基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足制造技术

基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足，它涉及一种机器人足。本发明专利技术解决了现有的大爬坡度机器人足存在难以保证机器人爬上大坡度的斜坡的问题。电动机的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒的一端固装在支撑板上支撑套筒的另一端与齿轮箱连通设置，传动主轴通过两个支撑轴承安装在支撑套筒内，传动主轴的一端位于齿轮箱内，传动主轴所述的一端上固装有大锥齿轮，大锥齿轮和小锥齿轮相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴的另一端上固装有钻取刀盘；所述十字轴关节套装在支撑套筒的中部，两个支撑轴套对称固装在十字轴关节的两侧，连接支座两侧对应套装在两个支撑轴套上；固定转轴下端与连接支座的上端固接为一体。本发明专利技术用于足式机器人上。

Robot foot based on drifting and drifting to change soft terrain

Based on drills and drifting to change the soft terrain of the large climbing robot foot, it involves a robot foot. The invention solves the problem that the existing large climbing robot is difficult to ensure that the robot climbs up a steep slope. The output shaft of the motor is fixed with small bevel gear, the other end of the support sleeve is fixed on the support plate and the other end of the support sleeve is connected with the gear box. The drive spindle is installed in the support sleeve through two supporting bearings, one end of the drive spindle is located in the gear box, and the big bevel gear is fixed on one end of the main shaft. The big bevel gear and the small bevel gear are intermeshed with each other perpendicular to each other, and the other end of the driving shaft is fixed with a drilling cutter. The cross shaft joint is set in the middle of the support sleeve, and the two supporting bushes are fixed on both sides of the cross shaft joint symmetrically, and the connecting support is set on the two supporting bushes. The lower end of the fixed rotating shaft is fixedly connected with the upper end of the connecting support. The invention is applied to a foot robot.

