结构23通过伸缩来调节安装法兰22和足踝21之间的距离，在另一个示例中，连杆结构23可以通过转动来调节安装法兰22和足踝21之间的距离。这样，在足端机构与地面发生冲击时，连杆结构23可以调节安装法兰22与足踝21之间的距离，以使第一阻尼结构3因受挤压而发生形变，并在形变过程中吸收冲击的能量，从而实现提高足端机构的着陆缓冲性能。

进一步地，连杆结构23设置有多个，且多个连杆结构23围绕足踝21或安装法兰22均匀分布。如图1所示，以连杆结构23设置有两个为例，两个连杆结构23以足踝21或安装法兰22的轴线为对称轴呈对称分布。这样，可以使得足踝结构2受到的冲击在连杆结构23的作用下均匀分布在足踝21和安装法兰22上，保证安装法兰22与足踝21平稳地在上下方向上发生相对移动，以平稳地调节安装法兰22与足踝21之间的距离。

可选地，结合图1和图2所示，足踝结构2还包括弹簧24，弹簧24的两端分别固定在足踝21和安装法兰22上，且第一阻尼结构3位于弹簧24的空腔内。

本实施例中，弹簧24、足踝21和安装法兰22这三者的轴线重合，通过设置弹簧24，以在足端机构离地时，足踝结构2能够在弹簧24的作用下进行复位，以方便足端机构在下一次着陆时仍能够进行缓冲吸能，使得足端机构可重复多次使用。

进一步地，足踝21上设有第一弹簧座，安装法兰22上设有第二弹簧座，弹簧24的两端分别固定在第一弹簧座和第二弹簧座上。如此，以实现弹簧24与安装法兰22和足踝21之间的连接。

可选地，结合图1和图2所示，第一阻尼结构3包括设置在安装法兰22上的上阻尼橡胶31，和/或，设置在足踝21上的下阻尼橡胶32；且上阻尼橡胶31位于安装法兰22朝向足踝21的一侧，下阻尼橡胶32位于足踝21朝向安装法兰22的一侧。

本实施例中，可以是仅在安装法兰22上设置上阻尼橡胶31，也可以是仅在足踝21上设置下阻尼橡胶32，还可以是既在安装法兰22上设置上阻尼橡胶31，又在足踝21上设置下阻尼橡胶32，以实现在足踝结构2上设置第一阻尼结构3。如此，在安装法兰22与足踝21之间的距离减小时，会对上阻尼橡胶31和/或下阻尼橡胶32进行挤压，使得上阻尼橡胶31和/或下阻尼橡胶32发生塑性变形，以吸收冲击的能量。

进一步地，结合图2所示，安装法兰22朝向足踝21的一端设有第一插槽221，第一插槽221的槽口朝向足踝21，上阻尼橡胶31与安装法兰22连接的一端插入第一插槽221内。

如此，通过在安装法兰22上设置第一插槽221，并将上阻尼橡胶31插在第一插槽221内，以实现上阻尼橡胶31在安装法兰22上的固定，结构简单，容易实现；而且，将上阻尼橡胶31的一部分容纳在第一插槽221内，可以减小足踝结构2的整体体积，进而减小足端机构的体积，使得足端机构在行走时更加灵活。

进一步地，结合图2所示，足踝21朝向安装法兰22的一端设有第二插槽212，第二插槽212的槽口朝向安装法兰22，下阻尼橡胶32与足踝21连接的一端插入第二插槽212内。

如此，通过在足踝21上设置第二插槽212，并将下阻尼橡胶32插在第二插槽212内，以实现下阻尼橡胶32在足踝21上的固定，结构简单，容易实现；而且，将下阻尼橡胶32的一部分容纳在第二插槽212内，可以进一步减小足踝结构2的整体体积，进而进一步减小足端机构的体积，使得足端机构在行走时更加灵活。

可选地，结合图1和图2所示，连杆结构23包括上拉杆231和下拉杆232；上拉杆231与下拉杆232的一端铰接，上拉杆231和下拉杆232的另一端分别与安装法兰22和足踝21铰接。

