触地检测机构的正视结构图。
[0027] 图IA是本发明的适用于腿式机器人的足部触地检测机构的A-A剖面结构图。
[0028] 图IB是本发明的适用于腿式机器人的足部触地检测机构的外部结构图。
[0029] 图IC是本发明的适用于腿式机器人的足部触地检测机构的分解结构图。
[0030] 图2是本发明足部触地检测机构中连接座的结构图。
[0031] 图3是本发明足部触地检测机构中固定座的结构图。
[0032] 图4是应用本发明足部触地检测机构的多足机器人运动控制框图。
[0033] 图4A是应用本发明足部触地检测机构实现单腿足部着地的控制流程图。
[0034] 图4B是应用本发明足部触地检测机构实现单腿足部离地的控制流程图。
【主权项】
1. 一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，腿式机器人包括躯干和与躯干相连接 的腿，所述腿上至少设有足支柱（1);足支柱（1)上设有A连杆（1C)、B连杆（ID)和足远端 体（IB);其特征在于：足部触地检测机构包括有连接座（2)、固定座（3)、弹簧（4)、内螺纹 铜柱（5)、A铜柱（6)、B铜柱（7)和螺母（8); 足支柱（1)的A连杆（1C)的第一螺纹段（ICl)上连接有内螺纹铜柱（5); 足支柱（1)的B连杆（ID)的第二螺纹段（IDl)上连接有螺母（8); 连接座（2)上设有A支板（2A)、B支板（2B)、横板（2C)和圆凸台（2D) ;A支板（2A)上 设有AA螺纹孔（2A1)，通过该AA螺纹孔（2A1)与一螺钉的配合，实现连接座（2)的一端与 腿式机器人的连接部位固定；B支板（2B)上设有AB螺纹孔（2B1)，通过该AB螺纹孔（2B1) 与另一螺钉的配合，实现连接座（2)的另一端与腿式机器人的连接部位固定； 横板（2C)上设有A中心通孔（2C1)、AA通孔（2C2)和AB通孔（2C3);所述A中心通孔 (2C1)用于足支柱（1)的B连杆（ID)穿过；所述AA通孔（2C2)用于一导线穿过，穿过后的 所述一导线的一端与A圆柱（6)固定，所述一导线的另一端与5V电源正极连接；所述AB通 孔（2C3)用于另一导线穿过，穿过后的所述另一导线的一端与B圆柱（7)固定，所述另一导 线的另一端与信号检测IO口相连； 圆凸台（2D)上设有AC螺纹盲孔（2D1)和AD螺纹盲孔（2D2);所述AC螺纹盲孔（2D1) 用于放置A螺纹钉（31)，所述A螺纹钉（31)的一端穿过固定座（3)上的BC沉头通孔（3D) 后，螺纹连接在AC螺纹盲孔（2D1)中；所述AD螺纹盲孔（2D2)用于放置B螺纹钉（32)，所 述B螺纹钉（32)的一端穿过固定座（3)上的BD沉头通孔（3E)后，螺纹连接在AD螺纹盲 孔（2D2)中； 固定座（3)上设有B中心通孔（3A)、BA螺纹孔（3B)、BB螺纹孔（3C)、BC沉头通孔（3D) 和BD沉头通孔（3E); 所述的B中心通孔（3A)用于足支柱（1)的B连杆（ID)穿过； 所述的BC沉头通孔（3D)用于A螺纹钉（31)穿过，穿过BC沉头通孔（3D)后的A螺纹 钉（31)的AA螺纹段（31A)连接在连接座⑵的AC螺纹盲孔（2D1)中； 所述的BD沉头通孔（3E)用于B螺纹钉（32)穿过，穿过BD沉头通孔（3E)后的B螺纹 钉（32)的BB螺纹段（32A)连接在连接座⑵的AD螺纹盲孔（2D2)中； 所述的BA螺纹孔（3B)用于安装A铜柱6 ;A铜柱（6)与5V电源正极连接； 所述的BB螺纹孔（3C)用于安装B铜柱7 ;B铜柱7与信号检测IO口连接。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，其特征在于： 内螺纹铜柱（5)为导电体，固定座（3)为绝缘体。
3. 根据权利要求1所述的一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，其特征在于： 内螺纹铜柱（5)、A铜柱（6)和B铜柱（7)采用的是黄铜材质加工。
4. 根据权利要求1所述的一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，其特征在于： 固定座（3)采用的是ABS-PC材质加工。
5. 根据权利要求1所述的一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，其特征在于： 在腿式机器人的足部单元着地过程中，当足支柱（1)的足末端（IA)与地面接触时，由于接 触产生的接触力压缩足支柱（1)上套接的弹簧（4)，使弹簧（4)产生一个向上的小位移d位 移；所述位移能够使弹簧（4)压缩，从而使A铜柱（6)和B铜柱（7)同时接触内螺纹铜柱 (5)的上端；因内螺纹铜柱（5)为导电体，使A铜柱（6)的高电平通过内螺纹铜柱（5)导通 给B铜柱（7)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，其特征在于： 在腿式机器人的足部单元离地过程中，当腿式机器人抬腿时，由于套接在足支柱（1)上的 弹簧（4)由于被迫压缩存在一定的弹簧力F弹簧，故在一定范围内，足支柱（1)的足末端 (IA)会一直与地面接触；由于弹簧（4)存储一定的弹性势能，具有将腿远端和足支柱（1) 撑开的趋势；当腿式机器人抬腿时，给了弹簧（4)释放弹性势能的空间，将A铜柱（6)和B 铜柱（7)与内螺纹铜柱（5)分离，因此A铜柱（6)和B铜柱（7)不能通过内螺纹铜柱（5) 导通，故A铜柱（6)与B铜柱（7)之间的连接断开。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于腿式机器人的足部触地检测机构，其内螺纹铜柱(5)安装在足支柱(1)的A连杆(1C)上，弹簧(4)套在足支柱(1)的B连杆(1D)上，且位于内螺纹铜柱(5)与固定座(3)之间；A铜柱(6)和B铜柱(7)安装在固定座(3)上，且A铜柱(6)与5V电源正极连接，B铜柱(7)与信号检测IO口连接，固定座(3)安装在连接座(2)的下部；足支柱(1)的B连杆(1D)穿过连接座(2)的A中心通孔后，螺纹连接有螺母(8)。本发明足部触地检测机构通过A铜柱(6)、B铜柱(7)与内螺纹铜柱(5)的电信号通断来实现接触开关功能，从而实时检测腿式机器人的足部的着地与离地状态。
【IPC分类】B62D57-032
【公开号】CN104816766
【申请号】CN201510202675
【发明人】丁希仑, 彭赛金, 杨帆, 郑羿, 尹业成
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月26日