[發明專利]具有雙層緩沖減震的步行機器人腳底支撐結構

無效

• 申請號: 200710046463.1
• 申請日: 2007-09-27
• 公開（公告）號: CN101143606A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 高雪官;李健;陳衛東;頓向明;楊軍;李慕君
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;A61F2/66;A63H11/18
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種機器人技術領域的支撐結構，具體地說，是一種具有雙層緩沖減震的步行機器人腳底支撐結構。

背景技術

現有涉及兩足步行機器人(或是仿人機器人)中有關機器人腳底支撐結構，大都采用各種橡膠、聚合物泡末、橡皮等組成多層緩沖減震結構，如日本川田(Kawada)研發的HRP-2，本田(Honda)研發的ASIMO，韓國科學技術院(KAIST)研發的KHR-2。而如何設計緩沖減震結構，往往各不相同，效果也不完全一樣。

經對現有技術文獻的檢索發現，中國專利公開號為CN1966338，發明名稱為：具有力感知能力的仿人足底機構，該技術公開了一種帶有足趾關節的仿人足底，可以檢測足底的垂直壓力、具有運動方式明確、結構簡單等特點的具有力感知能力的仿人足底機構。它包括前足、后足、具有力感知的檢測部件和連接前足、后足的轉動軸及相關傳動部件，每個力感知檢測部件包括一個懸臂梁、兩個應變片、兩個螺栓、一個調整螺母、一個套筒、一個引導塊、一塊抗沖擊聚氨酯橡膠塊。該技術的不足之處在于：存在多個力感知檢測部件，每個力感知檢測部件都有一塊抗沖擊聚氨酯橡膠塊，多個力感知檢測部件中的橡膠塊之間沒有聯系，均單獨與地面接觸，雖有緩沖效果，但機器人穩定性和綜合減震效果不理想，結構太復雜。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有雙層緩沖減震的步行機器人腳底支撐結構。本發明通過在機器人腳底僅采用1個六維力和力矩傳感器，和采用雙層串聯式緩沖減震結構，簡化了機器人的腳底結構，使機器人在行走過程中來自地面的腳底沖擊力和力矩得到了有效緩解，延長了六維力和力矩傳感器的使用壽命，同時增加了機器人在行走過程中的穩定性。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：前底減震塊、前底防滑墊、后底減震塊、后底防滑墊、彎曲板、中央減震塊、中央下連接板、六維力和力矩傳感器、腳面板、中央上連接板、前支撐板、后支撐板。連接關系為：前底減震塊的底面粘接前底防滑墊，前底減震塊的頂面粘接在彎曲板上，后底減震塊的底面粘接后底防滑墊，后底減震塊的頂面粘接在彎曲板上，彎曲板中央圓周方向粘接中央減震塊，在中央減震塊的頂面上粘接中央下連接板，中央下連接板上固定六維力和力矩傳感器的工作底面，六維力和力矩傳感器穿過腳面板上的中心孔后，其頂面與中央上連接板相連接，中央上連接板、前支撐板、后支撐板分別固定在腳面板上，彎曲板與腳面板連接。

所述的彎曲板，其形狀為中部內凹，內凹處用于安裝中央減震塊。前、后部用于安裝前底減震塊、后底減震塊。

所述彎曲板上前后有4個光孔，4個螺釘穿過這4個光孔將彎曲板與腳面板連接在一起，螺釘與彎曲板上的光孔之間為間隙動配合。

所述前底減震塊、后底減震塊與中央減震塊構成了步行機器人腳底雙層串聯式緩沖減震結構。

所述的前底減震塊、后底減震塊采用的是硬度為肖氏A50的聚氨脂橡膠。

所述的前底防滑墊、后底防滑墊采用的是丙烯聚氨脂橡膠的聚合泡末體。

所述的中央減震塊采用的是硬度為肖氏A70的低回彈聚氨脂。

所述的腳面板與彎曲板之間存在緩沖用的間隙。

所述的彎曲板與前底防滑墊、后底防滑墊之間存在緩沖用的間隙。

所述前支撐板、后支撐板用于支撐機器人的踝關節。

本發明中，來自地面的沖擊力和力矩，經前底減震塊、后底減震塊減震后，經彎曲板傳給中央減震塊再一次得到減震，然后作用到六維力和力矩傳感器，再經中央上連接板，作用到腳面板上。六維力和力矩傳感器，其作用是將來自機器人腳底的的作用力和力矩測量信號傳給機器人的中央控制系統。

與現有技術相比，本發明所述的前底減震塊、后底減震塊與中央減震塊構成雙層串聯式緩沖減震結構，對步行機器人腳底具有雙層串聯式緩沖減震作用。在機器人行走過程中，由于來自地面的沖擊力和力矩得到了腳底雙層串聯式緩沖減震作用，一方面延長了六維力和力矩傳感器的使用壽命，另一方面增加了機器人在行走過程中的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明的結構主視示意圖

圖2為本發明的結構俯視示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。