CN214057754U - 一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构 - Google Patents
一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214057754U CN214057754U CN202120050765.1U CN202120050765U CN214057754U CN 214057754 U CN214057754 U CN 214057754U CN 202120050765 U CN202120050765 U CN 202120050765U CN 214057754 U CN214057754 U CN 214057754U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hoof
- clack
- flap
- soft
- foot structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 210000000003 hoof Anatomy 0.000 title claims abstract description 137
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 38
- 206010049244 Ankyloglossia congenital Diseases 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 241000938605 Crocodylia Species 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 101001017827 Mus musculus Leucine-rich repeat flightless-interacting protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，包括第一蹄瓣、第二蹄瓣、弹簧和连接部，所述的第一蹄瓣和第二蹄瓣上下两端为方向相反的马蹄形，马蹄形的凹槽内填充有凝胶，第一蹄瓣穿过第二蹄瓣的条形通孔与第二蹄瓣呈X型交叉设置，第一蹄瓣与第二蹄瓣交叉处通过枢轴连接；第一蹄瓣和第二蹄瓣两侧的上下条形通孔之间分别连接有弹簧；所述的连接部位于第一蹄瓣和第二蹄瓣之间，下端枢接在枢轴上。本实用新型根据仿生原理，通过模仿蹄类动物在松软地面蹄部的运动变化来对机器人在松软地面的行走进行改进，以达到四足机器人在不同含水量地面都能有较好的行走效果的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人足部结构，特别涉及一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构。
背景技术
随着科技的发展，机器人的研发快速进步，科学界从爬行动物、哺乳动物等自然界生物中得到灵感，用一些机械结构和材料的组合达到仿生的效果，应用于机器人领域，使机械结构更加灵活，在一些方面功能更加完善。目前现有的机器人足部结构大多为球形或圆柱形，所适宜的行走地面非常有限，当球柱形的机器人在非常规地面，比如较为松软的沙地或者是含水量较多的泥地中行走时，则容易发生足部打滑、下陷、抬起困难等现象。难以实现蹄尖着地、垂直入土、蹄瓣张开、蹄瓣固土、出土收拢等功能，运行效率低，在松软潮湿土壤产生的张力和吸附力作用下举步维艰，安装的普适性差，考虑到过于复杂的机械结构在松软潮湿路面中难以有效运行，且后期维护成本较大，给在松软地面稳定行走的机器人研究带来一定阻碍。
发明内容
本实用新型为了解决上述技术问题以达到四足机器人在不同含水量地面都能有较好的行走效果的目的，提供一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，包括第一蹄瓣、第二蹄瓣、弹簧和连接部，所述的第一蹄瓣和第二蹄瓣为长条形，上下两端为方向相反的马蹄形，马蹄形的凹槽内填充有凝胶，第一蹄瓣和第二蹄瓣的中部设有条形通孔，第一蹄瓣穿过第二蹄瓣的条形通孔与第二蹄瓣呈X型交叉设置，第一蹄瓣与第二蹄瓣交叉处通过枢轴连接；第一蹄瓣和第二蹄瓣两侧的上下条形通孔之间分别连接有弹簧；所述的连接部位于第一蹄瓣和第二蹄瓣之间，下端枢接在枢轴上。
第一蹄瓣的两外侧边和第二蹄瓣的条形通孔的两侧边分别设有限位槽，第一蹄瓣两侧的限位槽分别与第二蹄瓣的两限位槽交接。