在足端机构着陆时，足端机构与地面发生冲击，安装法兰22相对于足踝21向下移动，上拉杆231绕与安装法兰22的铰接处向远离安装法兰22的轴线方向转动，下拉杆232绕与足踝21的铰接处向远离足踝21的轴线方向转动，且上拉杆231和下拉杆232之间的夹角逐渐减小，直至固定在安装法兰22上的上阻尼橡胶31与固定在足踝21上的下阻尼橡胶32相抵接，此时安装法兰22到达下极限位置，使得安装法兰22与足踝21一起对上阻尼橡胶31和下阻尼橡胶32产生挤压，促使上阻尼橡胶31和下阻尼橡胶32发生塑性变形，吸收冲击的能量；在足端机构离地时，安装法兰22在弹簧24的作用下相对于足踝21向上移动以复位，上拉杆231绕与安装法兰22的铰接处朝向安装法兰22的轴线方向转动，下拉杆232绕与足踝21的铰接处朝向足踝21的轴线方向转动，且上拉杆231和下拉杆232之间的夹角逐渐增大，安装法兰22与足踝21之间的距离逐渐增大，上阻尼橡胶31和下阻尼橡胶32分离，直至安装法兰22到达上极限位置时，安装法兰22相对于足踝21停止向上移动。

本实施例中，通过将连杆结构23的上拉杆231与安装法兰22铰接、将下拉杆232与足踝21铰接，以实现连杆结构23与安装法兰22和足踝21之间的连接；同时，采用铰接这种连接方式不仅连接牢固，而且方便上拉杆231相对于安装法兰22、下拉杆232相对于足踝21进行相对转动，以便通过上拉杆231绕与安装法兰22的铰接处、下拉杆232绕与足踝21的铰接处转动来减小或增大安装法兰22与足踝21之间的距离，进而实现上阻尼橡胶31和下阻尼橡胶32之间的挤压或分离。

进一步地，结合图1和图2所示，安装法兰22和足踝21上分别设有上拉杆座222和下拉杆座212，上拉杆231的上端与安装法兰22在上拉杆座222处铰接，下拉杆232的下端与足踝21在下拉杆座212处铰接。如此，通过设置上拉杆座222和下拉杆座212以实现上拉杆231与安装法兰22之间以及下拉杆232与足踝21之间的铰接，不仅可以保证连接的牢固性，而且结构简单，容易生产。

进一步地，结合图2和图3所示，上拉杆231的上端设有第一限位结构2311，第一限位结构2311与上拉杆座222相配合以限制上拉杆231相对于安装法兰22进行转动。如此，通过在上拉杆231与安装法兰22铰接的一端设置第一限位结构2311，以在安装法兰22相对于足踝21向上移动至到达上极限位置时，第一限位结构2311与安装法兰22的上拉杆座222相抵接，以阻碍上拉杆231继续绕与安装法兰22的铰接处转动，从而实现对上拉杆231的转动进行限位。

进一步地，结合图2和图3所示，第一限位结构2311为凸设在上拉杆231上端的第一凸起结构，且第一凸起结构位于上拉杆231朝向弹簧24的一侧。这样，在安装法兰22相对于足踝21到达上极限位置时，第一凸起结构朝向弹簧24一侧的侧面与安装法兰22的上拉杆座222相贴合，使得上拉杆座222能够阻碍上拉杆231继续绕与安装法兰22的铰接处转动，以实现对上拉杆231的转动进行限位。

进一步地，结合图2和图4所示，下拉杆232的下端设有第二限位结构2321，第二限位结构2321与下拉杆座212相配合以限制下拉杆232相对于足踝21进行转动。如此，通过在下拉杆232与足踝21铰接的一端设置第二限位结构2321，以在安装法兰22相对于足踝21向上移动至到达上极限位置时，第二限位结构2321与足踝21的下拉杆座212相抵接，以阻碍下拉杆232继续绕与足踝21的铰接处转动，从而实现对下拉杆232的转动进行限位。

进一步地，结合图2和图4所示，第二限位结构2321为凸设在下拉杆232下端的第二凸起结构，且第二凸起结构位于下拉杆232朝向弹簧24的一侧。这样，在安装法兰22相对于足踝21到达上极限位置时，第二凸起结构朝向弹簧24一侧的侧面与足踝21的下拉杆座212相贴合，使得下拉杆座212能够阻碍下拉杆232继续绕与足踝21的铰接处转动，以实现对下拉杆232的转动进行限位。

