【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体而言，涉及一种可展收足端机构及足式机器人。
技术介绍
1、足式机器人的足端相较于轮式和履带，具有行动灵活、越障能力出众等优点，且能有效的减少来自地面的冲击力。对于具有越障能力的重载机器人，其足端通过柔软地面或较崎岖地形时会出现失稳的情况，不能很好的满足在复杂环境下的使用需求。同时，过大的足端结构会对机器人的腿部轨迹规划造成空间干涉，在复杂地形规划轨迹时对算法和控制都提出了较高的要求。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种可展收足端机构及足式机器人，以改善现有足式机器人无法直接通过机械结构来实现自适应接触而保证行走稳定性，且同时解决足端摆动过程中，过大足端结构会造成空间干涉的问题。
2、一种可展收足端机构，包括：
3、通过减震机构连接的第一端部和第二端部，所述的减震机构包括伸缩杆、套接在所述伸缩杆上的压缩弹簧以及与所述伸缩杆连接的阻尼器；
4、伸展机构，所述伸展机构与所述第一端部和第二端部铰接。
5、所述第一端部与所述伸缩杆的端部连接，所述第二端部与所述阻尼器的端部连接。
6、所述第一端部外周设置有安装孔，所述第二端部外周设置有安装孔。
7、所述伸展机构包括：
8、脚趾头关节；
9、与所述脚趾头关节连接的脚身关节；
10、与所述脚身关节连接的脚跟关节，所述脚跟关节与所述第二端部上的安装孔连接；
11、以及设置在所述脚跟关节上的驱动杆，所述
12、所述伸展机构为三个，呈y型分布于所述第一端部和第二端部周围。
13、所述脚身关节包括：三角连板、脚身底板和脚身连板；
14、所述脚跟关节包括：l型底板、伸缩连板；
15、所述脚趾头关节与所述脚身底板铰接，所述脚身底板与所述l型底板铰接；
16、所述三角连板的三个角分别与所述脚身底板、脚身连板和伸缩连板铰接；
17、所述脚身连板与所述脚趾头关节的端部铰接，所述伸缩连板与所述l型底板铰接。
18、所述的脚身底板和l型底板下均固定有防滑块。
19、所述伸缩连板包括相互伸缩配合的凸型连板和凹型连板；
20、所述凸型连板上设置凸型导向杆，所述凹型连板上设置有与所述凸型导向杆配合的凹型导向槽。所述凹形连板前端还有向下延伸一定长度的安装孔，所述驱动杆的一端固定在所述凹型连板的安装孔上，所述驱动杆的另一端固定在所述第一端部上的安装孔上。
21、所述凸型导向杆为2～6个。
22、所述凸型连板和凹型连板之间设置有拉簧。
23、一种足式机器人，包括机器人以及设置在所述机器人足端的可展收足端机构。
24、进一步优选，一种足端结构，包括减震机构、足端上盖、足端下盖和展开机构。减震机构与主伸缩杆相连，减震机构用于减小足端冲击，缓震。展开机构安装与足端上盖侧端和足端下盖侧端，展开机构通过机器人重力的作用，使得展开踏板与地面接触，从而使得足端触地面积增加，以使足端压力减小。足端上盖通过球铰与足式机器人小腿结构固连。
25、上述技术方案中，减震机构主要由伸缩杆、减震弹簧和阻尼器组成，弹簧的上端连接在上端盖底部，阻尼器的下端连接在下端盖顶部。伸缩杆为可伸缩结构，减震弹簧包络于伸缩杆外围，阻尼器与减震弹簧为串联，起到被动减震的效果与复位的效果。
26、在本实施例中，上端盖包括盖体、球铰和定位孔。盖体总体呈圆形。球铰固接于盖体顶端，球铰另一端用于连接小腿底端。定位孔(即安装孔)共6个，记3组，呈“y”型分布于盖体周围，且与下端盖上的定位孔竖直对齐，定位孔是用于连接伸展机构中的驱动杆，为转动副。
27、在本实施例中，下端盖包括盖体和定位孔(即安装孔)，盖体顶端呈半球形。定位孔共6个，记3组，圆周阵列与盖体周围，且与上端盖上的定位孔竖直对齐，定位孔是用于连接伸展机构中的凸型连板和l型底板，为转动副。
