本发明专利技术涉及一种足式行走机器人十字万向节足部机构，主要由跟腱上支座、跟腱减振器、十字万向节总成、足部支撑座、限位橡胶、足部连接盘、足底脚垫总成、限位自润滑轴承、足部连接支座总成、腕部缓冲器组成；本发明专利技术融入仿生学设计思想，分为踝关节、足底、跟腱、腕部四大部分，适用于复杂路况足式行走机器人。在设计中以简单可靠为原则，保证机器人的通过能力及使用寿命。其中跟腱减振器、腕部缓冲器、十字轴关节、叶片式弹簧钢弹性骨架、中空足底橡胶垫等结构具有较好的创新性，满足足式行走机器人足部缓冲、摆动、回转、防滑等功能需求。防滑等功能需求。防滑等功能需求。
【技术实现步骤摘要】
一种足式行走机器人十字万向节足部机构
[0001]本专利技术属于机器人
，具体涉及一种足式行走机器人十字万向节足部机构。
技术介绍
[0002]对于地形以多山、峡谷地带地形地貌为主的地区，传统的轮式、履带车辆已无法满足对全时、全地域的需求。
[0003]现有的足式行走机器人多应用在山地、砂石、冰雪等通过性较差的路面，足部与地面直接接触，是步行时机器人与地面的唯一接触面，通过对地反作用力为机器人提供行进动力。足部附着力不足或适应能力差极易诱发机器人在复杂路面行走过程中出现足部打滑，甚至导致机器人失稳。因此，需要足部具有较好的环境适应性及较大地面附着力，设计难度较高。
[0004]目前，足式机器人足部多以平底或半圆底足底为主，其目的是增大足底接触面积，降低足部接地比压，较适合平地路面。在碎石等山地路面中，平底足部由于其足底面面积较大，在碎石路面接触不稳定，影响机器人通过性。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种足式行走机器人十字万向节足部机构，要解决的技术问题是：满足足式行走机器人在山地、冰雪、沼泽、碎石等极端路况的使用需求，保证足式行走机器人的通过能力。
[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种足式行走机器人十字万向节足部机构，其特征在于：主要由跟腱上支座1、跟腱减振器3、十字万向节总成5、足部支撑座6、限位橡胶7、足部连接盘8、足底脚垫总成11、限位自润滑轴承14、足部连接支座总成16、腕部缓冲器17组成；足部连接支座16上端通过腕部缓冲器17上的法兰与腿部连接；腕部缓冲器17一侧与跟腱上支座1固定连接；足部连接支座总成16下端通过十字万向节总成5与足部支撑座6连接形成十字万向关节；跟腱减振器3的上端与跟腱上支座1的端部铰接，下端与十字万向节总成5的跟腱下支座27铰接，形成仿生跟腱，使得足部支撑座6在限定的角度内转动；限位橡胶7硫化在足部支撑座6底部，足部连接盘8通过限位自润滑轴承14与足部支撑座6底部转动连接，足部脚垫总成11与足部连接盘8过盈连接，足底脚垫总成11能够自由转动。
[0007]有益效果：本专利技术融入仿生学设计思想，分为踝关节、足底、跟腱、腕部四大部分，适用于复杂路况足式行走机器人。在设计中以简单可靠为原则，保证机器人的通过能力及使用寿命。其中跟腱减振器、腕部缓冲器、十字轴关节、叶片式弹簧钢弹性骨架、中空足底橡胶垫等结构具有较好的创新性，满足足式行走机器人足部缓冲、摆动、回转、防滑等功能需求。此结构为机器人领域足部设计提供了新思路，对足式行走机器人足部设计具有以下特点：
[0008](1)足底脚垫为橡胶中空结构，直接承受地面载荷，具有一定的缓冲变形能力，可
以更好的适应不平路面，接触稳定性较好；足底设计成阶梯环形花纹，减小足部回转阻力，增大地面附着能力，此结构简单可靠且成本低廉；同时，防滑锥结构的加入更加有益于足部附着力的增大。
[0009](2)跟腱减振器具有行程限位功能，与十字万向节配合，保证足部总成在横向范围内具有
±
45
°
的坡度适应性，同时，跟腱减振器内装阻尼材料使足部总成具有减振功能；
[0010](3)扭簧、侧摆限位橡胶与十字万向节配合，保证足部总成在纵向范围内具有
±
35
°
的坡度适应性，同时保证了足部总成着地状态稳定，减少了足部总成在纵向方向上的随意摆动；
[0011](4)耐磨垫片和限位自润滑轴承上下配合使用，保证足底脚垫总成能够自由转动，避免足部总成着地或者抬起时的卡死，提高了足部总成的可靠性；
[0012](5)腕部缓冲器内装缓冲材料，使足部总成具有缓冲功能，同时，还能提供必要的支撑力。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的立体示意图
[0014]图2为本专利技术十字万向节足部机构爆炸图
[0015]图3为本专利技术十字万向节总成机构图
[0016]图4为本专利技术足底脚垫总成机构图
[0017]图5为本专利技术足部连接支座总成机构图
