一种刚度可调的仿人机器人足部结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仿人机器人足部结构，属于机器人领域。
【背景技术】
[0002]目前，仿人机器人多采用刚性的平底足，机器人步行过程中，为了实现稳定步行，当足部与地面接触时，需要保持足部与地面平行，因此，机器人通常只能在平整的路面上行走，无法适应不平整路面，即使是路面上很小的障碍物，当机器人足部与其碰撞时，也会对机器人造成很大的扰动和冲击，使机器人无法保持自身稳定而摔倒，机器人的运动能力较低。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有的仿人机器人足部结构不能适应不平整路面行走，机器人的运动能力较低的问题，进而提供一种刚度可调的仿人机器人足部结构。
[0004]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:一种刚度可调的仿人机器人足部结构包括脚底、脚跟、脚掌和被动关节；
[0005]脚底的上表面上安装有脚跟和脚掌，脚底为可充放气的弹性气囊;被动关节包括第一铰链座、第二铰链座、第三铰链座、铰链销和两个扭簧；
[0006]第一铰链座安装在脚跟上，第二铰链座和第三铰链座安装在脚掌上，第一铰链座布置在第二铰链座和第三铰链座之间，第一铰链座和第二铰链座之间布置有一个扭簧，第二铰链座和第三铰链座之间布置有另一个扭簧，铰链销安装在第二铰链座、第一铰链座和第三铰链座上，两个扭簧套装在铰链销上。
[0007]本发明的有益效果是，本发明的仿人机器人足部结构能够很方便地调节其刚度，脚底安装在脚跟和脚掌上，第一铰链座固连在脚跟上，第二铰链座和第三铰链座固接在脚掌上，铰链销安装在三个铰链座上，两个扭簧套装在铰链销上，通过该被动关节，脚跟与脚掌之间可以相对转动，脚底为可充放气的弹性气囊，当机器人在不平整路面上行走时，足底的刚度较小，足底与凹凸不平的路面接触后能够产生变形，可以在一定程度上适应不平整路面，有助于提高机器人的运动能力。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的整体结构图。
【具体实施方式】
[0009]【具体实施方式】一:结合图1说明，本实施方式的一种刚度可调的仿人机器人足部结构包括脚底1、脚跟2、脚掌3和被动关节；
[0010]脚底I的上表面上安装有脚跟2和脚掌3，脚底I为可充放气的弹性气囊;被动关节包括第一铰链座4-1、第二铰链座4-2、第三铰链座4-3、铰链销4-4和两个扭簧4-5;
[0011]第一铰链座4-1安装在脚跟2上，第二铰链座4-2和第三铰链座4-3安装在脚掌3上，第一铰链座4-1布置在第二铰链座4-2和第三铰链座4-3之间，第一铰链座4-1和第二铰链座4-2之间布置有一个扭簧4-5，第二铰链座4-2和第三铰链座4-3之间布置有另一个扭簧4-5，铰链销4-4安装在第二铰链座4-2、第一铰链座4-1和第三铰链座4-3上，两个扭簧4-5套装在铰链销4-4上。
[0012]足部安装有由柔性材质加工而成的可充放气的密闭弹性气囊，通过向气囊内部充气，或者从气囊内部向外放气，实现足底的刚度调节。铰链销可布置在分体设置脚跟和脚掌的对接处。
[0013]【具体实施方式】二:结合图1说明，本实施方式的脚底I为热塑性聚氨酯弹性体橡胶气囊。如此设置，质轻取材容易，满足设计要求和实际需要。其它与【具体实施方式】一相同。
[0014]【具体实施方式】三:结合图1说明，本实施方式的一种刚度可调的仿人机器人足部结构还包括气动快换接头5，气动快换接头5安装在脚底I的充放气口上。气动快换接头穿过脚跟2与脚底I的充放气口连通，气动快换接头与脚底上的充放气口相通，通过气动快换接头可以向脚底内部充气或者从脚底内部向外排气，实现足底刚度的调节。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0015]【具体实施方式】四:结合图1说明，本实施方式的脚跟2和脚掌3粘接在脚底I的上表面上。如此设置，简便易行，方便使用。其它与【具体实施方式】三相同。