进一步地，结合图1至图3所示，上拉杆231上设有限位凸起2312，且限位凸起2312设置在上拉杆231与下拉杆232铰接的一端，下拉杆232上与限位凸起2312相对应的位置处设有限位槽2322；在安装法兰22相对于足踝21到达上极限位置时，限位凸起2312与限位槽2322的槽壁相贴合，以限制上拉杆231与下拉杆232进行相对转动。

如此，在上拉杆231和下拉杆232之间发生相对转动且上拉杆231和下拉杆232之间的夹角逐渐增大时，限位凸起2312随上拉杆231一起绕与下拉杆232的铰接处转动，当安装法兰22相对于足踝21到达上极限位置时，限位凸起2312转动至与限位槽2322的槽壁相贴合，使得限位槽2322的槽壁能够阻碍上拉杆231和下拉杆232之间继续发生相对转动，从而可以进一步对连杆结构23的转动进行限位。

进一步地，结合图2至图4所示，下拉杆232朝向弹簧24的一侧和背离弹簧24的一侧均设有限位槽2322，且下拉杆232朝向弹簧24一侧的限位槽2322位于下拉杆232与上拉杆231铰接的一端，下拉杆232背离弹簧24一侧的限位槽2322位于下拉杆232与足踝21铰接的一端。

这样，通过在下拉杆232朝向弹簧24的一侧和背离弹簧24的一侧均设有限位槽2322，使得在将上拉杆231与下拉杆232进行铰接时，不管上拉杆231与下拉杆232的上端铰接，还是与下拉杆232的下端铰接，都可以保证上拉杆231上的限位凸起2312能够与下拉杆232上的限位槽2322相配合，以对上拉杆231与下拉杆232之间的相对转动进行限位，而无需区分上拉杆231与下拉杆232的哪一端进行铰接，不仅降低了上拉杆231与下拉杆232之间的安装难度，而且可以防止发生误装。

可选地，结合图1和图2所示，足底结构1包括足底11和套设在足底11上的球关节盖12；球关节盖12与足踝结构2可拆卸连接，足底11的一端与足踝结构2转动连接，足底11的另一端与第二阻尼结构4可拆卸连接。

本实施例中，球关节盖12通过螺钉或螺栓等紧固件可拆卸安装在足踝结构2的足踝21上，足底11的上端与足踝21转动连接，第二阻尼结构4通过螺钉或螺栓等紧固件可拆卸安装在足底11的下端。如此，通过足底11与足踝21之间的转动连接以实现足底结构11与足踝结构2之间的转动连接，通过球关节盖12与足踝21之间的可拆卸连接以方便足底结构1与足踝结构2之间的拆装。

可选地，结合图1和图2所示，足底结构1还包括拉簧13，拉簧13的两端分别与足底11和球关节盖12连接。

本实施例中，通过设置拉簧13，以保证足底11在不受外力的自由状态时，足底11能够在拉簧13的作用下恢复到足底11与足踝21的轴线垂直的状态，使得足底11相对于足踝21的姿态具有自动复位功能，从而可以保证足端机构在下一次着陆时足底11与地面的接触面积较大，使得足端机构的着陆更加平稳。

进一步地，拉簧13设置有多个，且多个拉簧13绕足底11的轴线均匀分布。如此，使得拉簧13与足底11、球关节盖12之间受力均匀，进一步保证足底11在不受外力的自由状态时，足底11能够在拉簧13的作用下恢复到足底11与足踝21的轴线垂直的状态。

进一步地，结合图2所示，足底11和球关节盖12上分别设有第一拉簧座114和第二拉簧座121，拉簧13的两端分别与第一拉簧座114和第二拉簧座121连接。具体地，拉簧13的两端通过倒钩的方式钩在第一拉簧座114和第二拉簧座121上，以方便拆装。

