柔性足部I中内侧部分102c的空腔内，通过螺钉穿过内侧部分102c上的安装孔与微动开关202上的安装孔实现微动开关202与内侧部分102c间的固定。在微动开关202固定后，需保证微动开关202的触点和柔性足部I中外侧部分102d上的动触点201处于接触但不受力状态；微动开关202与足地接触检测电路相连，当微动开关202接通时，由微动开关202向足地接触检测电路发送导通信号。由此，当柔性足部I着地时，柔性足部I中外侧部分102d受力，向内侧旋转，导致外侧部分102d与内侧部分102c之间的样条型曲线缝隙102b间距减小，使得外侧部分102d上的动触点201将微动开关触点203按下，接通微动开关202，此时即可检测到柔性足部I与地面接触。当外侧部分102d受力继续加大时，使外侧部分102d与内侧部分102c的间的样条型曲线缝隙102b间距为0，此时柔性足部I通过外侧部分102d与内侧部分102c间接触面间的作用力以及外侧部分102d的拉力来承担柔性足部I着地端的压力，此时柔性足部I具有较大的承载的能力。当机器人抬起小腿时，柔性足部I的着地端与地面分离，通过柔性关节及微动开关触点203的弹性，使外侧部分102d与内侧部分102c分离，样条型曲线缝隙102b间距逐渐增大，直至外侧部分102d上动触点201与微动开关触点203接触，但不会对微动开关触点203施加压力，微动开关202断开，此时即可检测到柔性足部I与地面未接触。
[0026]本发明中设计柔性足部I圆形开孔102a半径为5mm，圆形开孔102a处柔性关节部分102外侧壁的小厚度为2mm。同时还设计样条型曲线缝隙102b两端间距大于中部间距，中部间距设计为1mm，两端间距设计为1.5mm ;由此不仅保证了柔性足部I着地时动触点201具有较大的行程，可以将微动开关202按下，同时为着地提供了一定的缓冲。上述结构柔性关节部分102具有一定的刚度，为机器人足落地提供减震，且具有一定的变形量，为柔性足部I与地面接触检测提供检测量，满足机器人足部系统设计的核心要求。
[0027]本发明中柔性足部I与地面接触时具有需保证作用力方向在0°?132°范围内，当作用力方向范围超过132°时，会导致柔性足部I的外侧部分102d向外侧旋转，无法按下微动开关触点203，从而无法实现柔性足部I与地面间接触状况的检测。当柔性关节的外侧部分102d过度的向外侧旋转时，会导致外侧部分102d上的薄壁处出现塑性变形，损坏柔性关节。因此，为了防止出现上述情况，本发明中在柔性足部I上安装有限位机构3，用来限制外侧部分102d向外侧的旋转。所述限位机构3包括两个限位块，令其分别为限位块A301与限位块B302 ;其中，限位块A301为由横杆与纵杆构成的T型一体结构限位块；限位块B302采用U型限位块；通过限位块A301与限位块B302将内侧部分102c与外侧部分102d间相连。其中，限位块A301固定安装在柔性足部I中外侧部分102d的内侧壁上；限位块B302的两端固定安装在内侧部分102c的内侧壁上，并使限位块A301中的纵杆位于限位块B302内部，通过纵杆与限位块B302中的限位台肩配合实现外侧部分102d的限位。由此，当柔性足部I与地面接触使外侧部分102d向外侧旋转一定角度后，限位块A301中的纵杆与限位块B302碰撞，限制了外侧部分102d向外继续旋转，实现对柔性足部I的保护。
[0028]上述结构柔性足部系统整体可套接橡胶材料保护套，既可以防止柔性足部系统行走时打滑，又可以阻断灰尘、水等进入柔性足部系统内部，大大的提高了柔性足部系统的稳定性和适应工作范围。
【主权项】
1.一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:包括柔性足部以及接触检测机构； 所述柔性足部包括小腿连接部分、柔性关节部分；其中，小腿连接部分用来实现柔性足部与机器人小腿间的连接；柔性关节部分顶端与小腿连接部分相接，下端为着地端；且柔性关节分为内侧部分与外侧部分；外侧部分上部为薄壁；外侧部分上设计有动触点；内侧部分上安装有微动开关；微动开关与动触点共同构成接触检测机构；，在外侧部分着地端受力时，外侧部分向内侧部分靠近；动触点按下微动开关的触点；在外侧部分着地端受力时，动触点与微动开关触点接触但不受力。2.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:还包括限位机构；限位机构由两个限位块构成；两个限位块分别安装在外侧部分与内侧部分上，限位块其中一个限位块具有限位端，另一限位块具有限位台肩，限位端与限位台阶配合实现外侧部分与内侧部分间的限位。3.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:所述小腿连接部分内侧与外侧具有凸台定位面，用于机器人小腿的定位；小腿连接部分中部具有突起部分，突起部分上沿左右方向开有安装螺孔，用于与机器人小腿间的连接。4.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:所述外侧部分上薄壁最小厚度为2_。5.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:所述外侧部分与内侧部分之间通过柔性关节上开设的圆形开孔与曲线缝隙分割；曲线缝隙一端与圆型开孔相连。6.如权利要求5所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:所述曲线缝隙两端间距大于中部间距。7.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:所述柔性足部与地面间的作用力方向在0°?132°范围内。8.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:柔性足部采用3D打印整体成型。9.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:整体外部套有橡胶材料保护套。10.如权利要求1所述一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，其特征在于:所述微动开关采用鼠标型微动开关。
【专利摘要】本发明公开一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，包括柔性足部以及接触检测机构。柔性足部顶端用来连接机器人小腿；下方为柔性关节部分。柔性关节部分下端为着地端；且柔性关节分为内侧部分与外侧部分；外侧部分上部为薄壁；外侧部分上设计有动触点；内侧部分上安装有微动开关；微动开关与动触点共同构成接触检测机构。在外侧部分着地端受力时，外侧部分向内侧部分靠近，动触点按下微动开关的触点，此时即可检测到柔性足部与地面接触。在外侧部分着地端不受力时，动触点与微动开关触点接触但不受力，此时检测到柔性足部与地面未接触。本发明的优点为：可靠性高，灵敏度好，且结构紧凑，体积小，重量轻。
【IPC分类】B25J19/02, B25J19/00
【公开号】CN105171776
【申请号】
【发明人】丁希仑, 杨帆, 尹业成, 彭赛金
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月21日