[发明专利]一种可主动切换的被动轮自锁防滑足

说明书

本发明涉及一种可主动切换的被动轮自锁防滑足，包括支座、被动轮、自锁足结构、换挡切换结构、线控结构，主要利用足式机器人侧展关节的余量转角，通过拉绳进行轮滑式行进与足式行进的切换。锁止轮后通过自锁机构增大足端触地摩擦力，实现足式机器人的大坡度上坡。通过机械装置实现轮足切换，不引入新的主动件，结构简单，控制方便，实现了足式机器人的多模态行走功能。提高了足式机器人在大坡度地面的通过能力与结构化道路的机动能力，提高机器人整机性能。

技术领域

本发明属于足式机器人领域，具体涉及一种可主动切换的被动轮自锁防滑足。

背景技术

轮式行走在结构化路面上移动高效、速度快，机动性好但越障能力较差。腿足式机器人能够根据地形选择落足点并调整身体重心的位置，显著提高了机器人的通过性能，但在结构化路面上移动的速度和效率等方面都低于轮式机器人。因此，结合了轮腿两种机器人优势的混合式移动机器人是一个研究热点。目前轮足式机器人主要采用主动轮设计，足端装有电机，质量大，控制难度高，被动轮足机器人的轮足切换装置一般采用手动调节或另外安装电气系统，机构复杂，难以满足机器人自主运动的需要。

发明内容

本发明提供一种可主动切换的被动轮自锁防滑足，要解决的技术问题是：适合大坡度爬坡、能够实现轮滑运动、以及轮足两种移动模式的切换。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种1、可主动切换的被动轮自锁防滑足，其特征在于：包括支座1、被动轮结构、自锁足结构、切换结构；其中，被动轮结构、自锁足结构、切换结构均通过轴套8安装在支座1上，所述被动轮结构包括轴套8、弹簧10、被动轮9、轴帽11；其中，轴套8穿过支座1的安装孔和轴帽11固定连接；弹簧10安装在轴套8内，被动轮9套在轴套8上，可自由转动；所述切换结构包括换挡套2、滑槽3、转盘4；其中，换挡套2、滑槽3、转盘4与轴套8同轴安装在支座1与轴套8之间；换挡套2穿过支座1一侧的定位孔，滑槽3、转盘4均在换挡套2里，滑槽3与换挡套固定连接，转盘4一端通过滑槽3的凹槽内嵌于滑槽3，转盘4可沿凹槽轨道相对运动；转盘4的平底端与自锁足结构的齿盘7固定连接，齿盘7与被动轮9相配合。

所述自锁足结构包括复位弹簧5、自锁足垫6、齿盘7；其中，齿盘7与轴套8同轴，一端连接转盘4，另外一端与被动轮9的端面配合，转盘4的端部穿过齿盘7的中心孔与轴套8中的弹簧10接触；复位弹簧5一端连接在支座1上，另一端连接自锁足垫6；自锁足垫6与齿盘7固定连接，可共同绕轴套8进行同轴转动或径向移动。

所述被动轮9端面沿径向开有放射状周布卡槽，卡槽口部宽底部窄，呈倒锥形，齿盘7上有与被动轮9端面卡槽对应的卡齿，被动轮9转至任何角度时，齿盘7上的卡齿向卡槽运动均能滑入槽中；在不受外力状态时，齿盘7与被动轮9是不接触的，此时被动轮9处于自由状态，机器人处于轮式模式。

还包括安装在机器人腿上的线控结构，所述线控结构包含主机身固定件14和副机身固定件15、线芯线16、导向轮轴12，上下两片主机身固定件14和副机身固定件15通过螺栓结合紧固在足式机器人机身上，线芯线16一端连接在主机身固定件14上，另外一端穿过轴套8和轴帽11连接在转盘4上。

线芯线16通过线固定座13固定在机器人腿上。

支座1上安装有导向轮轴12，线芯线16通过导向轮轴12改变走线方向。

所述被动轮9采用橡胶面轮胎，端面沿径向开有放射状周布卡槽36个，卡槽口部宽底部窄，采用45°倒角斜面，呈倒锥形。

滑槽3与转盘4同轴心安装在换挡套2内，滑槽3外端固连在换挡套2的内壁上，转盘4底面外圈连接齿盘7，转盘4底面内圈顶住轴套8中的弹簧10，转盘4底面中心连接线芯线16。