一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构制造技术

本发明专利技术公开了一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，包括前外壳、后外壳、微动开关、导杆和半球足端，所述的前外壳与后外壳固定连接，微动开关固定于后外壳内，导杆设于前外壳与后外壳形成的空腔内，导杆一端与半球足端连接，导杆的另一端触动微动开关。上述实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，结构简单、成本较低，能使机器人感知到足部是否触地，从而及时进行相应的步态、姿态的调整，以便适应复杂地形，也能起到一定减震缓冲的作用，提升机器人运动的稳定性。传感反馈方式灵敏迅速，相较于力传感器等方式成本更低，控制更加方便。

A Foot Structure of Multi-legged Walking Robot with Touch Feedback

The invention discloses a foot structure of a multi-legged walking robot which realizes touch feedback, including a front case, a rear case, a micro switch, a guide rod and a hemispheric foot end. The front case is fixed with the rear case, a micro switch is fixed in the rear case, a guide rod is arranged in a cavity formed by the front case and the rear case, one end of the guide rod is connected with the foot end of the hemisphere, and the other end of the guide rod is touched slightly. Dynamic switch. The foot structure of the multi-legged walking robot which realizes touch feedback is simple in structure and low in cost. It can make the robot perceive whether the foot touches the ground or not, so that the gait and posture can be adjusted in time to adapt to complex terrain, and it can also play a role of shock absorption and buffer, and improve the stability of the robot movement. Sensor feedback mode is sensitive and fast. Compared with force sensor, it is cheaper and more convenient to control.

