本發(fā)明涉及一種具有可折疊腳趾的機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，機(jī)器人的移動(dòng)方式主要有輪式、履帶式、腿式。在面對(duì)沼澤、沙漠等復(fù)雜環(huán)境時(shí)，機(jī)器人對(duì)于地形的適應(yīng)問題尤為突出，腿式機(jī)器人的適應(yīng)能力更強(qiáng)，如果對(duì)腿式機(jī)器人的腳掌結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，使其與地面更加高效地接觸，那么可以更好的防止沉陷。如何對(duì)腿式機(jī)器人的腳掌和腳趾結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)和改良，改善機(jī)器人的腳部沉陷狀況，是復(fù)雜軟土環(huán)境下機(jī)器人良好運(yùn)動(dòng)的重要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種具有可折疊腳趾的機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)，在與地面接觸時(shí)，它能夠更好的限制腳下土壤流動(dòng)，防止機(jī)器人腳部過多沉陷，使機(jī)器人更加高效地在軟土環(huán)境下行走。

一種具有可折疊腳趾的機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)，所述腳掌結(jié)構(gòu)包括腳掌基座、腳板機(jī)構(gòu)、齒條、齒輪、腳板驅(qū)動(dòng)氣缸、腳板驅(qū)動(dòng)活塞，所述腳板機(jī)構(gòu)周向設(shè)置在腳掌基座四周；

所述腳掌基座包括腳掌本體、腳掌上蓋、腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸、腳掌驅(qū)動(dòng)活塞，所述腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸固定連接在所述腳掌本體內(nèi)部中心位置，所述掌驅(qū)動(dòng)活塞固定連接在腳掌上蓋下方中心位置處，所述腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸與腳掌驅(qū)動(dòng)活塞配合，所述腳掌本體與腳掌上蓋配合；

所述腳板機(jī)構(gòu)包括一對(duì)上支架、若干腳板以及一對(duì)下支架，所述上支架和下支架203之間設(shè)有若干腳板，且所述腳板上端兩側(cè)分別與一對(duì)上支架鉸鏈連接，所述腳板下端兩側(cè)分別與一對(duì)下支架鉸鏈連接，所述上支架與腳掌本體之間為鉸鏈連接；

所述齒條與腳掌上蓋固連，所述齒輪與上支架固連，齒條與齒輪相嚙合；

所述腳板驅(qū)動(dòng)氣缸與上支架之間為鉸鏈連接，腳板驅(qū)動(dòng)活塞與下支架之間為鉸鏈連接，腳板驅(qū)動(dòng)氣缸與腳板驅(qū)動(dòng)活塞配合連接。

優(yōu)選地，所述腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸和腳板驅(qū)動(dòng)氣缸可采用油缸代替。

優(yōu)選地，所述腳板機(jī)構(gòu)的個(gè)數(shù)為3～6個(gè)。

優(yōu)選地，所述腳板機(jī)構(gòu)中腳板的個(gè)數(shù)為2～4個(gè)。

有益效果：本發(fā)明采用一種具有可折疊腳趾的機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)，當(dāng)腳掌與地面接觸時(shí)，腳板機(jī)構(gòu)豎直插入土壤中，可限制腳下土壤流動(dòng)，有效固土；在腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸和腳掌驅(qū)動(dòng)活塞之間氣動(dòng)力的作用下使腳掌本體向下軸向移動(dòng)，帶動(dòng)齒條軸向移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)腳板機(jī)構(gòu)的俯仰運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)抓地效果，可減緩?fù)寥懒鲃?dòng)，更好地適應(yīng)軟土環(huán)境；在腳板驅(qū)動(dòng)氣缸和腳板驅(qū)動(dòng)活塞之間氣動(dòng)力的作用下，腳板驅(qū)動(dòng)活塞伸長，推動(dòng)腳板機(jī)構(gòu)的下支架轉(zhuǎn)動(dòng)，使腳板翻轉(zhuǎn)，進(jìn)一步增大接觸面積，有效地防止機(jī)器人腳部沉陷，提高了機(jī)器人于軟土環(huán)境中的行走能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的腳掌基座裝配剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明的腳板機(jī)構(gòu)裝配示意圖；

圖4是本發(fā)明與地面接觸時(shí)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-腳掌基座，101-腳掌本體，102-腳掌上蓋，103-腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸，104-腳掌驅(qū)動(dòng)活塞，2-腳板機(jī)構(gòu)，201-上支架，202-腳板，203-下支架，3-齒條，4-齒輪，5-腳板驅(qū)動(dòng)氣缸，6-腳板驅(qū)動(dòng)活塞。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解

