本實(shí)用新型涉及機(jī)器人結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

人的腳趾主要用途是在人行走的時(shí)候?qū)Φ孛娴囊恍┚唧w情況進(jìn)行調(diào)整和反饋，從而保證行走的平穩(wěn)性，而傳統(tǒng)的機(jī)器人腳底一般為平底，所以走路與人走路行為不同，較為怪異，而且一旦出現(xiàn)道路不平的情況，平腳底的機(jī)器人就無(wú)法作出修正，而發(fā)生傾倒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，以期實(shí)現(xiàn)腳趾塊的多向運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，包括腳底板塊，所述腳底板塊前端通過(guò)若干萬(wàn)向聯(lián)軸器連接有若干腳趾塊，在所述腳底板塊的后端通過(guò)擺動(dòng)支座連接有起腿骨作用的立柱，所述立柱上安裝有萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器，所述萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)端上固定有一個(gè)驅(qū)動(dòng)板，所述若干腳趾塊上一一對(duì)應(yīng)連接有若干連接桿，所述連接桿的下端通過(guò)第二萬(wàn)向球頭結(jié)構(gòu)與所述腳趾塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連接桿上端通過(guò)第一萬(wàn)向球頭結(jié)構(gòu)與所述驅(qū)動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過(guò)所述萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)板擺動(dòng)，從而推動(dòng)各個(gè)連接桿，使得對(duì)應(yīng)的腳趾塊發(fā)生不同方向的擺動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器包括平行設(shè)置的定位盤(pán)和擺動(dòng)盤(pán),所述定位盤(pán)中部設(shè)置有一個(gè)中心步進(jìn)電機(jī)，在所述定位盤(pán)周向環(huán)繞所述中心步進(jìn)電機(jī)還設(shè)置有若干周向步進(jìn)電機(jī),所述中心步進(jìn)電機(jī)和若干周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸均與所述定位盤(pán)相垂直,所述周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上固定連接有一個(gè)螺套，在所述螺套上通過(guò)螺紋連接有一個(gè)螺桿，在所述螺桿的外端部設(shè)置有一個(gè)球頭；所述擺動(dòng)盤(pán)上布置有與若干螺桿對(duì)應(yīng)的若干擺動(dòng)座，所述擺動(dòng)座通過(guò)第一軸承與擺動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述擺動(dòng)座內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開(kāi)口的周向球形擺動(dòng)空腔，所述球頭嵌入到對(duì)應(yīng)的周向球形擺動(dòng)空腔中；在所述擺動(dòng)盤(pán)的中部還設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開(kāi)口的中心球形擺動(dòng)空腔，所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸外端部設(shè)置有一個(gè)嵌入到所述中心球形擺動(dòng)空腔中的球塊；所述驅(qū)動(dòng)板固定設(shè)置在所述擺動(dòng)盤(pán)的外端。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述定位盤(pán)上還同軸固定連接有一個(gè)支撐盤(pán)，所述支撐盤(pán)位于所述定位盤(pán)和所述擺動(dòng)盤(pán)之間，在所述支撐盤(pán)上設(shè)置有供若干螺套穿過(guò)的若干轉(zhuǎn)動(dòng)孔，所述螺套與轉(zhuǎn)動(dòng)孔之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在定位盤(pán)的中部還設(shè)置有一個(gè)供所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸穿過(guò)的滑動(dòng)孔，所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與所述滑動(dòng)孔之間滑動(dòng)連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述驅(qū)動(dòng)板呈扇形，所述驅(qū)動(dòng)板垂直于所述擺動(dòng)板設(shè)置。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述連接桿為長(zhǎng)度可調(diào)的螺桿組結(jié)構(gòu)，在所述螺桿組結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有一個(gè)防轉(zhuǎn)鎖緊螺母。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸的軸線與所述立柱的軸線之間的夾角為銳角。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述中心步進(jìn)電機(jī)為直線步進(jìn)電機(jī)，所述周向步進(jìn)電機(jī)為旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器通過(guò)一個(gè)梯形墊塊與所述立柱連接，在所述立柱上設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)軌，所述梯形墊塊能沿著所述導(dǎo)軌上下移動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，所述腳趾塊底部設(shè)置有防滑墊。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型提供的一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，其在機(jī)器人的腳底板塊前端增加了若干腳趾塊，通過(guò)萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)腳趾塊的驅(qū)動(dòng)，發(fā)生不同方向的擺動(dòng)，通過(guò)腳趾板的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腳底板塊與接觸地面之間接觸點(diǎn)的修正，有效防止機(jī)器人在行走時(shí)的傾覆，提高了機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。此外，本實(shí)用新型通過(guò)一個(gè)萬(wàn)向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)若干腳趾塊的驅(qū)動(dòng)，相比于每個(gè)腳趾設(shè)置一個(gè)單向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)若干腳趾塊的多向運(yùn)動(dòng)，可動(dòng)范圍更高，通過(guò)萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器的擺動(dòng)、伸縮可以為機(jī)器人的腳底提供更大的修正范圍。