【技术实现步骤摘要】
基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足
本专利技术涉及一种机器人行走足，具体涉及一种基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足。
技术介绍
机器人足的附着性能对于保证足式机器人的爬坡和越障能力至关重要，增大机器人足附着能力的传统办法通常为增加或者优化机器人足的足底附属机构，即通过增大足底摩擦力或者土壤对足底附着机构的被动土压力来提高机器人足的附着性能，但是实际山地环境中的坡度角往往超过30～40度，根据试验得出的足式机器人行走经验可知，机器人足在这种大坡度地形下所需的切向推进力超过了地面的内聚力和内摩擦角产生的力，单纯通过优化和设计增加足底附属机构的办法已经难以保证机器人爬上大坡度的斜坡。因此，本专利技术根据机械设计原理，针对大坡度软质地形，设计了一种可以主动改变局部地形的机器人足，通过破坏挖掘机器人足预定附着位置的局部土壤，然后由机器人足占据坡面上被挖去的位置，这样就减小了机器人足稳定附着后足底与水平地面的实际夹角，进而减小了机器人足稳定附着所需要的切向作用力，就像上楼梯登台阶一样，主要依靠支持力保证机器人足的稳定附着。综上，现有的大爬坡度机器人足难以保证机器人爬上大坡度的斜坡。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的大爬坡度机器人足存在难以保证机器人爬上大坡度的斜坡的问题，进而提供一种基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：本专利技术的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足包括电动机12、钻取刀盘1、足底板18、足底脚垫19、支撑板21、齿轮箱14、传动机构、十字铰链机构、旋转定位机构和若干个防滑部件20；其特征在于：足底脚垫19通过若干个防滑部件20固装在足底板18的下端面上，支撑板21和齿轮箱14沿足底板18的长度方向固装在足底板18的上端面上，所述传动机构包括小锥齿轮15、大锥齿轮16、传动主轴3、轴套13和支撑套筒4，所述电动机12竖直安装在齿轮箱14的上端面上，电动机12的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒4的一端固装在支撑板21上支撑套筒4的另一端与齿轮箱14连通设置，传动主轴3通过两个支撑轴承2安装在支撑套筒4内，传动主轴3的一端位于齿轮箱14内，传动主轴3所述的一端上固装有大锥齿轮16，大锥齿轮16和小锥齿轮15相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴3的另一端上固装有钻取刀盘1；所述十字铰链机构包括十字轴关节10、连接支座5、两个支撑轴套22和两个定位环11，所述十字轴关节10套装在支撑套筒4的中部，所述十字轴关节10通过两个定位环11调节定位，两个支撑轴套22对称固装在十字轴关节10的两侧，连接支座5两侧对应套装在两个支撑轴套22上，连接支座5可以绕十字轴关节10前后旋转一定角度；所述旋转定位机构包括固定转轴7、旋转轴承6、连接法兰套8和六维力传感器9，固定转轴7竖直设置且固定转轴7下端与连接支座5的上端固接为一体，连接法兰套8通过旋转轴承6套装固定转轴7上，六维力传感器9固装在连接法兰套8的上端面上，六维力传感器9上端面留有与机器人腿部连接的螺纹孔，固定转轴7上端与机器人腿部动力输出轴装配到一起。进一步地，支撑套筒4所述的一端呈法兰状，支撑套筒4所述的一端通过螺钉固装在支撑板21上，支撑套筒4所述的另一端安装在齿轮箱14前端圆孔中。进一步地，大锥齿轮16通过螺钉和垫片固装在传动主轴3所述的一端上。进一步地，钻取刀盘1的中心加工有键槽孔，钻取刀盘1通过平键装配在传动主轴3所述的另一端上，传动主轴3所述的另一端通过螺钉和垫片固定。进一步地，足底脚垫19由软质可变形橡胶材料制成，足底脚垫19的底端面加工有防滑花纹。进一步地，钻取刀盘1为金属刀具材料整体加工或镶齿形刀盘。进一步地，防滑部件20为防滑钉、防滑锥或防滑板。进一步地，固定转轴7的下部加工有键槽，固定转轴7的下端通过平键与连接支座5的上端装配，固定转轴7的下端通过螺钉和垫片固定在连接支座5上。进一步地，所述大爬坡度机器人足还包括保护盖17，保护盖17安装在齿轮箱14上。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、本专利技术的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足在足前端设计安装了钻取刀盘，通过钻取刀盘的旋转掘进作用，可以有效破坏大坡度软质坡面的土壤，改变局部地形，减小足部附着位置的实际坡度角，保证机器人足的稳定附着；二、本专利技术的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足同时设计安装了十字铰链机构和旋转定位机构，可以保证机器人足部具有三个活动自由度，满足大爬坡度机器人足对复杂地形环境的高适应性和多自由度活动性；三、本专利技术的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足设计安装了软质可变形的足底脚垫，利用自身变形适应地面不平度，增大了足底接触面积，提高了足端缓冲能力，针对不同的地面环境，足底脚垫可以设计加工不同的底面花纹，同时配装不同的防滑装置，提高了机器人足的抓地能力和附着性能。附图说明图1是本专利技术的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足的主视图；图2是本专利技术的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足的主剖视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的左视图；图5是图1的A-A剖视图。具体实施方式具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足，所述大爬坡度机器人足包括电动机12、钻取刀盘1、足底板18、足底脚垫19、支撑板21、齿轮箱14、传动机构、十字铰链机构、旋转定位机构和若干个防滑部件20；足底脚垫19通过若干个防滑部件20固装在足底板18的下端面上，支撑板21和齿轮箱14沿足底板18的长度方向固装在足底板18的上端面上，所述传动机构包括小锥齿轮15、大锥齿轮16、传动主轴3、轴套13和支撑套筒4，所述电动机12竖直安装在齿轮箱14的上端面上，电动机12的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒4的一端固装在支撑板21上支撑套筒4的另一端与齿轮箱14连通设置，传动主轴3通过两个支撑轴承2安装在支撑套筒4内，传动主轴3的一端位于齿轮箱14内，传动主轴3所述的一端上固装有大锥齿轮16，大锥齿轮16和小锥齿轮15相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴3的另一端上固装有钻取刀盘1；所述十字铰链机构包括十字轴关节10、连接支座5、两个支撑轴套22和两个定位环11，所述十字轴关节10套装在支撑套筒4的中部，所述十字轴关节10通过两个定位环11调节定位，两个支撑轴套22对称固装在十字轴关节10的两侧，连接支座5两侧对应套装在两个支撑轴套22上，连接支座5可以绕十字轴关节10前后旋转一定角度；所述旋转定位机构包括固定转轴7、旋转轴承6、连接法兰套8和六维力传感器9，固定转轴7竖直设置且固定转轴7下端与连接支座5的上端固接为一体，连接法兰套8通过旋转轴承6套装固定转轴7上，六维力传感器9固装在连接法兰套8的上端面上，六维力传感器9上端面留有与机器人腿部连接的螺纹孔，固定转轴7上端与机器人腿部动力输出轴装配到一起。具体实施方式二：如图1和图2所示，本实施方式支撑套筒4所述的一端呈法兰状，支撑套筒4所述的一端通过螺钉固装在支撑板21上，支撑套筒4所述的另一端安装在齿轮箱14前端圆孔中。如此设计，可以将支撑套筒4的两端固定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足，所述大爬坡度机器人足包括电动机(12)、钻取刀盘(1)、足底板(18)、足底脚垫(19)、支撑板(21)、齿轮箱(14)、传动机构、十字铰链机构、旋转定位机构和若干个防滑部件(20)；其特征在于：足底脚垫(19)通过若干个防滑部件(20)固装在足底板(18)的下端面上，支撑板(21)和齿轮箱(14)沿足底板(18)的长度方向固装在足底板(18)的上端面上，所述传动机构包括小锥齿轮(15)、大锥齿轮(16)、传动主轴(3)、轴套(13)和支撑套筒(4)，所述电动机(12)竖直安装在齿轮箱(14)的上端面上，电动机(12)的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒(4)的一端固装在支撑板(21)上支撑套筒(4)的另一端与齿轮箱(14)连通设置，传动主轴(3)通过两个支撑轴承(2)安装在支撑套筒(4)内，传动主轴(3)的一端位于齿轮箱(14)内，传动主轴(3)所述的一端上固装有大锥齿轮(16)，大锥齿轮(16)和小锥齿轮(15)相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴(3)的另一端上固装有钻取刀盘(1)；所述十字铰链机构包括十字轴关节(10)、连接支座(5)、两个支撑轴套(22)和两个定位环(11)，所述十字轴关节(10)套装在支撑套筒(4)的中部，所述十字轴关节(10)通过两个定位环(11)调节定位，两个支撑轴套(22)对称固装在十字轴关节(10)的两侧，连接支座(5)两侧对应套装在两个支撑轴套(22)上，连接支座(5)可以绕十字轴关节(10)前后旋转一定角度；所述旋转定位机构包括固定转轴(7)、旋转轴承(6)、连接法兰套(8)和六维力传感器(9)，固定转轴(7)竖直设置且固定转轴(7)下端与连接支座(5)的上端固接为一体，连接法兰套(8)通过旋转轴承(6)套装固定转轴(7)上，六维力传感器(9)固装在连接法兰套(8)的上端面上，六维力传感器(9)上端面留有与机器人腿部连接的螺纹孔，固定转轴(7)上端与机器人腿部动力输出轴装配到一起。...

