一種機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體的說，涉及一種機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，足式機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)。足式機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)主要分為多自由度足式結(jié)構(gòu)和輪式結(jié)構(gòu)。輪式結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是腿部結(jié)構(gòu)簡單，可控性好，在步態(tài)協(xié)調(diào)控制方面具有一定的優(yōu)勢，因而可以提升機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度。
[0003]在沙漠、草地、碎石等荒漠地形和崎嶇路面的環(huán)境下，現(xiàn)有的足式機(jī)器人的輪式結(jié)構(gòu)存在容易陷入沙地的缺點(diǎn)，而且對于未知環(huán)境下的不規(guī)則障礙物，也無法迅速自主翻越，因此對環(huán)境的適應(yīng)性較差。
[0004]對現(xiàn)有專利技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請公開號:CN 102107685 A，名稱:偏心輪腿六足機(jī)器人。該發(fā)明采用圓形偏心輪式足部結(jié)構(gòu)，但輪子表面光滑，也無法解決在沙地中的沉陷問題，對于軟質(zhì)地表適應(yīng)性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，具有輕質(zhì)、簡便的特點(diǎn)，保證了機(jī)器人快速行走，同時(shí)能適應(yīng)沙漠等軟質(zhì)地面環(huán)境，增大機(jī)器人腿部的抓地力，避免出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，減緩機(jī)器人在沙地中的沉陷，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，包括C形腿本體及其連接件和附屬結(jié)構(gòu)，所述連接件安裝于C形腿本體頂部，用以連接腿部輸出軸，所述附屬結(jié)構(gòu)安裝于C形腿本體底部；所述附屬結(jié)構(gòu)包括C形腿分支、C形腿彈簧件，其中C形腿彈簧件固定于C形腿本體與C形腿分支之間，用以減小C形腿本體在重力作用下導(dǎo)致的腿部沉陷。
[0008]所述C形腿本體底部安裝C形腿分支。
[0009]所述形腿分支安裝在C形腿本體底部約90度范圍內(nèi)。
[0010]所述C形腿本體由具有一定彈性的聚甲醛、玻璃纖維材料加工而成。
[0011]所述C形腿本體與C形腿分支上對應(yīng)分布有一定數(shù)量的安裝孔，使C形腿彈簧件固定于其中。
[0012]所述C形腿彈簧件由氣動(dòng)推桿與剛性彈簧構(gòu)成，所述氣動(dòng)推桿的兩端分別與C形腿本體和C形腿分支固定，剛性彈簧套接于氣動(dòng)推桿5上。
[0013]所述C形腿連接件與C形腿本體通過螺絲緊固并用膠水粘緊，C形腿連接件與腿部輸出軸通過六角方式卡緊并加以緊定。
[0014]還包括C形腿外表面橡膠毛刺層，包裹于C形腿外表面。
[0015]所述C形腿本體的組成角度為270°。
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下:
[0017]1、采用C形結(jié)構(gòu)，保證了腿部的輕質(zhì)與簡便，利于機(jī)器人快速行走，以及翻越高度不超過C形腿直徑的障礙物。
[0018]2、采用聚甲醛或玻璃纖維等高強(qiáng)度、輕質(zhì)、有彈性的復(fù)合材料，同時(shí)結(jié)合C形腿分支結(jié)構(gòu)，利用氣動(dòng)推桿和彈簧的彈性祈禱減震作用。
[0019]3、外表面的橡膠毛刺層可增大與沙粒接觸面積及摩擦力，減小對地面的壓強(qiáng)，防止機(jī)器人在沙地中沉陷、打滑。
【附圖說明】
[0020]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0021]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的整體概略圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的C形腿連接件與C形腿本體連接方式示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的彈簧連接件示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的接觸地面狀態(tài)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明的脫離地面狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]圖1?圖3所示，本發(fā)明所提供的新型機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，包括C形腿本體I及其連接件2和附屬結(jié)構(gòu)，附屬結(jié)構(gòu)安裝于C形腿本體I的底部。
[0028]附屬結(jié)構(gòu)包括C形腿分支30、C形腿彈簧件31以及C形腿橡膠毛刺層(圖中未示意)，其中C形腿彈簧件31固定于C形腿本體與C形腿分支30之間。
