机械足、机械腿及机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，尤其涉及机械足、机械腿及机器人。


背景技术：

2.机器人是集成了环境感知、运动控制、智能交互等功能的综合性系统。随着人工智能等技术的发展，机器人的应用越来越广泛，不仅在工业、医疗、服务等行业有了深度应用，而且在安防、空间探测等危险场所也有了很好的应用。
3.相关技术中，机器人的运动机构一般采用足式运动机构，其模拟人或动物的运动方式，在爬坡、上下楼、坑洼、台阶等非平整路况下的跃障能力强，机动性强，但足式运动机构的控制过程复杂且控制成本较高。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种机械足、机械腿及机器人，用于解决相关技术中足式运动机构的控制过程复杂且控制成本较高的问题。
5.第一方面，本技术提供了一种机械足，包括：
6.抵压件，所述抵压件用于连接第一支撑件的一端，所述第一支撑件包括第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁，所述抵压件的一端用于连接所述第一侧壁，所述抵压件的另一端用于朝向所述第二侧壁且远离所述第一支撑件的方向延伸，所述抵压件包括背离所述第二侧壁的抵压面；
7.滚轮，位于所述抵压件远离所述抵压面的一侧且与所述抵压件转动连接，所述机械足具有第一使用状态和第二使用状态，所述第一使用状态下，所述抵压面用于与地面接触；所述第二使用状态下，所述滚轮用于与地面接触。
8.第二方面，本技术提供了一种机械腿，包括上述的机械足和所述第一支撑件。
9.第三方面，本技术提供了一种机器人，包括机器人主体和上述的机械腿，所述机械腿连接所述机器人主体。
10.本技术的机械足、机械腿及机器人，既具有抵压面与地面接触的第一使用状态，又具有滚轮与地面接触的第二使用状态，其中，抵压面与地面接触相较于滚轮与地面接触而言，可降低打滑现象，且可经抬起、移动、落地等操作来实现在非平整路况上的运动，确保机器人在非平整路况下的安全平稳运行。而滚轮与地面接触时，可通过控制滚轮转动实现机器人在平整路况下的快速运动，且控制简单。即，机器人可结合具体的路况情形使机械足在第一使用状态、第二使用状态之间切换，相较于相关技术中全程采用滚轮运动而言可提升机械足在非平整路况下的运动性能，相较于相关技术中全程采用抵压面与地面接触的足式运动而言可降低控制难度及控制成本。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本技术实施例提供的机器人中机械足处于第一使用状态时的立体图；
13.图2是图1示出的机器人中机械足在处于第二使用状态时的立体图；
14.图3是图1示出的机器人中机械腿的部分结构立体图；
15.图4是图3示出的机械腿部分沿垂直于滚轮的转动轴线方向上的立体剖视图；
16.图5是图3示出的机械腿部分的一种可替换方案的立体图；
17.图6是图3示出的机械腿部分的另一视角下的立体图；
18.图7是图3示出的机械腿部分沿经过滚轮的转动轴线方向上的立体剖视图；
19.图8是图3示出的机械腿部分的立体爆炸图。
具体实施方式
20.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例方式作进一步地详细描述。
21.下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
22.第一方面，请参阅图1和图2，本技术实施例提供了一种机械足100，机械足100用于机械腿10中，机械腿10用于机器人1中。机械足100既具有抵压面111与地面接触的第一使用状态，又具有滚轮120与地面接触的第二使用状态，其中，抵压面111与地面接触相较于滚轮120与地面接触而言，可降低打滑现象，确保机器人1的安全平稳运行。而滚轮120与地面接触时，可通过控制滚轮120转动实现机器人1的运动，具有运动速度快、控制简单等优点。