2、本實(shí)用新型提供的一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，其萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器通過(guò)一個(gè)中心步進(jìn)電機(jī)和若干周向步進(jìn)電機(jī)的配合，既可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)盤(pán)的多向擺動(dòng)，又可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)盤(pán)的伸縮，能更好的驅(qū)動(dòng)腳趾塊進(jìn)行多向擺動(dòng)。

3、本實(shí)用新型提供的一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，其支撐盤(pán)降低了各個(gè)電機(jī)輸出軸的徑向負(fù)載力，保證了各旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)的穩(wěn)定工作，降低了各個(gè)電機(jī)輸出軸變形的可能。

4、本實(shí)用新型提供的一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，其連接桿采用長(zhǎng)度可調(diào)的螺桿組結(jié)構(gòu)，使得腳趾塊、驅(qū)動(dòng)板、萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器可以做成標(biāo)準(zhǔn)化配件，具體安裝時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整連接桿的長(zhǎng)度來(lái)對(duì)整個(gè)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖2是本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)板和連接桿配合結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實(shí)用新型的萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器的局部剖視圖。

圖4是圖3的右視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1、梯形墊塊；2、驅(qū)動(dòng)板；3、立柱；4、腳底板塊；5、連接桿；6、萬(wàn)向聯(lián)軸器；7、腳趾塊；8、支撐盤(pán)；9、定位盤(pán)；10、旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)；11、直線步進(jìn)電機(jī)；12、螺套；13、螺桿；14、球頭；15、球塊；16、擺動(dòng)盤(pán)；17、擺動(dòng)支座；18、第一萬(wàn)向球頭結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

參見(jiàn)圖1至圖2，本實(shí)施例提供了一種腳趾可動(dòng)型機(jī)器人腳結(jié)構(gòu)，包括腳底板塊4，腳底板塊4前端通過(guò)若干萬(wàn)向聯(lián)軸器6連接有若干腳趾塊7，腳趾塊7底部設(shè)置有防滑墊，在腳底板塊4的后端通過(guò)擺動(dòng)支座17連接有起腿骨作用的立柱3，立柱3上安裝有萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器，萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)端上固定有一個(gè)驅(qū)動(dòng)板2，若干腳趾塊7上一一對(duì)應(yīng)連接有若干連接桿5，連接桿5的下端通過(guò)第二萬(wàn)向球頭結(jié)構(gòu)與腳趾塊7轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接桿5上端通過(guò)第一萬(wàn)向球頭結(jié)構(gòu)18與驅(qū)動(dòng)板2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過(guò)萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)板2擺動(dòng)，從而推動(dòng)各個(gè)連接桿5，使得對(duì)應(yīng)的腳趾塊7發(fā)生不同方向的擺動(dòng)。其中連接桿5為長(zhǎng)度可調(diào)的螺桿組結(jié)構(gòu)，在螺桿組結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有一個(gè)防轉(zhuǎn)鎖緊螺母。萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器通過(guò)一個(gè)梯形墊塊1與立柱3連接，在立柱3上設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)軌，梯形墊塊1能沿著導(dǎo)軌上下移動(dòng)。