28、在本专利技术中，自适应展开机构为三组相同的欠驱动展开机构支链，展开机构包括驱动杆、脚跟关节、脚身关节和脚趾头关节。驱动杆一端通过定位孔与上端盖相连，为转动副；另一端与凹形连板相连，连接处位于连扳两侧向下延伸的定位孔(即安装孔)处，为转动副。脚跟关节由凸型连板、凹型连板、l型底板组成。凸型连板一端和l型底板通过定位孔连接在下端盖上，为转动副；另一端与凹型连板通过2根导柱与2根滑轨相连，是移动副。凸型连板与凹型连板上下两面上皆固定有一根拉簧，共计2根。凹型连板另一端与三角连板上端相连，为转动副。l型底板另一端与三角连板底端和脚身底板相连，为转动副。脚身关节由三角连板、脚身连板和脚身底板组成，三角连板另一端与脚身连板一端相连，为转动副。脚身连板另一端与脚趾头关节相连，为转动副。脚趾头关节为“l”型，呈一定角度。
29、在上述技术方案中，每一支链欠驱动展开机构为保持结构稳定性和承重能力，其中驱动杆、拉簧、三角连板均为两个，对称分布于支链两侧。
30、在本专利技术中，欠驱动连杆机构在关节处还设有限位器，通过限制关节转角来保证展开机构能够以预想的方式展开。
31、在上述技术方案中，限位器主要安装在l型底板与下端盖定位孔(即安装孔)的转动副中，用于限制l型底板的转动角度。
32、在本专利技术中，凸型连板与凹型连板之间形成滑轨导柱结构，两端安有拉簧，通过弹簧限制连板分离来保证自适应展开机构能够以预想的方式展开或收拢。
33、在本专利技术中，踏板底部还设有防滑底板(即防滑块)，底板具有波纹，波纹总体呈斜60°状。
34、在上述技术方案中，波纹通过改变踏板底部接触面积，起到增加足地接触面积和防滑的作用，从而减小足部压强，提高稳定性。
35、在上述技术方案中，足式机器人的足端结构在落足时能够根据自身重力将自适应展开机构通过欠驱动的方式展开以适应地形，使得足式机器人能够稳定移动，在抬足时能将自适应展开机构收拢，以减少对机器人腿部工作空间的干扰，并且减震机构能够起到很好的缓冲作用，降低足端结构被冲击损坏的风险。
36、本专利技术的优点在于：
37、一、本专利技术的欠驱动展开机构可以在不需要主动控制的情况下，根据机器人的自重，使得足端机构逐步展开，贴合非结构化地面形状，增加足地适应性。
38、二、在机器人行进过程中，足端离地进入摆动相状态中会及时收起展开的足端，减少过大的足端会造成腿部运动干涉的问题，从而简化非结构地形上的足端复杂轨迹规划。
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1.一种可展收足端机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可展收足端机构，其特征在于，所述第一端部与所述伸缩杆的端部连接，所述第二端部与所述阻尼器的端部连接。
3.根据权利要求1所述的可展收足端机构，其特征在于，所述第一端部外周设置有安装孔，所述第二端部外周设置有安装孔。
4.根据权利要求3所述的可展收足端机构，其特征在于，所述伸展机构包括：
5.根据权利要求4所述的可展收足端机构，其特征在于，所述伸展机构为三个，呈Y型分布于所述第一端部和第二端部周围。
6.根据权利要求4所述的可展收足端机构，其特征在于，所述脚身关节包括：三角连板、脚身底板和脚身连板；
7.根据权利要求6所述的可展收足端机构，其特征在于，所述伸缩连板包括相互伸缩配合的凸型连板和凹型连板；
8.根据权利要求7所述的可展收足端机构，其特征在于，所述凸型导向杆为2～6个。
9.根据权利要求7所述的可展收足端机构，其特征在于，所述凸型连板和凹型连板之间设置有拉簧；
10.一种足式机器人，其特征在于，采用
...【技术特征摘要】
1.一种可展收足端机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可展收足端机构，其特征在于，所述第一端部与所述伸缩杆的端部连接，所述第二端部与所述阻尼器的端部连接。
3.根据权利要求1所述的可展收足端机构，其特征在于，所述第一端部外周设置有安装孔，所述第二端部外周设置有安装孔。
4.根据权利要求3所述的可展收足端机构，其特征在于，所述伸展机构包括：
5.根据权利要求4所述的可展收足端机构，其特征在于，所述伸展机构为三个，呈y型分布于所述第一端部和第二端部周围。
...【专利技术属性】
技术研发人员：李研彪，李家盛，孙鹏，朱奕名，张聪，戴显永，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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