[实用新型]一种脚蹼可折叠的机器人脚掌

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脚蹼可折叠的机器人脚掌，属于机器人技术领域。

背景技术

目前，机器人的移动方式主要有轮式、履带式和腿式，而野外作业特种机器人行走中仍存在较多问题。在面对沼泽、沙漠等复杂环境时，机器人对于地形的适应问题尤为突出，传统轮式机器人难以解决该问题，履带式机器人虽然可以大幅度降低对地形的要求，但也存在灵活性差、维护成本高等缺点；腿式机器人由于每条腿能实现不同的动作，可以依靠腿的协调动作，离散地与不同地面接触，因此腿式机器人的地形适应能力更强。改进腿式机器人的脚掌和脚趾结构的设计方案，改善其脚部的防沉陷性能，是提高复杂软土环境下机器人行走稳定性的重要途径。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种脚蹼可折叠的机器人脚掌，提高机器人对软土地面情况的适应能力，增强其地面支撑的可靠性，使其在面对复杂地形时拥有优良的行走能力。

技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种脚蹼可折叠的机器人脚掌，包括：脚蹼机构、脚掌机构和后脚跟机构；

其中，脚蹼机构包括脚趾板、平面滑道、横向滑道、第一纵向滑道、第二纵向滑道、三个脚趾套、三个脚趾、脚蹼、和脚蹼SMA弹簧；所述脚趾板两侧各设有一个矩形的平面滑道，所述各平面滑道四周边缘均与脚蹼SMA弹簧，且每个平面滑道内均设有一个横向滑道和第一纵向滑道，所述横向滑道与两边纵向固连平面滑道的脚蹼SMA弹簧固连，构成纵向差动连接，所述第一纵向滑道与两边横向固连平面滑道的脚蹼SMA弹簧固连，构成横向差动连接；所述脚趾板中间位于两平面滑道之间处设有第二纵向滑道，所述第二纵向滑道中纵向固连的脚蹼SMA弹簧与所述三个脚趾套中的一个脚趾套固连，构成差动连接；所述三个脚趾套中的另两个分别设置在两个平面滑道内，且所述脚趾套前半部分安装在横向滑道中，后半部分安装在第一纵向滑道中，所述三个脚趾的根部分别安装在三个脚趾套中，所述脚蹼与脚趾固连，所述脚蹼之间相互铰接；；

所述脚掌机构包括脚掌体、左滑道、脚掌左SMA弹簧、左驱动杆、左SMA弹簧、左连杆、双连杆、角度调整件、中间SMA弹簧、右连杆、右SMA弹簧、右驱动杆、脚掌右SMA弹簧、右滑道；所述角度调整件前端安装在双连杆中间孔处，并与所述脚趾板固连，所述中间SMA弹簧一端与脚掌体固连，另一端与所述角度调整件前端面固连，所述角度调整件工作时与脚掌体固连，调整时与脚掌体脱离；双连杆左右两端分别与左连杆、右连杆铰接，左连杆左端与左驱动杆铰接，左驱动杆末端与脚掌左SMA弹簧安装在左滑道中，左滑道安装在脚掌体左侧滑槽中，与滑槽内部的左SMA弹簧连接，右连杆右端与右驱动杆铰接，右驱动杆末端与脚掌右SMA弹簧安装在右滑道中，右滑道安装在脚掌体右侧滑槽中，与滑槽内部的右SMA弹簧连接；

所述后脚跟机构包括脚跟体、支撑架、支撑伞面；脚跟体上部与脚掌体固连，支撑架铰接在脚跟体下部四周，每两个相邻支撑架之间安装一层支撑伞面。

优选地，脚趾截面为类工字形。

优选地，脚趾根部辅助安装脚趾加强块。

优选地，所述横向滑道安装在平面滑道的前半部分，第一纵向滑道安装在平面滑道的后半部分。

优选地，角度调整件前端为多边形，后端为花键或齿轮。

优选地，所述左SMA弹簧(203)、中间SMA弹簧、右SMA弹簧均可由气动柱代替，用于推拉整个脚蹼机构的。

优选地，所述脚掌体底部有梯形凹槽。

优选地，所述脚跟体下部为圆锥形，且与支撑架的铰接处设有槽口，所述支撑架之间安装的支撑伞面为柔性弹性材料。

有益效果： 本实用新型提供一种脚蹼可折叠的机器人脚掌，落地前，脚掌机构通过差动装置驱动空间连杆机构对脚蹼机构进行侧倾角度调整，以达到与侧倾地形适应的目的，脚蹼机构通过平面内相互垂直的两组SMA弹簧对脚趾的平面运动进行控制，完成脚趾脚蹼由收缩到展开的动作，增大了与软土地面的接触面积，后脚跟机构的伞状支撑结构可以在触土的过程中起到易入土同时聚土固土的防沉陷作用，机器人脚掌的这三个部分协同作用，共同适应软土地面的复杂情况，提高了机器人脚的地形适应能力。

附图说明

图1是本实用新型的机器人脚掌的立体结构示意图；

图2是本实用新型的机器人脚掌的正视图；

图3是本实用新型的机器人脚掌的脚掌机构正视图；

图4是本实用新型的机器人脚掌的脚掌结构俯视图；