[發明專利]一種面向硬質山地環境的足式機器人大坡度行走足

有效

• 申請號: 201410558012.6
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104260801A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 高海波;丁亮;宋楊;鄧宗全;劉逸群;金馬;于海濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 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: 岳泉清

技術領域

本發明涉及一種機器人的大坡度行走足，具體涉及一種面向硬質山地環境的足式機器人大坡度行走足。

背景技術

大附著力的機器人足對于面向硬質山地環境爬坡的足式機器人來說是必不可少的，是足式移動機器人的重要組成部分。山地環境地形崎嶇不平，坡度超過45-50度，因此要保證足式移動機器人能夠安全、平穩地爬上大角度坡，一方面依靠足式移動機器人高效穩定的驅動控制，另一方面則主要依靠機器人足能夠提供的足夠的附著力，從而能夠使足式移動機器人能夠在山坡上穩定站立而不下滑，其中安全、穩定、高效的大附著力機器人足是實現大坡度移動的基礎。目前足端結構大多采用被動適應關節，一般為圓柱形平足、矩形平足、圓柱形足、半球形足等，基于摩擦力學原理，這些足部構型在山地環境中難以產生可以爬越大坡度的附著力，導致足地等效附著系數達不到爬坡角度所需要的系數，運動性能不夠理想。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的關節式多足步行機器人足運動性能差、足地等效附著系數不夠大，沒有充分利用大坡度地形的問題。進而提供一種面向硬質山地環境的足式機器人大坡度行走足。

本發明的技術方案是：一種面向硬質山地環境的足式機器人大坡度行走足包括球鉸足踝關節、足掌、足趾、限位開關、齒條組、第一傳動齒輪組、第二傳動齒輪組和第三傳動齒輪組，限位開關安裝在球鉸足踝關節上，球鉸足踝關節安裝在足掌的根部，齒條組可滑動安裝在足掌上，第一傳動齒輪組、第二傳動齒輪組和第三傳動齒輪組由左至右依次嚙合安裝在齒條組的右側，且第一傳動齒輪組與齒條組相嚙合，足趾通過第三傳動齒輪組固定連接。

本發明與現有技術相比具有以下效果：

1.本發明提高了移動機器人足與地面的運動適應能力，在硬石山地環境下進行爬坡運動時，會遇到各種復雜的地形，現有的被動關節的機器人足很難具有很高的適應能力，本發明通過第二傳動齒輪組帶動第三傳動齒輪組轉動，第三傳動齒輪組帶動足趾抓牢地面，使得本發明具有的足趾關節為主動關節，而且足底采用齒形，機器人足與地面的運動適應能力能夠提高60-75％。

2、本發明主動控制的足趾關節，能夠很大程度上提高足地等效附著系數，當機器人足與地面接觸時，限位開關發送信號，使得機器人足的足趾向里彎曲，能夠勾住硬石地面，從而提高機器人足的與地面的附著力。

3、應用范圍廣：本發明除了能夠應用于足式移動機器人，還可以應用到登山運動裝備中。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構剖視圖；圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的一種面向硬質山地環境的足式機器人大坡度行走足包括球鉸足踝關節1、足掌2、足趾3、限位開關4、齒條組5、第一傳動齒輪組6、第二傳動齒輪組7和第三傳動齒輪組8，限位開關4安裝在球鉸足踝關節1上，球鉸足踝關節1安裝在足掌2的根部，齒條組5可滑動安裝在足掌2上，第一傳動齒輪組6、第二傳動齒輪組7和第三傳動齒輪組8由左至右依次嚙合安裝在齒條組5的右側，且第一傳動齒輪組6與齒條組5相嚙合，足趾3通過第三傳動齒輪組8固定連接。

具體實施方式二：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的足掌2的根部底端為齒形足底。如此設置，在具有主動關節的基礎上，通過在足掌2的根部底端設置齒形足底，能夠再次提高機器人足與地面的運動適應能力。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的足趾3為鉤形趾。如此設置，便于提高機器人行走足的附著地面的能力。其它組成和連接關系與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的足趾3為六趾鉤形趾。如此設置，附著地面抓取更加牢固。其它組成和連接關系與具體實施方式一或三相同。

具體實施方式五：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的足掌2上開設液壓進口9和液壓出口10，齒條組5的左端與液壓口9和液壓出口10連通。如此設置，便于實現行走足的主動附著。其它組成和連接關系與具體實施方式一或四相同。

具體實施方式六：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的位于齒條組5的四分之一長度至三分之一長度處的下端面上設有嚙合齒。如此設置，便于保證足趾3的抓地角度及抓地牢固強度。其它組成和連接關系與具體實施方式一或五相同。