可选地，结合图2和图5所示，足底11包括连接部111、平底部112和翘边部113，连接部111的一端与足踝结构2转动连接，连接部111的另一端与平底部112连接，第二阻尼结构4设置在平底部112上，且翘边部113由平底部112朝向连接部111方向翻折。

本实施例中，连接部111、平底部112和翘边部113一体成型，平底部112呈圆形或方形或椭圆形等板状结构，翘边部113围绕平底部112的边缘设置，并由平底部112的边缘朝向连接部111方向延伸，且连接部111位于平底部112和翘边部113所围成的区域内。

这样，在足端机构与地面接触时，平底部112增大了足端机构与地面的接触面积，从而进一步增加了足端机构的稳定；同时，在足端机构与地面接触发生沉陷时，翘边部113可以阻挡土或沙等异物进入到平底部112上，即进入到足端机构内，防止土或沙等异物影响足端机构在地面上进行走行运动。

进一步地，结合图2所示，平底部112背离足踝结构2一侧的侧面上设有第一安装槽1121，第二阻尼结构4设置在第一安装槽1121内。

这样，通过将第二阻尼结构4安装在第一安装槽1121内，使得第二阻尼结构4的一部分能够容纳在第一安装槽1121内，不仅可以保证第二阻尼结构4与足底11之间连接时的稳固性，而且，与第二阻尼结构4凸设在足底11的下端面上相比，将第二阻尼结构4设置在第一安装槽1121内还可以减小足端机构的整体高度，降低足端机构的重心，使得足端机构在地面上走行时更加平稳。

进一步地，结合图2和图5所示，第二阻尼结构4和/或翘边部113背离足踝结构2一侧的侧面上设有花纹。这样，在第二阻尼结构4和/或翘边部113上设计花纹，可以增大足端机构与地面的摩擦力，提高足端机构的力学性能。

可选地，结合图2和图5所示，连接部111与足踝结构2转动连接的一端呈球状结构，球关节盖12套设在球状结构上，且足底11适于绕球状结构进行转动。

本实施例中，球关节盖12套设在球状结构上，且球关节盖12与足踝21通过可拆卸连接将连接部111的球状结构与足踝21连接在一起，防止连接部111的球状结构与足踝21发生相对转动时产生分离。球状结构具有多条轴线，足底11可以绕球状结构的任意一条轴线进行转动。这样，足底11、球关节盖12以及足踝21形成球副连接，使得足底11可以绕连接部111的球状结构的任意一条轴线进行转动，在足端机构遇到不同地形时，使得足底11能够灵活地做出适应地形的转动，保证足底11以及设置在足底11上的第二阻尼结构4与地面的接触面积尽可能的大，从而进一步增大足端机构的稳定性。

进一步地，结合图2所示，足踝结构2上与球状结构相对应的位置处设有半球形凹槽214，球状结构卡接在半球形凹槽214内并适于在半球形凹槽214内转动。这样，足底11与足踝21的转动配合处采用掏空设计，有利于减轻足端机构的质量，达到轻质化的效果。

可选地，结合图2所示，机器人足端机构还包括设置在第一阻尼结构3上的触发开关5，触发开关5适于在机器人足端机构触地变形时产生触发信号。

这样，在足端机构与地面接触并发生形变时，第一阻尼结构3因受到挤压而使得触发开关5产生触发信号，作为触地感知信号，反馈到相应的设备仪器上，以便于根据触地感知信号了解足端机构在地面上走行的状态，方便作出适应性调整。

具体地，结合图2所示，触发开关5包括设置在上阻尼橡胶31上的上触发开关51，和/或，设置在下阻尼橡胶32上的下触发开关52。如此，通过上触发开关51与下阻尼橡胶32或下阻尼橡胶32上的下触发开关52接触，或者，下触发开关52与上阻尼橡胶31或上阻尼橡胶31上的上触发开关51接触时，以触发上触发开关51和/或下触发开关52产生触发信号。