同時(shí)參見(jiàn)圖3和圖4，該萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器包括平行設(shè)置的定位盤(pán)9和擺動(dòng)盤(pán)16,定位盤(pán)9中部設(shè)置有一個(gè)中心步進(jìn)電機(jī)，在定位盤(pán)9周向環(huán)繞中心步進(jìn)電機(jī)還設(shè)置有若干周向步進(jìn)電機(jī),中心步進(jìn)電機(jī)和若干周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸均與定位盤(pán)9相垂直,中心步進(jìn)電機(jī)采用直線步進(jìn)電機(jī)11，周向步進(jìn)電機(jī)采用旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)10。周向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上固定連接有一個(gè)螺套12，在螺套12上通過(guò)螺紋連接有一個(gè)螺桿13，在螺桿13的外端部設(shè)置有一個(gè)球頭14；擺動(dòng)盤(pán)16上布置有與若干螺桿13對(duì)應(yīng)的若干擺動(dòng)座，擺動(dòng)座通過(guò)第一軸承與擺動(dòng)盤(pán)16轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺動(dòng)座內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開(kāi)口的周向球形擺動(dòng)空腔，球頭14嵌入到對(duì)應(yīng)的周向球形擺動(dòng)空腔中；在擺動(dòng)盤(pán)16的中部還設(shè)置有一個(gè)內(nèi)端開(kāi)口的中心球形擺動(dòng)空腔，中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸外端部設(shè)置有一個(gè)嵌入到中心球形擺動(dòng)空腔中的球塊15；驅(qū)動(dòng)板2呈扇形，驅(qū)動(dòng)板2垂直固定設(shè)置在擺動(dòng)盤(pán)16的外端。萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器安裝后，中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸的軸線與立柱3的軸線之間的夾角為銳角。

具體設(shè)置時(shí)，定位盤(pán)9上還同軸固定連接有一個(gè)支撐盤(pán)8，支撐盤(pán)8位于定位盤(pán)9和擺動(dòng)盤(pán)16之間，在支撐盤(pán)8上設(shè)置有供若干螺套12穿過(guò)的若干轉(zhuǎn)動(dòng)孔，螺套12與轉(zhuǎn)動(dòng)孔之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在定位盤(pán)9的中部還設(shè)置有一個(gè)供中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸穿過(guò)的滑動(dòng)孔，中心步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與滑動(dòng)孔之間滑動(dòng)連接。

本實(shí)施例的工作原理如下：

使用時(shí)，當(dāng)需要擺動(dòng)盤(pán)16整體伸縮時(shí)，啟動(dòng)中心的直線步進(jìn)電機(jī)11，使得直線步進(jìn)電機(jī)11的輸出軸伸長(zhǎng)，同時(shí)外圍的旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)10也通過(guò)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺套12旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)螺桿13作直線運(yùn)動(dòng)，使得整個(gè)擺動(dòng)盤(pán)16發(fā)生定位移動(dòng)，移動(dòng)完成后就實(shí)現(xiàn)了對(duì)擺動(dòng)盤(pán)16相對(duì)定位盤(pán)9的距離的調(diào)整，即實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)盤(pán)16的整體伸縮，從而可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整擺動(dòng)盤(pán)16的位置。

當(dāng)需要擺動(dòng)盤(pán)16擺動(dòng)時(shí)，關(guān)閉直線步進(jìn)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)電路，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)10，螺套12在旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)10的推動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得螺桿13與螺套12之間通過(guò)螺紋發(fā)生相對(duì)位移，通過(guò)一部分螺桿13伸長(zhǎng)，另一部分螺桿13縮短，就可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)盤(pán)16的定位擺動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板2發(fā)生擺動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)板2推動(dòng)連接桿5，通過(guò)不同的連接桿5帶動(dòng)相應(yīng)的腳趾塊7進(jìn)行擺動(dòng)。通過(guò)腳趾板的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腳底板塊4與接觸地面之間接觸點(diǎn)的修正，有效防止機(jī)器人在行走時(shí)的傾覆，提高了機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。

調(diào)整時(shí)，萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器與立柱3之間通過(guò)一個(gè)梯形墊塊1固定連接，在立柱3上設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)軌，梯形墊塊1與導(dǎo)軌之間滑動(dòng)連接，安裝時(shí)通過(guò)梯形墊塊1在導(dǎo)軌上的移動(dòng)可調(diào)整萬(wàn)向驅(qū)動(dòng)器的相對(duì)位置，同時(shí)調(diào)整連接桿5，使得腳趾塊7在靜止?fàn)顟B(tài)下保持與腳底板塊4的水平；這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)支撐三角尺寸的調(diào)整，三角尺寸越大、其調(diào)整的精度越低，通過(guò)本結(jié)構(gòu)可以在三角形的尺寸、穩(wěn)定性之間設(shè)定一個(gè)平衡點(diǎn)。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。