所述的连接部包括连接座、系带和固定环，其中连接座包括上部圆台和下部支柱，圆台和支柱相连；圆台上表面设有凹槽，凹槽内填充有凝胶，圆台周圈设有数个连接耳，支柱的下端设有轴孔，通过轴孔与第一蹄瓣和第二蹄瓣之间的枢轴连接；系带的下端与圆台通过连接耳相连，系带上沿系带纵向设有数个连接孔；固定环位于足部结构的上方，固定环的内圈设有数个连接槽，连接槽内带有凸起部，所述的凸起部扣合在系带的连接孔内使系带与固定环相连。
所述的连接座的圆台低于第一蹄瓣和第二蹄瓣的顶端。
所述的固定环设有开口，开口处的两端头设有通孔，通孔内插有螺栓，螺栓另一端连接有螺母。
本实用新型的工作原理：
在使用前，先将固定环套在机器人腿部，然后将机器人原足部或腿部结构放在连接座上，调整系带在固定环内连接槽上的位置，将连接槽内的凸起部扣合在系带的连接孔内使系带与固定环相连，调整固定环的高度至到机器人原足部或腿部与本实用新型紧密贴合后，将固定环开口处的螺栓和螺母拧紧，将固定环紧固在机器人腿部，固定好后即可开始运动。此时本实用新型连接座顶部凹槽处凝胶与机器人原足部紧密贴合，系带紧贴机器人原足部，保证了连接的紧密性。
在工作过程中，当机器人足部落下与地面接触，本实用新型足部结构受到机器人自身重力的作用，由于蹄瓣底部边缘突出，中间凹陷，受力后第一蹄瓣和第二蹄瓣自然向相反方向分开，两侧的弹簧被压缩；落下后的足部结构运动变化与蹄类动物的蹄部运动相似，其底部边缘突出的骨架向外移动，起到排沙的作用，使得足部在地面更稳定；而本实用新型足部结构底部填充的耐摩擦凝胶材料部分与地面接触，受挤压后形变面积扩大，增加摩擦力，凝胶的变形同时也将地面的沙土聚起，为足部提供更多支持力，也使得行走更加稳定，不易打滑。
当机器人足部抬起时，弹簧自然伸长产生回弹力，将第一蹄瓣和第二蹄瓣相向挤压还原成原有的近似垂直状态，过程中状态快速的改变加快了泥沙离开足部结构的速度，起到更好的排泥效果。第一蹄瓣和第二蹄瓣上部的马蹄形结构内侧填充的凝胶材料起到缓冲作用，防止第一蹄瓣和第二蹄瓣在弹簧的作用下快速复位对机器人腿部造成冲击。
本实用新型的有益效果：
本实用新型为立式结构，根据仿生原理，通过模仿蹄类动物在松软地面蹄部的运动变化来对机器人在松软地面的行走进行改进，以达到四足机器人在不同含水量地面都能有较好的行走效果的目的。本实用新型可适用领域广泛，可调节的穿戴模式也适用于市面上大部分四足机器人，实用性强。仿蹄瓣式的结构设计大大优化了四足机器人在柔性地面上的行走能力，也增强了它的负载性能，为实际应用增添更多可能性。可穿戴式设计大大减小了机器人在足部更新换代上的开销和工作量，为使用者们提供了便利。弹性凝胶材料的填充，使得足部结构的活动更加合理，也使得连接更加紧密稳定。采用弹簧作为往复运动的还原装置，更加简单耐用，有较强的容错率，成本较低。弹簧与地面相垂直，如果在高含水量地面行走时，弹簧的快速还原能够甩出足部上带有的泥沙，减少多余的负重，也使得抬起更加轻盈。系带上均匀分布的孔洞，可以与固定环上的连接槽凸起部紧密贴合，通过选择不同的孔位可以使装置更加贴合原有足部，适应性强，应用面广。第一蹄瓣和第二蹄瓣的限位槽槽在辅助蹄瓣转动的同时也能很好的起到避免运动过度的作用。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型第一蹄瓣结构示意图；
图3为本实用新型第二蹄瓣结构示意图；
图4为本实用新型蹄瓣结构顶部示意图；
图5为本实用新型蹄瓣结构底部示意图；
图6为本实用新型连接座结构示意图；
图7为本实用新型连接座与系带连接结构示意图；
图8为本实用新型固定环结构示意图；
图9为本实用新型固定环与系带连接结构示意图；
1、第一蹄瓣 2、第二蹄瓣 3、弹簧 4、连接部 5、凹槽
6、条形通孔 7、枢轴 8、限位槽 9、连接座 10、系带
11、固定环 12、圆台 13、支柱 14、连接耳 15、轴孔
16、连接孔 17、连接槽 18、凸起部 19、通孔 20、螺栓
21、螺母。
具体实施方式
请参阅图1-9所示：
本实用新型提供一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，包括第一蹄瓣1、第二蹄瓣2、弹簧3和连接部4，所述的第一蹄瓣1和第二蹄瓣2为长条形，上下两端为方向相反的马蹄形，马蹄形的凹槽5内填充有耐摩擦、有弹性的凝胶材料，第一蹄瓣1和第二蹄瓣2的中部设有条形通孔6，第一蹄瓣1穿过第二蹄瓣2的条形通孔6与第二蹄瓣2呈X型交叉设置，第一蹄瓣1与第二蹄瓣2交叉处通过枢轴7连接；第一蹄瓣1和第二蹄瓣2两侧的上下条形通孔6之间分别连接有弹簧3；所述的连接部4位于第一蹄瓣1和第二蹄瓣2之间，下端枢接在枢轴7上。
第一蹄瓣1的两外侧边和第二蹄瓣2的条形通孔6的两侧边分别设有限位槽8，第一蹄瓣1两侧的限位槽8分别与第二蹄瓣2的两限位槽8交接，起到旋转限位的作用。