[0018]其中：1跟腱上支座、2螺栓、螺母、垫片、3跟腱减振器、4螺栓、螺母、垫片、5十字万向节总成、6足部支撑座、7限位橡胶、8足部连接盘、9垫片、10螺栓、11足底脚垫总成、12防滑锥、13圆形垫片、14限位自润滑轴承、15耐磨垫片、16足部连接支座总成、17腕部缓冲器、18垫片、19螺栓；20螺栓、21轴承盖、22自润滑轴承二、23扭簧、24轴承盖一、25自润滑轴承一、26十字轴、27跟腱下支座；28足部弹性骨架、29足部调整座、30足底脚垫；31足底连接支座、32侧摆限位橡胶。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0020]本专利技术提出的一种足式行走机器人十字万向节足部机构，主要由跟腱上支座1、跟腱减振器3、十字万向节总成5、足部支撑座6、限位橡胶7、足部连接盘8、垫片9、足底脚垫总成11、防滑锥12、限位自润滑轴承14、足部连接支座总成16、腕部缓冲器17组成；
[0021]足部连接支座16上端通过腕部缓冲器17上的法兰与腿部连接，连接方式为螺栓连接；
[0022]腕部缓冲器17承载足部总成的大部分缓冲；
[0023]腕部缓冲器17与跟腱上支座1通过垫片18和螺栓19固定连接；
[0024]足部连接支座总成16下端通过十字万向节总成5与足部支撑座6连接形成十字万向关节，使得整个足部在横向(图1中纸面方向)和纵向(图1中垂直于纸面方向)能够实现一定角度的转动；
[0025]跟腱减振器3的上端与跟腱上支座1的端部铰接，下端与十字万向节总成5一端的跟腱下支座27铰接，形成仿生跟腱，使得足部支撑座6在横向上在限定的角度内转动并给足部支撑座提供减振能力；
[0026]限位橡胶7硫化在足部支撑座6底部，限制了足底脚垫总成11的变形能力，避免了足底脚垫总成11因变形量大而无法回复的可能性；足部连接盘8通过限位自润滑轴承14与足部支撑座6转动连接，耐磨垫片15、足部连接盘8、限位自润滑轴承14、圆形垫片13依次设置并安装于足部支撑座6下底面内，足部脚垫总成11通过防滑锥12与足部连接盘8过盈连接，耐磨垫片15、限位自润滑轴承14保证了足底脚垫总成11能够自由转动。
[0027]防滑锥12的一端与足部脚垫总成固定连接，另一端与地面接触，增大足部脚垫总成的附着能力。
[0028]其中，十字万向节总成主要由轴承盖21、自润滑轴承二22、扭簧23、轴承盖一24、自润滑轴承一25、十字轴26、跟腱下支座27组成；十字轴26的横向轴先放入足部支撑座6上部的U型座内，横向轴一端先后依次穿入扭簧23、自润滑轴承二22、轴承盖21用螺栓拧紧，另一端先后穿入扭簧23、自润滑轴承二22、跟腱下支座27用螺栓拧紧，然后把扭簧23的一端插入十字轴26的固定孔内，另一端插入足部支撑座6的定位孔内，扭簧23为足部总成纵向摆动提供阻尼力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种足式行走机器人十字万向节足部机构，其特征在于：主要由跟腱上支座(1)、跟腱减振器(3)、十字万向节总成(5)、足部支撑座(6)、限位橡胶(7)、足部连接盘(8)、足底脚垫总成(11)、限位自润滑轴承(14)、足部连接支座总成(16)、腕部缓冲器(17)组成；足部连接支座(16)上端通过腕部缓冲器(17)上的法兰与腿部连接；腕部缓冲器(17)一侧与跟腱上支座(1)固定连接；足部连接支座总成(16)下端通过十字万向节总成(5)与足部支撑座(6)连接形成十字万向关节；跟腱减振器(3)的上端与跟腱上支座(1)的端部铰接，下端与十字万向节总成(5)的跟腱下支座(27)铰接，形成仿生跟腱，使得足部支撑座(6)在限定的角度内转动；限位橡胶(7)硫化在足部支撑座(6)底部，足部连接盘(8)通过限位自润滑轴承(14)与足部支撑座(6)底部转动连接，足部脚垫总成(11)与足部连接盘(8)过盈连接，足底脚垫总成(11)能够自由转动。2.根据权利要求1所述的一种足式行走机器人十字万向节足部机构，其特征在于：耐磨垫片(15)、足部连接盘(8)、限位自润滑轴承(14)、圆形垫片(13)依次设置并安装于足部支撑座(6)下底面内。3.根据权利要求1所述的一种足式行走机器人十字万向节足部机构，其特征在于：防滑锥(12)的一端与足部脚垫总成固定连接，另一端与地面接触。4.根据权利要求1所述的一种足式行走机器人十字万向节足部机构，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗立武，袁科，高俊峰，徐震宇，王亮，包春伟，尹帅，
申请(专利权)人：内蒙古第一机械集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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