23.在使用本技术实施例的机械足100时，可结合具体的路况情形使机械足100处于第一使用状态或第二使用状态。如，在平整路况下，可使机械足100处于第二使用状态，以使滚轮120与地面接触并可通过滚轮120的转动实现机器人1在平整路况上的运动，运动快速且控制简单。而在爬坡、上下楼、坑洼、台阶等非平整路况下，可使机械足100处于第一使用状态并经抬起、移动、落地等操作来实现在非平整路况上的运动，该运动方式模拟人或动物的足式运动，具有越障能力强、机动性强等优点，且因落地时机械足100的抵压面111与地面接触，相较于滚轮120与地面接触而言，可降低打滑现象，确保机器人1的安全平稳运行。
24.且，结合具体的路况情形使机械足100在第一使用状态、第二使用状态之间切换，相较于相关技术中全程采用滚轮120运动而言可提升机械足100在非平整路况下的运动性能，相较于相关技术中全程采用抵压面111与地面接触的足式运动而言可降低控制难度及控制成本。
25.具体地，请参阅图3，机械足100可以包括抵压件110和滚轮120。抵压件110用于连接第一支撑件200的一端，第一支撑件200包括第一侧壁210和与第一侧壁210相对的第二侧壁220，抵压件110的一端用于连接第一侧壁210，抵压件110的另一端用于朝向第二侧壁220且远离第一支撑件200的方向延伸，抵压件110包括背离第二侧壁220的抵压面111。滚轮120
可以位于抵压件110远离抵压面111的一侧且与抵压件110转动连接。
26.在一种示例性的方案中，抵压面111可大致朝远离第一支撑件200的一侧凸起。相较于将抵压面111设置成平面而言，朝远离第一支撑件200的一侧凸起的抵压面111的适应性更强，即使在不平滑的地面上也能够确保抵压面111与地面之间具有足够的接触面积，进而提升机械足100的运动平稳性。其中，朝远离第一支撑件200的一侧凸起的抵压面111可大致呈弧面、部分球面等形状。需要说明的是，抵压面111还可大致呈平面、波浪面等形状，本技术实施例对此并不作出限定。
27.抵压面111上可设置有凸起，以增强抵压面111的粗糙度，降低抵压面111在与地面接触时的打滑现象。当然，也可使抵压件110经由粗糙度较大的材料制备而成等方式来提升抵压面111的粗糙度。
28.在一种示例性的方案中，请参阅图4，抵压件110可以包括压板112，压板112可大致朝远离第一支撑件200的一侧凸起，且压板112和第一支撑件200用于围成安装腔a，压板112背离安装腔a的表面为抵压面111。将形成抵压面111的压板112设计成朝远离第一支撑件200的一侧凸起，如此，抵压面111在与地面接触时，压板112可向安装腔a内发生变形，可实现机械足100与地面的弹性接触，降低甚至避免压板112的断裂现象，延长机械足100的使用寿命。且，将形成抵压面111的压板112设计成朝远离第一支撑件200的一侧凸起，还可增强抵压面111的适应性，使得在不平滑的地面上也能够确保抵压面111与地面之间具有足够的接触面积，提升机械足100的运动平稳性。滚轮120的至少部分可位于安装腔a，以缩减机械足100的占据空间，实现机械足100的小型化设计。
29.其中，朝远离第一支撑件200的一侧凸起的压板112可大致呈弧形板、球形板等。在压板112大致呈球形板时，滚轮120可直接与压板112转动连接，以简化机械足100的结构设计，提升组装效率。在压板112大致呈弧形板时，抵压件110还可以包括连接压板112和第一支撑件200之间的侧板113，侧板113可与压板112、第一支撑件200共同围成安装腔a，滚轮120可与侧板113转动连接。将滚轮120连接于压板112和第一支撑件200之间的侧板113上，一方面可使滚轮120的安装更加平稳，另一方面也可降低安装于侧板113上的滚轮120与压板112上的抵压面111的关联性，使得抵压面111与地面的接触、滚轮120与地面的接触不会相互干扰，利于机械足100的顺利运行。
30.更进一步地，在压板112大致呈弧形板时，弧形板的中轴线可与滚轮120的转动轴线平行，且弧形板的中轴线可平行于第一侧壁210和第二侧壁220，以使在机械足100的一侧可实现抵压面111与地面的接触，在机械足100的另一侧可实现滚轮120与地面的接触，进一步的将抵压面111与滚轮120区分开，利于机械足100的顺利运行。