本技術(shù)：
中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

如圖1～4所示，一種具有可折疊腳趾的機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)，所述腳掌結(jié)構(gòu)包括腳掌基座1、腳板機(jī)構(gòu)2、齒條3、齒輪4、腳板驅(qū)動(dòng)氣缸5、腳板驅(qū)動(dòng)活塞6，所述腳板機(jī)構(gòu)2周向設(shè)置在腳掌基座1四周；

所述腳掌基座1包括腳掌本體101、腳掌上蓋102、腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸103、腳掌驅(qū)動(dòng)活塞104，所述腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸103固定連接在所述腳掌本體101內(nèi)部中心位置，所述掌驅(qū)動(dòng)活塞104固定連接在腳掌上蓋102下方中心位置處，所述腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸103與腳掌驅(qū)動(dòng)活塞104配合，所述腳掌本體101與腳掌上蓋102配合；

所述腳板機(jī)構(gòu)2包括一對(duì)上支架201、若干腳板202以及一對(duì)下支架203，所述上支架201和下支架203之間設(shè)有若干腳板202，且所述腳板202上端兩側(cè)分別與一對(duì)上支架201鉸鏈連接，所述腳板202下端兩側(cè)分別與一對(duì)下支架203鉸鏈連接，所述上支架201與腳掌本體101之間為鉸鏈連接；

所述齒條3與腳掌上蓋102固連，所述齒輪4與上支架201固連，所述齒條3與齒輪4相嚙合；

所述腳板驅(qū)動(dòng)氣缸5與上支架201之間為鉸鏈連接，腳板驅(qū)動(dòng)活塞6與下支架203之間為鉸鏈連接，腳板驅(qū)動(dòng)氣缸5與腳板驅(qū)動(dòng)活塞6配合連接。

優(yōu)選地，所述腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸103和腳板驅(qū)動(dòng)氣缸5可采用油缸代替。

優(yōu)選地，所述腳板機(jī)構(gòu)2的個(gè)數(shù)為3～6個(gè)。

優(yōu)選地，所述腳板機(jī)構(gòu)2中腳板202的個(gè)數(shù)為2～4個(gè)。

在本實(shí)施例中，腳板機(jī)構(gòu)2的個(gè)數(shù)為4個(gè)，均勻地分布在腳掌基座1的周圍；腳板機(jī)構(gòu)2中腳板202的個(gè)數(shù)為3個(gè)，均與上支架201與下支架203鉸鏈連接。

本發(fā)明的工作原理如下：

當(dāng)其與地面接觸時(shí)，腳板機(jī)構(gòu)2中腳板202豎直插入土壤中，起到限流作用；在腳掌驅(qū)動(dòng)氣缸103和腳掌驅(qū)動(dòng)活塞104之間氣動(dòng)力的作用下使腳掌本體101沿軸向上下移動(dòng)，帶動(dòng)齒條3軸向移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)腳板機(jī)構(gòu)2的俯仰運(yùn)動(dòng)，更好地適應(yīng)軟土環(huán)境；在腳板驅(qū)動(dòng)氣缸5和腳板驅(qū)動(dòng)活塞6之間氣動(dòng)力的作用下，腳板驅(qū)動(dòng)活塞6伸長，推動(dòng)腳板機(jī)構(gòu)2的下支架202轉(zhuǎn)動(dòng)，使腳板機(jī)構(gòu)2翻轉(zhuǎn)，增大接觸面積，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)固土，增加行走穩(wěn)定性。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有可折疊腳趾的機(jī)器人腳掌結(jié)構(gòu)，所述腳掌結(jié)構(gòu)包括腳掌基座、腳板機(jī)構(gòu)、齒條、齒輪、腳板驅(qū)動(dòng)氣缸、腳板驅(qū)動(dòng)活塞，所述腳板機(jī)構(gòu)周向設(shè)置在腳掌基座四周。本發(fā)明在與地面接觸時(shí)，它能夠更好的限制腳下土壤流動(dòng)，防止機(jī)器人腳部過多沉陷，可實(shí)現(xiàn)腳板機(jī)構(gòu)的俯仰運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)抓地效果，可減緩?fù)寥懒鲃?dòng)，更好地適應(yīng)軟土環(huán)境；在腳板驅(qū)動(dòng)氣缸和腳板驅(qū)動(dòng)活塞之間氣動(dòng)力的作用下，腳板驅(qū)動(dòng)活塞伸長，推動(dòng)腳板機(jī)構(gòu)的下支架轉(zhuǎn)動(dòng)，使腳板翻轉(zhuǎn)，進(jìn)一步增大接觸面積，有效地防止機(jī)器人腳部沉陷，提高了機(jī)器人于軟土環(huán)境中的行走能力。

技術(shù)研發(fā)人員：何鋼;曹釗源;姜君;高亢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河海大學(xué)常州校區(qū)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.04
技術(shù)公布日：2017.08.25