[發(fā)明專利]重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310029070.5
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103057619A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高海波;鄧宗全;莊紅超;丁亮;李楠;劉振
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機器人支撐腿足端機構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，具有重載特性、地形高通過性及可協(xié)同人類一起工作的機器人日益成為機器人發(fā)展的重要趨勢之一，而該類機器人對支撐腿足端機構(gòu)提出了苛刻的要求。重載多足機器人不僅要求支撐腿足端機構(gòu)具有較高的，以滿足機器人的重載特性和高的地形適應性，而且還應當具有一定降低足地相互作用力對機器人瞬時沖擊的能力，以提高機器人的穩(wěn)定性。在重載多足機器人的研究上，美國、日本等一些發(fā)達國家在重載移動機器人研究方面已取得了一定的研究成果，而我國在該方面的研究卻處于剛起步階段。由于輕載多足機器人本體質(zhì)量偏小，基本不具備承載運輸其它物資的能力，且足地相互作用力也一般較小，故此其足端機構(gòu)設(shè)計相對較為簡單，不需要降低足地相互作用力對本體沖擊的特殊機構(gòu)?；谥剌d多足機器人的重載特性以及苛刻工作環(huán)境，設(shè)計具有且有效降低足地相互作用力對機器人瞬時沖擊的支撐腿足端機構(gòu)具有一定的挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)，以解決崎嶇地形下足式機器人行走中地面對支撐足的瞬時沖擊、提高足式機器人崎嶇地形下通過能力的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：所述機構(gòu)包括六維力傳感器、套筒、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸、球頭座、球座桿、螺絲、彈性墊和彈簧，六維力傳感器的底端面與支撐腿末節(jié)機構(gòu)連接，六維力傳感器的工具面裝在套筒的上端外壁上，球座桿的球頭端裝在球頭座內(nèi)且二者轉(zhuǎn)動連接，球座桿的另一端設(shè)有軸階并設(shè)在套筒內(nèi)，套筒的側(cè)壁上開有四個導向孔，球座桿沿圓周方向均布開有四個徑向孔，第一軸、第二軸、第三軸和第四軸分別設(shè)在相應的徑向孔內(nèi)，球座桿開有軸向孔，螺絲設(shè)在軸向孔內(nèi)且螺絲的端頭與第一軸、第二軸、第三軸和第四軸的內(nèi)端頂靠，第一軸、第二軸、第三軸和第四軸的外端穿過相對應的導向孔設(shè)在套筒的外部，軸階的上端面上設(shè)有彈性墊，彈簧套裝在軸階上，彈簧的一端頂靠在球座桿的軸肩，彈簧的另一端頂靠在套筒上端的內(nèi)壁上。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明具有雙重緩沖功能，初級緩沖由彈簧來完成，次級緩沖由彈性墊和彈簧共同完成，當機器人支撐腿向前或向后邁進時，處于踏實的支撐足在彈簧恢復力下，逐漸恢復到觸地接觸前狀態(tài)，為下一次的支撐足觸地踏實做準備；本發(fā)明的重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)含有檢測足地相互作用力大小的六維力傳感器，基于該力傳感器，能夠?qū)崟r獲得機器人支撐足與崎嶇地面的作用力，為重載多足機器人的實時穩(wěn)定、步態(tài)規(guī)劃、地形通過等提供數(shù)據(jù)支持；本發(fā)明的重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)含有判斷機器人足觸地和踏實判斷的限位開關(guān)，不僅為機器人控制系統(tǒng)提供信號數(shù)據(jù)，而且也為機器人的穩(wěn)定行走提供基礎(chǔ)保障；本發(fā)明基于仿生原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，易于實施，適用于具有重載特性、地形高通過性及可協(xié)同人類一起工作的多足步行機器人。

附圖說明

圖1是本發(fā)明重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)沿第一軸的軸線、第三軸的軸線與球座桿的軸線所在平面的剖視圖，圖2是本發(fā)明重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)等軸測視圖，圖3是本發(fā)明重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)前視圖，圖4是本發(fā)明重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)后視圖，圖5是本發(fā)明重載多足機器人支撐腿足端機構(gòu)右視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1-圖5說明本實施方式，本實施方式的機構(gòu)包括六維力傳感器2、套筒3、第一軸4-1、第二軸4-2、第三軸4-3、第四軸4-4、球頭座6、球座桿7、螺絲8、彈性墊9和彈簧10，六維力傳感器2的底端面與支撐腿末節(jié)機構(gòu)1連接，六維力傳感器2的工具面裝在套筒3的上端外壁上，球座桿7的球頭端裝在球頭座6內(nèi)且二者轉(zhuǎn)動連接，球座桿7的另一端設(shè)有軸階7-3并設(shè)在套筒3內(nèi)，套筒3的側(cè)壁上開有四個導向孔3-1，球座桿7沿圓周方向均布開有四個徑向孔7-1，第一軸4-1、第二軸4-2、第三軸4-3和第四軸4-4分別設(shè)在相應的徑向孔7-1內(nèi)，球座桿7開有軸向孔7-2，螺絲8設(shè)在軸向孔7-2內(nèi)且螺絲8的端頭與第一軸4-1、第二軸4-2、第三軸4-3和第四軸4-4的內(nèi)端頂靠，第一軸4-1、第二軸4-2、第三軸4-3和第四軸4-4的外端穿過相對應的導向孔3-1設(shè)在套筒3的外部，軸階7-3的上端面上設(shè)有彈性墊9，彈簧10套裝在軸階7-3上，彈簧10的一端頂靠在球座桿7的軸肩7-4，彈簧10的另一端頂靠在套筒3上端的內(nèi)壁上。

具體實施方式二：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的螺絲8的連接端與球座桿7螺紋連接。其它實施方式與具體實施方式一相同。