31.在一种示例性的方案中，侧板113可与滚轮120的转动轴线、弧形板的中轴线均垂直，以使侧板113在垂直于弧形板的中轴线方向上的尺寸最小化，进而可实现机械足100在垂直于弧形板的中轴线方向上的尺寸的最小化。
32.侧板113的数量可以为一个、两个等。在侧板113的数量为一个时，可简化滚轮120与侧板113之间的组装流程，提升机械足100的组装效率。在侧板113的数量为两个时，可使两个侧板113相对设置，且滚轮120位于两个侧板113之间并与两个侧板113转动连接。由于滚轮120与两个侧板113均转动连接，因此，相较于仅设置一个侧板113而言，可提升滚轮120的安装平稳性，且使机械足100的结构更加对称、美观。
33.可以理解地，机械足100还可以包括枢轴件130，滚轮120可通过枢轴件130实现与抵压件110的转动连接。具体地，请参阅图5，在侧板113的数量为一个时，枢轴件130可以包括转轴131和挡板132，转轴131的一端可连接侧板113，转轴131的另一端可连接挡板132，滚轮120可套设于转轴131上且可在转轴131上转动。如此，使得滚轮120在转轴131上转动时可受到侧板113和挡板132的约束，而不会从转轴131上滑落，确保机械足100的顺利运行。
34.在一种示例性的方案中，在侧板113的数量为两个时，枢轴件130可仅包括转轴，且转轴连接于两个侧板113之间，以使滚轮120可套设于两个侧板113之间的转轴上且可在转轴上转动。在另一种示例性的方案中，请参阅图6和图7，在侧板113的数量为两个时，枢轴件130包括第一连接部133和第二连接部134。请参阅图8，若将两个侧板113分别定义为第一侧板1131和第二侧板1132，第一侧板1131上可设置有第一安装孔1133，第二侧板1132上可设置有第二安装孔1134，第一连接部133可包括第一端部1331和连接第一端部1331的第一杆部1332，第二连接部134可包括第二端部1341和连接第二端部1341的第二杆部1342。第一端部1331可位于第一侧板1131远离第二侧板1132的一侧，第一杆部1332可依次穿过第一安装孔1133、滚轮120和第二安装孔1134。第二端部1341可位于第二侧板1132远离第一侧板1131的一侧，第二杆部1342可与第一杆部1332可拆卸连接。由于第一连接部133可在第一侧板1131远离第二侧板1132的一侧进行组装，第二连接部134可在第二侧板1132远离第一侧板1131的一侧进行组装，因此在组装滚轮120时，可首先将滚轮120放置于安装腔a内，然后再依次安装第一连接部133和第二连接部134，使得滚轮120的拆装更为方便、快捷。
35.第二杆部1342与第一杆部1332之间的可拆卸连接可以为螺纹连接、过盈连接等。其中，在第二杆部1342与第一杆部1332为螺纹连接时，第一杆部1332可设置有螺纹孔，第二杆部1342可设置有与螺纹孔配合使用的外螺纹。第二杆部1342与第一杆部1332之间采用螺纹方式连接，使得第二杆部1342与第一杆部1332之间的连接更加牢靠。在第二杆部1342与第一杆部1332为过盈连接时，第二杆部1342可设置有第三安装孔，第一杆部1332可插设于第三安装孔且与第三安装孔过盈配合，以使在外力作用下第二杆部1342可与第一杆部1332解除连接，而无外力作用时第二杆部1342将与第一杆部1332可靠的连接在一起。第二杆部1342与第一杆部1332之间采用过盈方式连接时，使得第二杆部1342与第一杆部1332之间的拆装更为方便。
36.在一种示例性的方案中，机械足100还可以防滑垫140，防滑垫140可与抵压面111贴合且连接抵压面111。通过设置防滑垫140，可避免抵压面111与地面接触时的打滑现象，保证机械足100的平稳运行。可选地，防滑垫140可具有弹性，以实现抵压件110与地面的弹性接触，避免压板112的断裂现象，延长机械足100的使用寿命。
37.第二方面，本技术实施例提供一种机械腿10。请再次参阅图1和图2，机械腿10包括上述的机械足100和第一支撑件200。机械腿10具有可结合路况等情形使机械足100在第一使用状态、第二使用状态之间切换的特性，相较于相关技术中全程采用滚轮120运动而言可提升机械足100在非平整路况下的运动性能，相较于相关技术中全程采用抵压面111与地面接触的足式运动而言可降低控制难度及控制成本。
