[发明专利]四足机器人棘轮足装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种棘轮足装置，特别涉及一种四足机器人棘轮足装置。

背景技术

机器人最大的特点在于其能够代替人类完成相关任务，随着人类对自身安全要求的提高，在复杂和危险的环境中就更加需要机器人来代替人类开展工作。就地面机器人而言，目前主要运动方式是依靠轮子或履带，而在坑洼不平的地面或者更加复杂的环境下，这种类型的机器人是无法正常运动的。足式机器人就具有更广泛的地形适应性，其可以在危险环境下进行检测、反恐、侦查、攻击、排爆等任务，具有重要的实用意义。其中研究最广泛的足式机器人是四足机器人。

四足机器人的足部结构设计对于四足机器人的运动能力起着重要的作用。由于体积的限制，四足机器人的足部不可能设计的很大，更小的触地面积将产生更大的触地压强，从而在快速运动的过程中容易因摩擦力和抓地力不够而产生打滑的现象。

目前常见的四足机器人的足部装置的触地部件为半圆柱状聚氨酯块。要想增加触地摩擦力和抓地力，只能通过增大聚氨酯块的尺寸来获得，而过大的聚氨酯块将会对四足机器人的步态规划产生不利影响，并且有可能会产生运动干涉的问题。同时，该足部装置在冰面或者其他光滑地面上无法产生足够的摩擦力和抓地力，产生打滑的现象。

如何提高四足机器人足部装置与接触面的摩擦力和抓地力以使其能够适应各种复杂地形成为四足机器人研究中的一大热点和难点问题。

发明内容

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种可以为四足机器人提供更大摩擦力和抓地力的棘轮足装置。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种四足机器人棘轮足装置，包括足部托盘、连接平板、大空心销轴、小空心销轴、棘轮和棘轮垫块。所述足部托盘与四足机器人小腿连接，所述连接平板通过螺钉与所述足部托盘固连，通过螺钉将所述棘轮和所述棘轮垫块固定在连接平板上，再通过所述大空心销轴和所述小空心销轴固定所述棘轮和所述棘轮垫块使两者不发生相对滑移。

所述棘轮为变齿棘轮，中间部位齿尺寸大，齿尺寸向两端依次减小。

所述小空心销轴两端加工有外螺纹。所述小空心销轴穿过所述大空心销轴，再穿过所述棘轮和所述棘轮垫块，通过螺母与所述小空心销轴的两端外螺纹的配合将所述棘轮和所述棘轮垫块连接在一起。

所述棘轮垫块有两个，左右对称分布在所述棘轮的两端。

所述连接平板加工有止动槽，用于与所述棘轮的连接。

所述棘轮顶部设有凸台，所述凸台与所述连接平板的止动槽相配合，防止所述棘轮与所述连接平板发生松动。

所述棘轮垫块材料为聚氨酯。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

相比现有技术，本棘轮足装置所设计的独特的变齿棘轮棘轮，能够在与地面接触的瞬间产生足够的摩擦力和抓地力，并且能够在后续动作中持续产生摩擦力和抓地力，从而不会因摩擦力不够而产生打滑的现象，运动能力突出，环境适应性强，并且结构简单，重量轻，易拆装。

附图说明

图1是本发明实施例提供的四足机器人棘轮足装置的等轴测视图；

图2是本发明实施例提供的四足机器人棘轮足装置的爆炸视图；

图3是本发明实施例提供的四足机器人棘轮足装置的主视图；

图4是图3中A向剖视图；

图5是棘轮零件的等轴测图；

图中：1足部托盘，2连接平板，3大空心销轴，4小空心销轴，5棘轮，6棘轮垫块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1及图2，一种四足机器人棘轮足装置，包括足部托盘1、连接平板2、大空心销轴3、小空心销轴4、棘轮5和棘轮垫块6。足部托盘1与四足机器人小腿连接，连接平板2通过螺钉与足部托盘1固连，通过螺钉将棘轮5和棘轮垫块6固定在连接平板上，再通过大空心销轴3和小空心销轴4固定棘轮5和棘轮垫块6使两者不发生相对滑移。

参见图5，棘轮5为变齿棘轮，中间部位齿尺寸大，齿尺寸向两端依次减小。

由于四足机器人足部着地时，一般情况下，足部中间位置首先触地，然后两侧着地，所以棘轮5的中间部位齿的尺寸必须足够大才能承受地面的冲击力，同时也能提供更大的抓地力，随着四足机器人的运动，足部与地面的触点会向侧面移动，此时所需要承受的冲击力大幅减小，所需要的抓地力也小，小尺寸的轮齿已经能够满足要求，此时若轮齿的尺寸过大反而会造成足部不稳的情况出现。