[发明专利]一种多足步行机器人平底式脚结构

摘要

本发明公开了一种多足步行机器人平底式脚结构，现有多足步行机器人平底式脚结构缺乏约束易绊倒，且缺乏减震、缓冲设计。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，具体包括下脚底板、上脚底板、球面副盖板、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第一立柱弹簧、第二立柱弹簧、第三立柱弹簧、第一立柱螺母、第二立柱螺母、第三立柱螺母、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一压垫、第二压垫和第三压垫、中间连接件、第一位移测量装置、第二位移测量装置和第三位移测量装置。本发明采用平底式脚结构，简单可靠；能实现对落足后的多足步行机器人脚底姿态的测量，实时感知地形状况，且增强了平稳性。

主权项

一种多足步行机器人平底式脚结构，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，其特征在于：脚底部分包括下脚底板、上脚底板、球面副盖板、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第一立柱弹簧、第二立柱弹簧、第三立柱弹簧、第一立柱螺母、第二立柱螺母、第三立柱螺母、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一压垫、第二压垫和第三压垫，上脚底板位于下脚底板的正上方，球面副盖板位于上脚底板的正上方，球面副盖板与上脚底板都开有三个通孔，下脚底板开有三个圆孔，且通孔与圆孔位置相对应，球面副盖板与上脚底板之间通过三个螺钉螺纹固定，下脚底板与第一立柱、第二立柱和第三立柱的下端通过螺纹连接；第一立柱、第二立柱和第三立柱的上端依次穿过上脚底板和球面副盖板上的通孔，并分别与第一立柱螺母、第二立柱螺母和第三立柱螺母通过螺纹连接，第一立柱、第二立柱和第三立柱与上脚底板和球面副盖板的通孔之间为间隙配合，第一立柱弹簧、第二立柱弹簧和第三立柱弹簧分别套在第一立柱、第二立柱和第三立柱上；第一立柱弹簧、第二立柱弹簧和第三立柱弹簧的外径小于上脚底板上通孔直径和下脚底板上圆孔直径，大于球面副盖板上通孔直径，第一立柱弹簧、第二立柱弹簧和第三立柱弹簧的上端部分位于上脚底板的三个通孔中，第一立柱弹簧、第二立柱弹簧和第三立柱弹簧的下端部分位于下脚底板的三个圆孔中；第一立柱弹簧、第二立柱弹簧和第三立柱弹簧处于压缩状态，第一立柱螺母、第二立柱螺母和第三立柱螺母的下表面与球面副盖板的上表面相互接触压紧，下脚底板和上脚底板之间具有一定的间隙，下脚底板的上表面上设置三个凸台，同样上脚底板下表面上设置三个凸台，上脚底板下表面上的三个凸台位于下脚底板上表面上的三个凸台的正上方，第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器分别置于上脚底板下表面上的三个凸台上，第一压垫、第二压垫和第三压垫分别置于下脚底板上表面上的三个凸台上，第一压垫、第二压垫和第三压垫的上表面的面积与第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的有效测量面积相同，上脚底板和球面副盖板上分别设置三个导线槽，球面副盖板上的三个导线槽位于上脚底板上的三个导线槽的正上方，第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的信号线分别穿过上脚底板和球面副盖板上的导线槽与数据采集处理器连接；脚底姿态测量部分包括中间连接件、第一位移测量装置、第二位移测量装置和第三位移测量装置，中间连接件的轴线与脚底部分轴线重合，中间连接件的下端通过球铰与脚底部分连接，中间连接件的上端圆盘位于球面副盖板的正上方并通过三个螺钉与小腿连接件下端圆盘连接固定，第一位移测量装置、第二位移测量装置和第三位移测量装置结构相同，设置在中间连接件周围，其中中间连接件的轴线、第一位移测量装置的轴线和第三位移测量装置的轴线共面，中间连接件的轴线与第二位移测量装置的轴线所在的面，与中间连接件的轴线、第一位移测量装置的轴线和第三位移测量装置的轴线所在的面垂直，以第一位移测量装置为例对其结构进行说明，第一位移测量装置的下端通过球铰与脚底部分连接，第一位移测量装置的上端通过球铰与中间连接件上端圆盘和小腿连接件下端圆盘连接，第一位移测量装置、第二位移测量装置和第三位移测量装置的信号线分别穿过其上的线槽与数据采集处理器连接，脚底姿态测量部分具有三个转动自由度。