【技术实现步骤摘要】
一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构。
技术介绍
随着时代发展，机器人技术越来越广泛地应用在各个领域，从军事工业、抢险救灾到日常服务、教育娱乐。其中，多足步行机器人作为一类典型的机器人，有着不可替代的优势，比如多足步行机器人由于运动时通过足部离散地接触地面，对复杂地形的适应性更强。同时，足式机器人的腿部一般有多个自由度，运动形式多样，在教育娱乐等领域也更受欢迎。因此多足步行机器人一直是机器人研究领域中的热点。为保证多足步行机器人运动的稳定性，使机器人能及时进行姿态调整，提升对环境的适应能力，需要对其足部进行合理设计。因此采用简单可靠的结构和较低成本而使机器人的足部实现一定的反馈及减震功能，是很有意义的。公开号为CN102556202A的专利说明书公开了一种具有缓冲能力的机器人足部，包括：滑块、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、导杆、一级弹簧和半球足，其中，滑块通过铰链分别与第一连杆和第二连杆相连，第一连杆的末端与第三连杆相连，第二连杆的末端与第四连杆相连，导杆的一端穿过滑块，导杆的中部与第三连杆和第四连杆的末端相铰接，导杆的末端通过一级弹簧与半球足相连。上述具有缓冲能力的机器人足部结构简单、控制容易，提高了机器人腿部结构的抗冲击性，但未能实现触地反馈的功能，且其弹簧等结构暴露在外，较容易受到环境的干扰。公告号为CN102211627B的专利说明书公开了一种基于仿生设计的四足机器人机构，由身体框架和四条腿部组成，其小腿包括大圆简、小圆筒、锥形弹簧和力传感器，小圆筒和大圆筒通过锥形弹簧连接，能够减缓机器人行走过程中外部冲击力，足底力传感器采集地面作用力，便于实时感知外部环境以及对机器人进行平衡控制。上述结构减轻了地面对机器人的冲击力，并可通过力传感器实时感知外部环境，但其结构较为复杂，成本较高。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，结构简单、成本较低，能使机器人感知到足部是否触地，从而及时进行相应的步态、姿态的调整，以便适应复杂地形，也能起到一定减震缓冲的作用，提升机器人运动的稳定性。一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，包括前外壳、后外壳、微动开关、导杆和半球足端，所述的前外壳与后外壳固定连接，微动开关固定于后外壳内，导杆设于前外壳与后外壳形成的空腔内，导杆一端与半球足端连接，导杆的另一端触动微动开关。当足部未触地时，导杆在其行程范围内的最下端，微动开关的摆杆处于张开的状态，而当足部触地，导杆上移，将碰触微动开关的摆杆使之闭合。若足部稍稍抬起，再次离地，导杆迅速下移，微动开关摆杆复位，这样便可通过检测微动开关是否闭合感知足部是否触地，使机器人能及时进行步态、姿态调整，以便提升自身的稳定性。优选地，所述的微动开关为摆杆型，具有自动复位功能，可在很小力的作用下触碰微动开关的摆杆，即可使其闭合，反应灵敏。微动开关具有自动复位功能，当外力消失，可恢复至初始状态，这样通过微动开关是否闭合便可得知是否有外力碰触微动开关摆杆，从而得知足部是否触地。优选地，所述的微动开关的顶端设有导线，导线与电路控制板连接。这样可通过电路控制板采集到微动开关是否闭合的信息。优选地，所述的导杆上套有弹簧，足部结构触地时导杆的上移会使弹簧压缩，从而能实现一定的减震缓冲。由于弹簧的缓冲作用，微动开关不会承受过大的力，具有较好的耐用性和可靠性。优选地，所述的导杆与半球足端连接的一端设有小凸台，所述的弹簧与小凸台相抵。优选地，所述的前外壳与后外壳的底部相对弯曲，所述的小凸台的直径大于前外壳与后外壳底部的间距，这样小凸台可实现导杆行程最下端的限位。更优选地，所述的前外壳与后外壳的底部相对弯折。优选地，所述的导杆与半球足端连接的一端设有大凸台，大凸台伸出空腔后与半球足端固定，大凸台的直径大于前外壳与后外壳底部的间距，这样大凸台可实现导杆行程最上端的限位。由于导杆行程存在限位，微动开关不会承受过大的力，具有较好的耐用性和可靠性。优选地，所述的半球足端采用弹性材料制成，可减少冲击，提升机器人运动的稳定性。优选地，所述的前外壳与后外壳通过自攻螺钉固定连接，自攻螺钉从后外壳拧入。前外壳与后外壳通过自攻螺钉固定连接，方便可靠，利于拆卸、组装。自攻螺钉从后外壳拧入，这样从足部结构的前方观察不到自攻螺钉，使足部结构整体外形较为美观。优选地，所述的前外壳与后外壳的上部均带有侧臂，侧臂上设有开孔，用于与机器人连接。前外壳与后外壳的上部均带有侧臂，主要为了方便足部与舵机上的舵盘进行固定，侧臂上设有开孔，可拧入螺钉，实现侧臂和舵机舵盘的螺纹联接。这样机器人可通过舵机驱动足部的转动。本专利技术与现有技术相比，主要优点包括：本专利技术的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，结构简单、成本较低，能使机器人感知到足部是否触地，从而及时进行相应的步态、姿态的调整，以便适应复杂地形，也能起到一定减震缓冲的作用，提升机器人运动的稳定性。传感反馈方式灵敏迅速，相较于力传感器等方式成本更低，控制更加方便。附图说明图1为实施例的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构的结构示意图；图2为实施例的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构的前外壳及后外壳固结在一起后的结构示意图；图3为实施例的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构去掉前外壳且未触地时的结构示意图；图4为实施例的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构去掉前外壳且触地时的结构示意图；图5为实施例的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构的导杆的结构示意图；图中：1-前外壳；2-后外壳；3-微动开关；4-导杆；5-弹簧；6-半球足端。具体实施方式下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，本专利技术的实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。如图1、2所示，本实施例的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构包括前外壳1、后外壳2、微动开关3、导杆4、弹簧5和半球足端6。前外壳1与后外壳2的底部相对弯折。前外壳1及后外壳2通过自攻螺钉固结在一起，自攻螺丝从后外壳2后方所留的孔位处拧入，拆卸时拧下自攻螺钉即可，十分简单方便。前外壳1及后外壳2上方具有两个侧臂，侧臂上也开有孔位，这主要是方便本专利技术作为多足机器人的足部，与驱动器件如舵机等相连。微动开关3为摆杆型，开关摆杆未受力时，处于张开状态，而摆杆受到较小的推力时，将使开关闭合。微动开关3留有两个安装孔，可通过螺纹联接方便地固定在后外壳2上，也方便拆卸。微动开关3的末端具有3个焊接端子，分别对应于常开、常闭及公共端子。焊接端子上可焊接导线，再接入到电路控制板上。这样可通过电路控制板采集到微动开关3是否闭合的信息。如图5所示，导杆4下部具有直径大小不同的两段凸台，分别为大凸台和小凸台。由于前外壳1及后外壳2固结在一起后下部会组成一个圆柱形的空腔，大凸台安装在前外壳1及后外壳2的下方，小凸台则在圆柱形空腔内部。导杆4可沿圆柱形空腔有一个较小行程的上下移动，其中当小凸台的下表面与圆柱形空腔的下表面接触时，导杆4将处于其行程的最下端。当导杆4直径大的凸台的上表面与前外壳1及后外壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，包括前外壳、后外壳、微动开关、导杆和半球足端，其特征在于，所述的前外壳与后外壳固定连接，微动开关固定于后外壳内，导杆设于前外壳与后外壳形成的空腔内，导杆一端与半球足端连接，导杆的另一端触动微动开关。

【技术特征摘要】
1.一种实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，包括前外壳、后外壳、微动开关、导杆和半球足端，其特征在于，所述的前外壳与后外壳固定连接，微动开关固定于后外壳内，导杆设于前外壳与后外壳形成的空腔内，导杆一端与半球足端连接，导杆的另一端触动微动开关。2.根据权利要求1所述的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，其特征在于，所述的微动开关为摆杆型。3.根据权利要求1或2所述的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，其特征在于，所述的微动开关的顶端设有导线，导线与电路控制板连接。4.根据权利要求1所述的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，其特征在于，所述的导杆上套有弹簧。5.根据权利要求4所述的实现触地反馈的多足步行机器人足部结构，其特征在于，所述的导杆与半球足端连接的一端设有小凸台，所述的弹簧与小凸台相抵。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金波，张世东，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33