38.请结合图1至图3，机械足100在处于第一使用状态时抵压面111需要与地面接触，在处于第二使用状态时滚轮120需要与地面接触，而抵压面111靠近第一支撑件200的第一侧壁210设置，滚轮120靠近第一支撑件200的与第一侧壁210相对的第二侧壁220设置，因
此，可通过转动第一支撑件200及机械足100来实现靠近第一侧壁210的抵压面111与地面的接触、靠近第二侧壁220的滚轮120与地面的接触之间的切换，即实现机械足100在第一使用状态和第二使用状态之间的切换。其中，第一支撑件200及机械足100的转动方向可以与第一支撑件200的长度方向平行。机械足100的第一使用状态和第二使用状态之间的切换，可通过第一支撑件200及机械足100转动180
°
来实现。可以理解地，第一支撑件200及机械足100的转动可通过手动方式实现，也可通过电动方式实现。
39.在第一支撑件200及机械足100的转动通过电动方式实现时，具体地，请再次参阅图4，机械腿10还可以包括驱动件300，驱动件300可以连接第一支撑件200远离机械足100的一端，且驱动件300用于驱动第一支撑件200及机械足100转动，从而使得机械足100在第一使用状态和第二使用状态之间切换。
40.在一种示例性的方案中，机械腿10还可以包括第二支撑件400，第二支撑件400位于驱动件300远离第一支撑件200的一侧，且第二支撑件400设置有对应驱动件300的第一收纳腔410，驱动件300包括驱动主体310和连接驱动主体310的驱动端320，驱动主体310位于第一收纳腔410中，驱动端320连接第一支撑件200远离抵压件110的一端。通过将驱动件300的驱动主体310安装于第二支撑件400的第一收纳腔410内，可对驱动主体310起到防护效果，且提升驱动主体310与第二支撑件400的连接可靠性。
41.更进一步地，第一支撑件200远离抵压件110的一端可设置有第二收纳腔230，驱动端320可安装于第二收纳腔230内。如此，驱动件300整体将收纳于第一支撑件200和第二支撑件400内，一方面能够实现机械腿10的小型化设计，另一方面也能够增强驱动件300与第一支撑件200、第二支撑件400之间的连接稳固性。
42.请再次参阅图8，驱动端320的外表面可包括第一表面321，第一支撑件200形成第二收纳腔230的内表面可包括第二表面231，驱动端320位于第二收纳腔230内时第一表面321可与第二表面231贴合，且第一表面321可为平面。将驱动端320的外表面设置成包括平面，如此，在驱动端320转动时，由于平面的约束作用，第一支撑件200将跟随驱动端320转动，确保机械足100的第一使用状态和第二使用状态的顺利切换。且，将驱动端320的外表面设置成平面，还可对驱动端320与第一支撑件200的组装起到预定位的效果，利于提升组装效率。
43.第二支撑件400的长度方向可与第一支撑件200的长度方向平行或共线。为实现机械腿10的弯曲、伸直等状态的调节，请再次参阅图1，机械腿10还可以包括大腿部500，大腿部500可与第二支撑件400远离第一支撑件200的一端铰接。如此，通过控制大腿部500与第二支撑件400之间的弯曲程度即可实现机械腿10的弯曲、伸直等状态调节，进而实现机器人1的站立、蹲下等姿态调整。
44.第三方面，本技术实施例提供了一种机器人1。机器人1包括机器人主体20和至少一个上述的机械腿10，机械腿10连接机器人主体20。机器人具有可结合路况等情形使机械足100在第一使用状态、第二使用状态之间切换的特性，相较于相关技术中全程采用滚轮120运动而言可提升机械足100在非平整路况下的运动性能，相较于相关技术中全程采用抵压面111与地面接触的足式运动而言可降低控制难度及控制成本。
45.可以理解地，机械腿10的数量可以为任意的，可结合实际使用需求进行灵活调整。如，机械腿10的数量可以为两个、四个等，本技术实施例对此并不作出限定。
46.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
47.以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。