[發明專利]一種足端可更換的腿機構

有效

• 申請號: 202110243184.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113022733B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 韋中;劉佳;劉云平;楊揚;化成城;朱亞楠
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蘇良

本發明涉及一種足端可更換的腿機構，其中，機架左側安裝有可轉動的大腿和可繞大腿轉動的小腿，小腿下端設置有用于安裝足端的安裝槽，小腿內開設有空腔，空腔內設置有用于安裝和卸載足端的裝卸機構。機架上固定有與足端數量相等且相適配的足端盒。本發明將備用足端放置在機體上的足端盒中，實現足端根據地形條件隨時更換，從而有效提高腿式機器人的地形適應能力。

技術領域

本發明屬于腿式機器人技術領域，具體涉及一種足端可更換的腿機構。

背景技術

移動機器人常被用于執行危險任務及應對各種突發事件，如搜救、排爆、偵察、火災、礦難、核泄漏等等，極大地減少了人員傷亡。腿式機器人是一種具有較強地形適應能力的移動機器人，在復雜環境中具有巨大的應用前景。對于不同的地形，需要為腿式機器人設計不同的滿足需要的足端。但是，現有腿式機器人往往只配備一種足端，需要更換時只能通過人工實現。對于腿式機器人工作的復雜地形環境，單一的足端類型往往是不夠的，在需要的時候人工更換也不切實際。

發明內容

本發明提出一種足端可更換的腿機構，以克服現有腿式機器人足端類型單一，無法滿足復雜地形需求的問題。

本發明所采用的技術方案為：

一種足端可更換的腿機構，包括機架、第一電機、第二電機、大腿、小腿和若干適配不同地形的足端；所述機架前端面左側開設有沉槽，所述第一電機和所述第二電機自左向右依次垂直固定在所述沉槽中，所述第一電機輸出軸端部固定有第一齒輪，所述大腿上端后側一體固定有第二齒輪，所述第二齒輪和所述大腿上端一同可轉動地套接在所述第二電機的輸出軸上，第一、第二齒輪嚙合；所述第二電機輸出軸端部固定有第三齒輪，所述小腿上端與所述大腿下端鉸接，所述小腿上端前側一體固定有第四齒輪，第三、第四齒輪通過同步帶傳動；

所述小腿下端設置有用于安裝足端的安裝槽，所述小腿內開設有空腔，所述空腔內設置有用于安裝和卸載足端的裝卸機構；所述機架前端面右側通過扭簧固定有與足端數量相等且相適配的足端盒，足端盒傾斜設置；足端盒處于所述小腿下端的安裝槽的可達空間內。

進一步地，所述裝卸機構包括第三電機和傳動桿，所述第三電機豎直固定在所述空腔中，所述第三電機輸出軸端部固定有第五齒輪，所述空腔中固定有工字形塊，所述傳動桿上端固定有第六齒輪，所述傳動桿下端向下穿過所述工字形塊并伸入所述安裝槽中，所述傳動桿與所述工字形塊間通過軸承配合，所述傳動桿下端為螺紋段，第五、第六齒輪嚙合；足端上端與所述安裝槽形狀適配，足端上端面中間位置開設有與所述傳動桿下端螺紋段相適配的螺紋孔。

進一步地，所述小腿上端開設有與所述大腿相適配的插槽，所述大腿下端插入所述插槽中，并與所述小腿上端鉸接相連。

進一步地，足端盒的數量為三個。

進一步地，足端盒內前、后側均設置有防止足端脫落的橡膠凸塊。

進一步地，橡膠凸塊與足端盒內壁粘接相連。

本發明的有益效果在于：

本發明將備用足端放置在機架上的足端盒中，結合現有三維成像技術和足端力感知技術提取地形的幾何和物理特征，可實現足端根據地形特征隨時自動更換，從而有效提高腿式機器人的地形適應能力。

附圖說明

圖1為本發明的足端可更換腿機構的結構示意圖；

圖2為圖1的正視圖；

圖3為圖1的右視圖；

圖4為圖1的俯視圖；

圖5為小腿的結構示意圖；

圖6為足端盒的結構示意圖；

圖7至11為更換足端的過程示意圖；

圖12為用于確定足端盒傾角的坐標系示意圖；