[发明专利]一种多足步行机器人平底式脚结构

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种多足步行机器人平底式脚结构。

背景技术

多足步行机器人是一种模仿多足动物运动形式具有冗余驱动、多支链、时变拓扑运动机构的足式运动机构。通常多足步行机器人具有四个或四个以上的运动足，常见的多足步行机器人有四足步行机器人、六足步行机器人、八足步行机器人等。多足步行机器人所具有的地面离散接触的足运动方式具有独特的优越性能，其可以更好的在地面崎岖的非结构化环境下运动。与轮式和履带式移动机器人相比，多足步行机器人在非结构化环境中有明显的优势。自然界中，大部分地面为非平坦地形，地球上近一半的地面不能为传统的轮式或履带式的车辆所到达，因此多足步行机器人有其广阔的应用发展空间。特别是近年来随着空间探测、抗险救灾、军事侦察、深海研究等领域的迫切需求，移动机器人的研究开始向着在地形复杂、障碍丛生的非结构化环境中高机动自主智能化运动的研究方向发展，多足步行机器人因其独特的优越性而得到众多科学家的关注。

自20世纪80年代机器人学开拓者、美国著名机器人学家R．B．McGhee等开始研究四足步行机器人以来，多足步行机器人一直是科学界的研究热点。在国外，2001年，Kenzo Nonami 开发出了可用于矿藏探测的六足机器人COMET-Ⅱ；2002年，Atsushi Konno 等人研制了一种新型的四足步行机器人 JROB-2；Dillmann等人研制成功了仿哺乳动物四足步行机器人BISAM；日本东京工业大学Shigeo Hirose教授团队研制了TITAN系列四足步行机器人；西班牙CSIC研究议会的IAI研究中心Gonzalez de Santos团队长期从事扫雷步行机器人方面的研究工作，相继研制了扫雷机器人Silo4 和Silo6；美国Boston Dynamics公司开发了BigDog军用机器人和小型四足步行机器人LittleDog。在国内关于步行机器人的研究起步相对较晚，但是经过科研工作者的不懈努力也取得了长足的进步。其中具有代表性的研究成果有：上海交通大学研发的四足行走机器人JTUWM；华中科技大学的陈学东等人研制的具有腿/臂融合机构的“4+2”多足步行机器人；哈尔滨工程大学在两栖仿生机器蟹和多足机器人领域做了大量的工作。

在以上所提及的多足步行机器人中，COMET-Ⅱ六足机器人、JROB-2四足步行机器人、TITAN系列四足步行机器人、Silo4扫雷机器人、“4+2”多足步行机器人都采用了平底式脚结构设计。虽然现有的多足步行机器人大量采用平底足端式脚结构，但是现有的平底式脚结构也存在一些亟待解决的问题，如有些平底式脚结构缺乏约束从而造成多足步行机器人行走过程中机器人脚产生晃动；一些平底足端式脚采用被动关节容易造成多足步行机器人在行走的过程中被绊倒；平底式脚结构设计中缺乏减震、缓冲设计；平底式脚结构中对脚力的测量过于复杂。平底式脚结构需要进一步研究优化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多足步行机器人平底式脚结构。

本发明包括脚底部分、脚底姿态测量部分、小腿连接件和数据采集处理器。