[發(fā)明專利]一種可主動改變軟質(zhì)地形的銑刀式大爬坡度機器人足

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711138244.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107856757B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高海波;丁亮;牛麗周;鄧宗全;宋楊;王冠宇;李楠
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

一種可主動改變軟質(zhì)地形的銑刀式大爬坡度機器人足，它涉及一種機器人足。本發(fā)明解決了大爬坡度機器人足存在難以保證機器人爬上大坡度的斜坡的問題。腿部連接法蘭與足踝關(guān)節(jié)裝配在一起且二者形成轉(zhuǎn)動副，關(guān)節(jié)支座的下端通過彈簧減振裝置與銑刀式足底的上端固接；軸承安裝法蘭下部通過套裝的大軸承內(nèi)嵌在銑刀式足底的下部，軸承安裝法蘭的上部內(nèi)有小軸承，安全離合器與所述旋轉(zhuǎn)主軸由上至下依次設(shè)置在銑刀式足底中心處，旋轉(zhuǎn)主軸上部通過小軸承安裝在軸承安裝法蘭上，旋轉(zhuǎn)主軸的下端與銑刀式足底固定連接，旋轉(zhuǎn)主軸的上端與安全離合器的下端通過連接法蘭盤固定連接，減速器的輸出軸與安全離合器中心孔配合安裝在一起。本發(fā)明用于足式機器人上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機器人行走足，具體涉及一種可主動改變軟質(zhì)地形的銑刀式大爬坡度機器人足。

背景技術(shù)

機器人地面移動方式主要包括輪式、履帶式、足式等幾種，相對于輪式和履帶式機器人，足式機器人在復(fù)雜崎嶇的山地環(huán)境中具有更好的地形適應(yīng)能力和越障能力。在抗險救災(zāi)和危險事故處理中，足式機器人具有無法替代的優(yōu)勢。但是足式機器人不同于輪式或履帶式機器人具有較大的地面附著面積，足式機器人的足端與地面接觸面積較小，往往會發(fā)生足底與斜坡附著力不夠而打滑的現(xiàn)象，并且現(xiàn)有的足式機器人在設(shè)計研究中很少單獨考慮足的附著性能對其運動性能的影響，但足端是機器人行走時與地面的唯一接觸面，研究重載機器人的大附著力、高適應(yīng)性足端技術(shù)成為整機設(shè)計的關(guān)鍵部分。

增大機器人足附著力的方法通常為設(shè)計增加足底附屬機構(gòu)，就像登山運動員的釘子鞋可以增大足底附著力一樣，其本質(zhì)都是通過增大足底與接觸面的摩擦力和土壤對足底附屬機構(gòu)的被動土壓力來提高其附著能力，但是當(dāng)山地環(huán)境中的坡度在超過30～40度時，機器人足所需的切向推進力超過了地面的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角產(chǎn)生的力，單純通過優(yōu)化和設(shè)計增加足底附屬機構(gòu)的辦法已經(jīng)難以保證機器人爬上大坡度的斜坡。因此，本發(fā)明根據(jù)機構(gòu)學(xué)原理，針對大坡度松軟地形，設(shè)計了一種可主動改變局部地形的機器人足，通過破壞機器人足附著位置的局部地形，減小機器人足底與水平地面的實際夾角，進而減小或消除機器人足穩(wěn)定附著所需要的切向作用力，盡量依靠支持力保證機器人足的穩(wěn)定附著。

綜上，現(xiàn)有的大爬坡度機器人足難以保證機器人爬上大坡度的斜坡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的大爬坡度機器人足存在難以保證機器人爬上大坡度的斜坡的問題，進而提供一種可主動改變軟質(zhì)地形的銑刀式大爬坡度機器人足。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的可主動改變軟質(zhì)地形的銑刀式大爬坡度機器人足包括直流電動機10、減速器9、減速器固定法蘭6、安全離合器19、連接法蘭盤20、旋轉(zhuǎn)主軸5、小軸承4、大軸承2、軸承安裝法蘭3、銑刀式足底1、彈簧減振裝置、關(guān)節(jié)支座15、足踝關(guān)節(jié)16、腿部連接法蘭17和六維力傳感器18；所述腿部連接法蘭17與足踝關(guān)節(jié)16裝配在一起且二者形成轉(zhuǎn)動副，所述六維力傳感器18通過螺釘固定在腿部連接法蘭17的上端面上，所述足踝關(guān)節(jié)16安裝在關(guān)節(jié)支座15上，所述關(guān)節(jié)支座15的下端通過彈簧減振裝置與銑刀式足底1的上端固接；

軸承安裝法蘭3下部通過套裝的大軸承2內(nèi)嵌在銑刀式足底1的下部，軸承安裝法蘭3的上部內(nèi)嵌有小軸承4，所述安全離合器19與所述旋轉(zhuǎn)主軸5由上至下依次設(shè)置在銑刀式足底1中心處，旋轉(zhuǎn)主軸5上部通過小軸承4安裝在軸承安裝法蘭3上，旋轉(zhuǎn)主軸5的下端與銑刀式足底1固定連接，旋轉(zhuǎn)主軸5的上端與安全離合器19的下端通過連接法蘭盤20固定連接，彈簧減振裝置的下套筒8通過圓柱頭螺栓7與減速器固定法蘭6和軸承安裝法蘭3固定在一起，減速器9通過螺釘固定在減速器固定法蘭6上，減速器9的輸出軸與安全離合器19中心孔配合安裝在一起，所述直流電動機10的下端安裝在減速器9的上端，所述直流電動機10位于彈簧減振裝置的下套筒8內(nèi)，六維力傳感器18與直流電動機10電連接。