[0029]C形腿本體I底部約90度范圍內(nèi)安裝有C形腿分支30。
[0030]C形腿本體I由具有一定彈性的聚甲醛、玻璃纖維材料加工而成，C形腿本體I與C形腿分支30上分布有一定數(shù)量的安裝孔，保證C形腿彈簧件31固定于其中。
[0031]C形腿彈簧件31由氣動(dòng)推桿5與剛性彈簧6構(gòu)成，其中剛性彈簧6套接于氣動(dòng)推桿5上。
[0032]C形腿連接件2與C形腿本體I通過螺絲緊固并用膠水粘緊，C形腿連接件2與腿部輸出軸通過六角方式卡緊并加以緊定螺絲。
[0033]C形腿外表面橡膠毛刺層包裹于C形腿外表面。
[0034]圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例的C形腿本體I由聚甲醛或玻璃纖維材料構(gòu)成，組成角度約為270°的C形。C形腿本體I上表面有若干螺紋通孔10，通過螺釘與C形腿連接件2緊固，同時(shí)接觸表面圖上膠水用以粘連固定。C形腿連接件2上開有六角形孔20，用以連接腿部輸出軸，同時(shí)C形腿連接件2上開有一排通孔21用于扣緊輸出軸與C形腿連接件，C形腿連接件2六角形孔20上方的螺紋通孔22用于緊定輸出軸與C形腿連接件。用這種方式保證輸出軸與整個(gè)腿部結(jié)構(gòu)的可靠連接。
[0035]圖3為C形腿彈簧件31的局部放大圖。C形腿彈簧件31由氣動(dòng)推桿5和剛性彈簧6構(gòu)成。氣動(dòng)推桿5兩端分別與C形腿本體I和C形腿分支30固定，剛性彈簧6套接于氣動(dòng)推桿5的上端活動(dòng)桿上。
[0036]圖4和圖5為腿部結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。圖4中C形腿底部與地面接觸，C形腿外表面的橡膠毛刺層與地面摩擦可起到防滑的作用。當(dāng)C形腿分支外表面與地面接觸產(chǎn)生形變時(shí)，氣動(dòng)推桿5的活動(dòng)桿受到擠壓而縮短，同時(shí)壓縮彈簧6，產(chǎn)生反向作用力抵抗形變。這樣結(jié)合C形腿復(fù)合材料本身的形變，可減小機(jī)器人本體在重力作用下導(dǎo)致的腿部沉陷。圖5中腿部結(jié)構(gòu)脫離地面，C形腿表面的擠壓作用力消失，在這個(gè)過程中氣動(dòng)推桿和彈簧恢復(fù)到初始狀態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生反方向作用力支撐機(jī)器人本體，起到減震的效果。
[0037]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括C形腿本體及其連接件和附屬結(jié)構(gòu)，所述連接件安裝于C形腿本體頂部，用以連接腿部輸出軸，所述附屬結(jié)構(gòu)安裝于C形腿本體底部；所述附屬結(jié)構(gòu)包括C形腿分支、C形腿彈簧件，其中C形腿彈簧件固定于C形腿本體與C形腿分支之間，用以減小C形腿本體在重力作用下導(dǎo)致的腿部沉陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述C形腿本體底部安裝C形腿分支。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述形腿分支安裝在C形腿本體底部約90度范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述C形腿本體由具有一定彈性的聚甲醛、玻璃纖維材料加工而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述C形腿本體與C形腿分支上對應(yīng)分布有一定數(shù)量的安裝孔，使C形腿彈簧件固定于其中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述C形腿彈簧件由氣動(dòng)推桿與剛性彈簧構(gòu)成，所述氣動(dòng)推桿的兩端分別與C形腿本體和C形腿分支固定，剛性彈簧套接于氣動(dòng)推桿上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述C形腿連接件與C形腿本體通過螺絲緊固并用膠水粘緊，C形腿連接件與腿部輸出軸通過六角方式卡緊并加以緊定。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括C形腿外表面橡膠毛刺層，包裹于腿部的外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述C形腿本體的組成角度為270。。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括C形腿本體及其連接件和附屬結(jié)構(gòu)，所述連接件安裝于C形腿本體頂部，用以連接腿部輸出軸，所述附屬結(jié)構(gòu)安裝于C形腿本體底部；所述附屬結(jié)構(gòu)包括C形腿分支、C形腿彈簧件，其中C形腿彈簧件固定于C形腿本體與C形腿分支之間，用以減小C形腿本體在重力作用下導(dǎo)致的腿部沉陷本發(fā)明尤其適用于沙漠、草地及崎嶇路面等環(huán)境，有助于機(jī)器人在沙漠等特殊環(huán)境下行走，增大機(jī)器人腿部的抓地力，減小腿部在沙地中的沉陷，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。
【IPC分類】B62D57-02
【公開號】CN104724200
【申請?zhí)枴緾N201510112305
【發(fā)明人】王賀升, 陳衛(wèi)東, 桂博文
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月13日