[0016]【具体实施方式】五:结合图1说明，本实施方式的脚跟2和脚掌3为聚碳酸酯和聚丙烯腈合金而成的热可塑性塑胶板。如此设置，脚跟和脚掌强度大，质轻，廉价易得，满足实际需要。其它与【具体实施方式】一、二或四相同。
[0017]【具体实施方式】六:结合图1说明，本实施方式的脚跟2和脚掌3均由聚丙烯腈或聚丙交酯制成。如此设置，脚跟和脚掌强度大，质轻，廉价易得，满足实际需要。其它与【具体实施方式】一、二或四相同。
[0018]工作过程:脚底I安装在脚跟2和脚掌3的下表面上，第一铰链座4-1固接在脚跟2上，第二铰链座4-2和第三铰链座4-3固接在脚掌3上，铰链销4-4安装在三个铰链座上，两个扭簧4-5套装在铰链销4-4上，通过该被动关节，脚跟2与脚掌3之间可以相对转动，
[0019]采用可充气的弹性胶囊脚底通过向脚底内部充气，或者从脚底内部向外排气，可以调节脚底内部的气压，从而调节脚底的刚度。当脚底内部气压高时，刚度较大;而当脚底内部气压低时，刚度较小。
【主权项】
1.一种刚度可调的仿人机器人足部结构，其特征在于:它包括脚底(I)、脚跟(2)、脚掌(3)和被动关节； 脚底(I)的上表面上安装有脚跟(2)和脚掌(3)，脚底(I)为可充放气的弹性气囊;被动关节包括第一铰链座(4-1)、第二铰链座(4-2)、第三铰链座(4-3)、铰链销(4-4)和两个扭簧(4-5); 第一铰链座(4-1)安装在脚跟(2)上，第二铰链座(4-2)和第三铰链座(4-3)安装在脚掌(3)上，第一铰链座(4-1)布置在第二铰链座(4-2)和第三铰链座(4-3)之间，第一铰链座(4-1)和第二铰链座(4-2)之间布置有一个扭簧(4-5)，第二铰链座(4-2)和第三铰链座(4-3)之间布置有另一个扭簧(4-5)，铰链销(4-4)安装在第二铰链座(4-2)、第一铰链座(4-1)和第三铰链座(4-3)上，两个扭簧(4-5)套装在铰链销(4-4)上。2.根据权利要求1所述的一种刚度可调的仿人机器人足部结构，其特征在于:脚底(I)为热塑性聚氨酯弹性体橡胶气囊。3.根据权利要求1或2所述的一种刚度可调的仿人机器人足部结构，其特征在于:它还包括气动快换接头(5)，气动快换接头(5)安装在脚底(I)的充放气口上。4.根据权利要求3所述的一种刚度可调的仿人机器人足部结构，其特征在于:脚跟(2)和脚掌(3)粘接在脚底(I)的上表面上。5.根据权利要求1、2或4所述的一种刚度可调的仿人机器人足部结构，其特征在于:脚跟(2)和脚掌(3)为聚碳酸酯和聚丙烯腈合金而成的热可塑性塑胶板。6.根据权利要求1、2或4所述的一种刚度可调的仿人机器人足部结构，其特征在于:脚跟(2)和脚掌(3)均由聚丙烯腈或聚丙交酯制成。
【专利摘要】一种刚度可调的仿人机器人足部结构，它涉及一种仿人机器人足部结构，以解决现有的仿人机器人足部结构不能适应不平整路面行走，机器人的运动能力较低的问题，它包括脚底、脚跟、脚掌和被动关节；脚底的上表面上安装有脚跟和脚掌，脚底为可充放气的弹性气囊；被动关节包括第一铰链座、第二铰链座、第三铰链座、铰链销和两个扭簧；第一铰链座安装在脚跟上，第二铰链座和第三铰链座安装在脚掌上，第一铰链座布置在第二铰链座和第三铰链座之间，第一铰链座和第二铰链座之间布置有一个扭簧，第二铰链座和第三铰链座之间布置有另一个扭簧，铰链销安装在第二铰链座、第一铰链座和第三铰链座上，两个扭簧套装在铰链销上。本发明用于仿人机器人。
【IPC分类】B62D57/032
【公开号】CN105523098
【申请号】CN201510990154
【发明人】臧希喆, 刘义祥, 刘鑫宇, 李文渊, 赵杰
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月24日