进一步地，结合图2所示，上阻尼橡胶31朝向足踝21的一端设有第二安装槽311，第二安装槽311的槽口朝向足踝21，且上触发开关51设置在第二安装槽311内；下阻尼橡胶32朝向安装法兰22的一端设有第三安装槽321，第三安装槽321的槽口朝向安装法兰22，且下触发开关52设置在第三安装槽321内。如此，通过在上阻尼橡胶31上设置第二安装槽311以实现上触发开关51的安装，通过在下阻尼橡胶32上设置第三安装槽321以实现下触发开关52的安装，结构简单，容易生产；而且，将上触发开关51和下触发开关52的一部分分别容纳在第二安装槽311和第三安装槽321内，可以进一步减小足踝结构2的整体体积，进而进一步减小足端机构的体积，使得足端机构在行走时更加灵活。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人足端机构，其特征在于，包括足底结构(1)、足踝结构(2)和第一阻尼结构(3)，所述足底结构(1)位于所述足踝结构(2)的下方并与所述足踝结构(2)转动连接，所述第一阻尼结构(3)设置在所述足踝结构(2)上，且所述足踝结构(2)适于在受到冲击时发生形变并挤压所述第一阻尼结构(3)，所述第一阻尼结构(3)适于在受到挤压时吸收冲击的能量；

所述足踝结构(2)包括足踝(21)、安装法兰(22)和连杆结构(23)；所述第一阻尼结构(3)设置在所述足踝(21)与所述安装法兰(22)之间，所述足踝(21)与所述安装法兰(22)相对设置，且所述足踝(21)背离所述安装法兰(22)的一端与所述足底结构(1)转动连接；所述连杆结构(23)的一端与所述足踝(21)连接，所述连杆结构(23)的另一端与所述安装法兰(22)连接，且所述连杆结构(23)适于在所述机器人足端机构受到向上的冲击力时驱动所述安装法兰(22)相对于所述足踝(21)向下移动，以挤压所述第一阻尼结构(3)。

2.根据权利要求1所述的机器人足端机构，其特征在于，还包括第二阻尼结构(4)，所述第二阻尼结构(4)设置在所述足底结构(1)的下方并与所述足底结构(1)连接。

3.根据权利要求2所述的机器人足端机构，其特征在于，所述足踝结构(2)还包括弹簧(24)，所述弹簧(24)的两端分别固定在所述足踝(21)和所述安装法兰(22)上，且所述第一阻尼结构(3)位于所述弹簧(24)的空腔内。

4.根据权利要求2所述的机器人足端机构，其特征在于，所述第一阻尼结构(3)包括设置在所述安装法兰(22)上的上阻尼橡胶(31)，和/或，设置在所述足踝(21)上的下阻尼橡胶(32)；且所述上阻尼橡胶(31)位于所述安装法兰(22)朝向所述足踝(21)的一侧，所述下阻尼橡胶(32)位于所述足踝(21)朝向所述安装法兰(22)的一侧。

5.根据权利要求2所述的机器人足端机构，其特征在于，所述连杆结构(23)包括上拉杆(231)和下拉杆(232)；所述上拉杆(231)与所述下拉杆(232)的一端铰接，所述上拉杆(231)和所述下拉杆(232)的另一端分别与所述安装法兰(22)和所述足踝(21)铰接。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的机器人足端机构，其特征在于，所述足底结构(1)包括足底(11)和套设在所述足底(11)上的球关节盖(12)；所述球关节盖(12)与所述足踝结构(2)可拆卸连接，所述足底(11)的一端与所述足踝结构(2)转动连接，所述足底(11)的另一端与所述第二阻尼结构(4)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的机器人足端机构，其特征在于，所述足底结构(1)还包括拉簧(13)，所述拉簧(13)的两端分别与所述足底(11)和所述球关节盖(12)连接。

8.根据权利要求6所述的机器人足端机构，其特征在于，所述足底(11)包括连接部(111)、平底部(112)和翘边部(113)，所述连接部(111)的一端与所述足踝结构(2)转动连接，所述连接部(111)的另一端与所述平底部(112)连接，所述第二阻尼结构(4)设置在所述平底部(112)上，且所述翘边部(113)由所述平底部(112)朝向所述连接部(111)方向翻折。

9.根据权利要求8所述的机器人足端机构，其特征在于，所述连接部(111)与所述足踝结构(2)转动连接的一端呈球状结构，所述球关节盖(12)套设在所述球状结构上，且所述足底(11)适于绕所述球状结构进行转动。

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