[发明专利]机器人腿足缓冲减振与自发电一体化装置

说明书

本发明涉及一种机器人腿足缓冲减振与自发电一体化装置，包括：液态金属橡胶型机器人缓冲减振自发电腿、金属橡胶型机器人缓冲减振自发电足；液态金属橡胶型机器人缓冲减振自发电腿包括：液态金属橡胶型缓冲减振与温差发电器、金属橡胶型缓冲减振与压电发电器、大腿关节、小腿关节、关节驱动器、位移传感器；液态金属橡胶为液态金属与金属橡胶形成的紧密接触结构；液态金属橡胶型缓冲减振与温差发电器包括单活塞型或双活塞型；金属橡胶型缓冲减振与压电发电器包括：金属橡胶复合压杆弹簧型缓冲减振与压电发电器、金属橡胶复合钹鼓型缓冲减振与压电发电器或金属橡胶复合聚偏氟乙烯型缓冲减振与压电发电器。

技术领域

本发明涉及机器人领域，涉及机器人缓冲减振与自发电应用技术，更具体地说，涉及一种机器人腿足缓冲减振与自发电一体化装置。

背景技术

机器人能够较为理想地适应人类的生存环境及使用的工具，并且能够进行人机对话、交流等；机器人广泛的应用价值体现在它不仅可以代替人们在有辐射、粉尘、有毒的环境中作业，并且能形成动力型假肢协助瘫痪病人行走。因此，机器人在医疗、海洋开发、教育、救灾、工程、军事、生物技术、机器维修、农林水产、交通运输等多个领域具有发展前景及广泛应用价值。

但是机器人在行走过程中，当跨步行走腿落地时会与地面发生碰撞冲击，来自地面的冲击反作用力会引起机器人一定程度的振动，并且随着行走速度的加快和步幅的加大，地面冲击力对机器人上部身体振动也将更加剧烈，从而影响了机器人行走的平稳性，限制了行走速度的提高，还会干扰机器人视觉系统及其它传感器件的正常工作。因此，人们必须设法阻断或减弱来自地面的冲击，及减缓对机器人上部身体的振动。为了克服来自地面的碰撞冲击力对机器人行走稳定性的影响，传统采用的方法主要有：在机器人足底添加橡胶、塑料或泡沫材料等一类的软性介质或金属弹簧设备，或者模仿人类脚部的生理特性，在脚掌的侧向与后方增大支撑面积，来缓冲并衰减来自地面的冲击，但此方法存在一定的缺点，如：引起踝关节与地面之间的转动灵活性不够，不利于步态规划设计等；另外由于金属弹簧阻尼较小，且沿弹簧垂直方向容易左右晃动，受力过程中又存在体态变形，因此不适宜用于要求减振系统本身形态变化较小的场合，更因为金属弹簧阻尼较小不能有效阻隔高频振动并且容易与减振对象在共振频率点形成共振等缺点。

当前，如何进一步有效缓冲机器人在跨步行走过程中造成的落地撞击力的影响，如何收集利用机器人行走时产生振动力的能量，如何将振动力的能量转换为电能，这些技术问题需要解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机器人腿足缓冲减振与自发电一体化装置。