所述的连接部4包括连接座9、系带10和固定环11，其中连接座9包括上部圆台12和下部支柱13，圆台12和支柱13相连；圆台12上表面设有凹槽5，凹槽5内填充有耐摩擦、有弹性的凝胶材料，圆台12周圈设有四个连接耳14，支柱13的下端设有轴孔15，通过轴孔15与第一蹄瓣1和第二蹄瓣2之间的枢轴7连接；系带10的下端与圆台12通过连接耳14相连，系带10上沿系带纵向设有数个连接孔16；固定环11位于足部结构的上方，固定环11的内圈设有四个连接槽17，连接槽17内带有凸起部18，所述的凸起部18扣合在系带10的连接孔16内使系带10与固定环11相连。
所述的连接座9的圆台12低于第一蹄瓣1和第二蹄瓣2的顶端。
所述的固定环11设有开口，开口处的两端头设有通孔19，通孔19内插有螺栓20，螺栓20另一端连接有螺母21，通过调节螺母21进而调节固定环11的松紧度。
本实用新型的工作原理：
在使用前，先将固定环11套在机器人腿部，然后将机器人原足部或腿部结构放在连接座9上，调整四条系带10在固定环11内连接槽17上的位置，将连接槽17内的凸起部18扣合在系带10的连接孔16内使系带10与固定环11相连，调整固定环11的高度至到机器人原足部或腿部与本实用新型紧密贴合后，将固定环11开口处的螺栓20和螺母21拧紧，将固定环11紧固在机器人腿部，固定好后即可开始运动。此时本实用新型连接座9顶部凹槽5处凝胶与机器人原足部紧密贴合，系带10紧贴机器人原足部，保证了连接的紧密性。
在工作过程中，当机器人足部落下与地面接触，本实用新型足部结构受到机器人自身重力的作用，由于蹄瓣底部边缘突出，中间凹陷，受力后第一蹄瓣1和第二蹄瓣2自然向相反方向分开，两侧的弹簧3被压缩，弹簧3同时起到防止张开速度过快和限位的作用；落下后的足部结构运动变化与蹄类动物的蹄部运动相似，其底部边缘突出的骨架向外移动，起到排沙的作用，使得足部在地面更稳定；而本实用新型足部结构底部填充的耐摩擦凝胶材料部分与地面接触，受挤压后形变面积扩大，增加摩擦力，凝胶的变形同时也将地面的沙土聚起，为足部提供更多支持力，也使得行走更加稳定，不易打滑。
当机器人足部抬起时，弹簧3自然伸长产生回弹力，将第一蹄瓣1和第二蹄瓣2相向挤压还原成原有的近似垂直状态，过程中状态快速的改变加快了泥沙离开足部结构的速度，起到更好的排泥效果。第一蹄瓣1和第二蹄瓣2上部的马蹄形结构内侧填充的凝胶材料起到缓冲作用，防止第一蹄瓣1和第二蹄瓣2在弹簧3的作用下快速复位对机器人腿部造成冲击。
Claims (5)
1.一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，其特征在于：包括第一蹄瓣、第二蹄瓣、弹簧和连接部，所述的第一蹄瓣和第二蹄瓣为长条形，上下两端为方向相反的马蹄形，马蹄形的凹槽内填充有凝胶，第一蹄瓣和第二蹄瓣的中部设有条形通孔，第一蹄瓣穿过第二蹄瓣的条形通孔与第二蹄瓣呈X型交叉设置，第一蹄瓣与第二蹄瓣交叉处通过枢轴连接；第一蹄瓣和第二蹄瓣两侧的上下条形通孔之间分别连接有弹簧；所述的连接部位于第一蹄瓣和第二蹄瓣之间，下端枢接在枢轴上。
2.根据权利要求1所述的一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，其特征在于：所述的第一蹄瓣的两外侧边和第二蹄瓣的条形通孔的两侧边分别设有限位槽，第一蹄瓣两侧的限位槽分别与第二蹄瓣的两限位槽交接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，其特征在于：所述的连接部包括连接座、系带和固定环，其中连接座包括上部圆台和下部支柱，圆台和支柱相连；圆台上表面设有凹槽，凹槽内填充有凝胶，圆台周圈设有数个连接耳，支柱的下端设有轴孔，通过轴孔与第一蹄瓣和第二蹄瓣之间的枢轴连接；系带的下端与圆台通过连接耳相连，系带上沿系带纵向设有数个连接孔；固定环位于足部结构的上方，固定环的内圈设有数个连接槽，连接槽内带有凸起部，所述的凸起部扣合在系带的连接孔内使系带与固定环相连。
4.根据权利要求3所述的一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，其特征在于：所述的连接座的圆台低于第一蹄瓣和第二蹄瓣的顶端。
5.根据权利要求3所述的一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构，其特征在于：所述的固定环设有开口，开口处的两端头设有通孔，通孔内插有螺栓，螺栓另一端连接有螺母。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120050765.1U CN214057754U (zh) | 2021-01-10 | 2021-01-10 | 一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120050765.1U CN214057754U (zh) | 2021-01-10 | 2021-01-10 | 一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214057754U true CN214057754U (zh) | 2021-08-27 |