【技术特征摘要】
1.一种基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足，所述大爬坡度机器人足包括电动机(12)、钻取刀盘(1)、足底板(18)、足底脚垫(19)、支撑板(21)、齿轮箱(14)、传动机构、十字铰链机构、旋转定位机构和若干个防滑部件(20)；其特征在于：足底脚垫(19)通过若干个防滑部件(20)固装在足底板(18)的下端面上，支撑板(21)和齿轮箱(14)沿足底板(18)的长度方向固装在足底板(18)的上端面上，所述传动机构包括小锥齿轮(15)、大锥齿轮(16)、传动主轴(3)、轴套(13)和支撑套筒(4)，所述电动机(12)竖直安装在齿轮箱(14)的上端面上，电动机(12)的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒(4)的一端固装在支撑板(21)上支撑套筒(4)的另一端与齿轮箱(14)连通设置，传动主轴(3)通过两个支撑轴承(2)安装在支撑套筒(4)内，传动主轴(3)的一端位于齿轮箱(14)内，传动主轴(3)所述的一端上固装有大锥齿轮(16)，大锥齿轮(16)和小锥齿轮(15)相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴(3)的另一端上固装有钻取刀盘(1)；所述十字铰链机构包括十字轴关节(10)、连接支座(5)、两个支撑轴套(22)和两个定位环(11)，所述十字轴关节(10)套装在支撑套筒(4)的中部，所述十字轴关节(10)通过两个定位环(11)调节定位，两个支撑轴套(22)对称固装在十字轴关节(10)的两侧，连接支座(5)两侧对应套装在两个支撑轴套(22)上，连接支座(5)可以绕十字轴关节(10)前后旋转一定角度；所述旋转定位机构包括固定转轴(7)、旋转轴承(6)、连接法兰套(8)和六维力传感器(9)，固定转轴(7)竖直设置且固定转轴(7)下端与连接支座(5)的上端固接为一体，连接法兰套(8)通过旋转轴承(6)套装固定转轴(7)上，六维力传感器(9)固装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宗全，丁亮，牛丽周，高海波，刘宇飞，刘振，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23