[發明專利]一種仿人機器人足部沖擊吸收機構

有效

• 申請號: 200810224557.8
• 申請日: 2008-10-20
• 公開（公告）號: CN101402380A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 黃強;張偉民;李建璽;韓成杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;A63H11/18
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 何文彬

技術領域

本發明涉及一種仿人機器人，具體涉及一種仿人機器人足部沖擊吸收機構。

背景技術

仿人機器人是與人類最接近的一種機器人，與傳統的輪式機器人或履帶機器人相比，仿人機器人更能適應人類日常生活環境，同時更便于使用為人類發明設計的各種工具，因此，仿人機器人具有廣闊的發展前景。

仿人機器人在行走過程中，當足部與地面接觸時會產生沖擊，沖擊對于仿人機器人內部的精密減速機構、伺服電機、精密傳感器等部件會造成一定程度的損傷，此外，沖擊還可能導致機器人失去平衡，影響仿人機器人的控制穩定性，所以必須設計沖擊吸收機構來消除這些影響。當仿人機器人負重不同或者在不同的地面條件下作業時，對與沖擊吸收機構的柔性會有不同的要求，這就要求設計的沖擊吸收機構做到柔性可調并且易于調節，這樣才能使仿人機器人更容易適應各種不同的作業情況。

中國專利CN101143606A，具有雙層緩沖減震的步行機器人腳底支撐結構，給出了一種具有雙層緩沖減震的步行機器人腳底支撐結構，主要是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，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。該發明主要是利用前底減震塊、后底減震塊與中央減震塊起到緩沖減震的作用。結構比較復雜，并且沖擊機構的柔性不易調節。

中國專利CN101108146A，一種人形機器人腳，給出了一種人形機器人腳的設計方法，包括橡膠腳底層、腳板、六維力傳感器、上法蘭、下法蘭、傾角傳感器、觸覺陣列墊、信號處理系統和腳面。信號處理系統安裝在腳板的前部，傾角傳感器安裝在中部，六維力傳感器安裝在腳跟處。當機器人行走時，人形機器人腳上的六維力傳感器檢測機器人行走過程中腳與路面接觸時的地面反作用力，傾角傳感器檢測腳板的傾斜角度，觸覺陣列墊檢測腳與路面的接觸位置與接觸狀態等信息，信號處理系統實時采集和處理這些信息，計算機器人行走時的ZMP軌跡，判斷腳的狀態，推測機器人的行走路面情況，并發送給機器人的控制系統，為機器人的步態規劃提供依據，提高人形機器人行走時的步態穩定性和自然性。橡膠腳底層與路面接觸的下表面有防滑槽，橡膠腳底層具有彈性，用于吸收人形機器人腳著地時的沖擊力。該發明主要是依靠橡膠腳底層吸收腳著地時的沖擊力，沖擊吸收的效果十分有限。并且若要改變沖擊吸收機構的柔性，則必須要對整個橡膠腳底層進行加厚或者減薄處理，實際操作起來比較繁瑣。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的缺陷，提供了一種更加緊湊、有效的仿人機器人足部沖擊吸收機構，實現了沖擊吸收機構柔性的連續可調，能夠使仿人機器人更容易適應不同的作業情況要求。

為了實現上述目的本發明采取的技術方案是：一種仿人機器人足部沖擊吸收機構，包括腳底板，所述的腳底板上面設有減震柱，所述的減震柱上表面設有上壓板，所述的上壓板上面設有力傳感器和上蓋板，所述的上蓋板通過調節墊圈與腳底板相連，所述的力傳感器與機器人腿部相連。

所述的減震柱為四個，所述的四個減震柱通過位于腳底板的四個減震柱安裝孔與腳底板相連。

所述的腳底板的前端設有腳底前緣斜面，其后端設有腳底后緣斜面。

所述的上蓋板通過四個上蓋板安裝孔與腳底板相連，在上蓋板與腳底板之間設有四組調節墊圈。

所述的腳底板下面設有防滑墊。

所述的防滑墊為有四個，粘于腳底板的四角，并延伸到腳底前緣斜面和腳底后緣斜面上。

本發明的有益效果是：本發明設計了一種更加緊湊、有效的沖擊吸收機構，并且實現了沖擊吸收機構柔性的連續可調，能夠使仿人機器人更容易適應不同的作業情況要求。減震柱可以有效的吸收足部著地沖擊力，從而避免著地沖擊力對機械結構造成的損害以及對機器人控制穩定性帶來的影響。通過調節四組調節墊圈(7)的厚度，可以改變減震柱(8)的壓緊力，從而比較方便改變沖擊吸收機構的柔性。腳底板設計了腳底前緣斜面和腳底后緣斜面，用于更好的實現“腳跟著地——腳尖離地”的行走方式。

附圖說明

圖1是本發明仿人機器人足部沖擊吸收機構的結構示意圖；

圖2是本發明腳底板的結構示意圖；

圖3是圖2的B-B剖面圖；

圖4是本發明腳底面的示意圖。