Family
ID=77392473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120050765.1U Expired - Fee Related CN214057754U (zh) | 2021-01-10 | 2021-01-10 | 一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214057754U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107380294A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-11-24 | 西华大学 | 四足机器人仿生足 |
| CN116118900A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-05-16 | 安徽理工大学 | 一种机器人足部装置 |
-
2021
- 2021-01-10 CN CN202120050765.1U patent/CN214057754U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107380294A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-11-24 | 西华大学 | 四足机器人仿生足 |
| CN116118900A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-05-16 | 安徽理工大学 | 一种机器人足部装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN214057754U (zh) | 一种适用于松软潮湿路面的仿生蹄瓣式机器人足部结构 | |
| CN103625572B (zh) | 带有弹性四杆机构的四足机器人腿 | |
| CN103362210B (zh) | 一种预应力装配框架结构 | |
| CN106347519A (zh) | 一种自适应沙地仿生机械足 | |
| CN101954935B (zh) | 仿蝗虫活动关节杠杆弹射机理的跳跃机器人 | |
| CN106985928A (zh) | 一种行走机器人高适应性足端机构 | |
| CN109178138B (zh) | 一种四足机器人及腿部关节结构 | |
| CN214689839U (zh) | 具有减震平稳性的机器人足端机构 | |
| CN104401416B (zh) | 刚柔耦合缓冲仿生足 | |
| CN109986579A (zh) | 多模式运动仿灵长类机器人 | |
| CN109109999B (zh) | 一种自适应沙土地面连杆式四足机器人足垫 | |
| CN104118490A (zh) | 仿蜥蜴沙漠四足机器人 | |
| CN105109575A (zh) | 仿犬四足机器人 | |
| Reddy et al. | Modeling and simulation of a jumping frog robot | |
| CN208325460U (zh) | 一种仿生抓地防滑足 | |
| CN207208247U (zh) | 一种四足机器人 | |
| CN115339543B (zh) | 一种适用于斜坡地面具有缓冲节能稳定功能的仿生机械腿 | |
| CN206278172U (zh) | 机构构型可变电动四足机器人 | |
| CN106882286B (zh) | 一种液压驱动式机器人腿足结构 | |
| CN113212592B (zh) | 一种腿足式机器人可调足端 | |
| CN206358244U (zh) | 一种六足机器人 | |
| CN205499109U (zh) | 一种腰部使用八杆变胞机构的四足仿生机器人 | |
| CN208715328U (zh) | 一种机器人足端结构 | |
| CN209634605U (zh) | 一种足式机器人装置 | |
| CN107757744A (zh) | 一种自适应多种地面的旋开式四足机器人足垫 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210827 |