[發明專利]機器人腿部腳掌行走裝置

在審

• 申請號: 201710398942.3
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107128397A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 洪燦雄
• 申請（專利權）人: 地殼機器人科技有限公司
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳強

技術領域

本發明涉及機器人裝備技術領域，尤其涉及一種機器人腿部腳掌行走裝置。

背景技術

眾所周知，機器人是自動執行工作的機器裝置。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。隨著人們生活水平的提高，我們的日常生活也越來越依靠機械人幫助我們完成一些工作，例如：加工車間的機器人、執行航拍任務的機器人以及模擬人體復雜動作的擬人機器人等；

擬人機器人作為工業制造領域的高端產品之一，對于工業智能化進程起著非常重要的作用。

擬人機器人具有廣泛的應用領域，它不僅可以在有毒、粉塵等惡劣環境下進行代人作業，而且在醫療領域，也可以協助醫生進行手術，同時幫助殘疾病人有效的康復，另外在娛樂和人工服務等領域也屢見不鮮。擬人機器人相比其他機器人有著如下明顯的優勢：首先相對輪式或履帶式移動機器人，雙足步行擬人機器人具有更靈活的運動能力，能夠適應各種復雜的地面環境，具有更強的逾越障礙能力；而相對普通機器人，擬人機器人具有更智能化，能夠更好地實現人機交互能力。

傳統的擬人機器人其在人體腳掌關節模擬存在技術不足，傳統的擬人機器人其一般都只有簡單的腳掌結構，其無法實現模擬類似人體腳掌關節在三維空間內實現復雜的扭轉、自由轉向等動作，因此傳統的擬人機器人其在人體腳掌部分模擬方面仍然存在技術缺陷；

因此，如何克服傳統擬人機器人的上述技術缺陷是本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機器人腿部腳掌行走裝置，以解決上述問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種機器人腿部腳掌行走裝置，包括小腿驅動裝置和腳掌行走裝置；

其中，所述小腿驅動裝置包括小腿支撐板和兩組小腿驅動機構；兩組所述小腿驅動機構固定連接于所述小腿支撐板兩側；

其中，所述腳掌行走裝置包括腳掌機構和踝關節運動機構；所述腳掌機構自一端至另一端包括前腳掌部、腳板部以及后腳跟部；且所述腳板部為平面結構；所述前腳掌部與所述腳板部的連接端為平面結構，所述前腳掌部的遠離連接端的另一端為圓弧面結構；所述后腳跟部與所述腳板部的的連接端為平面結構，所述后腳跟部的遠離連接端的另一端為圓弧面結構；且所述腳板部與所述前腳掌部之間通過第一柔性鉸鏈連接；所述腳板部與所述后腳跟部之間通過第二柔性鉸鏈連接；

所述踝關節運動機構包括球鉸和虎克鉸；其中，兩組所述小腿驅動機構的底端通過所述球鉸分別鉸接在所述腳板部上；且所述小腿支撐板通過所述虎克鉸與所述腳板部鉸接；兩組所述小腿驅動機構用于合力驅動帶動所述腳掌機構以所述踝關節運動機構為鉸接點實現轉動擺動動作。

優選的，作為一種可實施方案；所述小腿驅動機構包括沿著所述小腿支撐板自上而下依次順序排布的直線驅動電機、電機支架、聯軸器、固定端軸承座、絲杠螺母、推桿、軸承座、支撐端軸承座和滾珠絲杠、固定連桿；

其中，所述電機支架固定連接在小腿支撐板上；所述直線驅動電機固定連接于電機支架，并通過聯軸器驅動滾珠絲杠轉動；所述固定端軸承座和所述支撐端軸承座內均安裝有軸承；所述滾珠絲杠的兩端分別伸入在所述固定端軸承座和所述支撐端軸承座的軸承內孔并轉動配合；所述滾珠絲杠與所述絲杠螺母配合構成滾珠絲杠運動副；所述推桿的一端固定連接于所述絲杠螺母上，所述推桿的另一端伸入所述軸承座內滑動配合，并通過所述固定連桿與所述腳掌行走裝置連接；

所述固定連桿的頭端與所述推桿固定連接，且所述固定連桿的尾端與所述腳掌行走裝置固定連接。

優選的，作為一種可實施方案；所述軸承座上設置有用于所述推桿滑動配合的導向孔。

優選的，作為一種可實施方案；所述推桿具體為圓柱形推桿，且所述軸承座上的所述導向孔為圓柱形通孔；所述軸承座的圓柱形通孔的內徑與所述推桿的外徑相適應。

優選的，作為一種可實施方案；所述直線驅動電機具體為伺服電機。

優選的，作為一種可實施方案；所述小腿支撐板的表面上均設置有鏤空結構。

優選的，作為一種可實施方案；所述鏤空結構為腰型孔；且所述小腿支撐板上的所述腰型孔的排布方向沿著所述小腿支撐板延伸方向設置。

優選的，作為一種可實施方案；所述小腿驅動機構底部的所述固定連桿的兩端通過所述球鉸分別連接在推桿以及所述腳板部之間。

優選的，作為一種可實施方案；所述第一柔性鉸鏈的最大形變量大于所述第二柔性鉸鏈的最大形變量。