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