[发明专利]一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统。

背景技术

多足步行机器人在运动过程中不需要连续的支撑面，因此较轮式及履带式机器人具有更好的环境适应性和运动灵活性。在实际应用中，多足步行机器人工作的环境极为复杂，为了实现机器人对其自身的姿态实时估计，对步态的在线规划，需要机器人实时获取足与地面的接触信息。

传统的步行机器人足端多采用平板或球型结构足端。如：申请号为201310043348.4的发明专利《一种基于模块化阵列传感器的仿人机器人足部结构》与申请号为201110451677.3的发明专利《一种多足步行机器人脚》专利中提到的足端系统设计。平板式结构的足部系统与地面具有较大的接触面积，可有效提高机器人的稳定性，常用于双足机器人，但是其具有结构复杂，着地检测不准确，行走过程中易被绊倒等缺点。球形结构的足部系统广泛应用于多足步行机器人中，其中负责足与地面接触检测的机构一般由弹簧连接的动子和定子组成，检测的原理为通过弹簧的变形量来反映足与地面的接触情况。球形结构的足部系统结构简单，应用范围广，但是具有弹簧刚度选择困难，精度低，可靠性不高，减震性能差等缺点。实时的机器人足与地面接触状况检测是实现多足步行机器人在复杂环境中行走的关键，但是现有的机器人足部结构还不能满足实际应用的需求，因此设计一种可靠的多足步行机器人足端系统具有重要的意义，需要进一步的研究。

发明内容

针对上述问题，本发明基于柔性结构，对多足步行机器人足部系统进行整体设计，目的在于提供一种可检测足与地面接触情况的多足机器人足部系统，具有体积小，功能稳定，适应工作环境广泛，使用寿命长等特点。

本发明可检测足与地面接触情况的多足机器人柔性足部系统，包括柔性足部以及接触检测机构。

所述柔性足部包括小腿连接部分、柔性关节部分；其中，小腿连接部分用来实现柔性足部与机器人小腿间的连接。柔性关节部分顶端与小腿连接部分相接，下端为着地端；且柔性关节分为内侧部分与外侧部分；外侧部分上部为薄壁；外侧部分上设计有动触点；内侧部分上安装有微动开关；微动开关与动触点共同构成接触检测机构；，在着地端受力时，外侧部分向内侧部分靠近，动触点按下微动开关的触点，此时即可检测到柔性足部与地面接触。在外侧部分着地端不受力时，动触点与微动开关触点接触但不受力，此时检测到柔性足部与地面未接触。

本发明的优点为：

1、本发明基于柔性机构的设计方法，对机器人足端结构进行整体设计，因此所设计的足端具有结构紧凑，体积小，重量轻的优点。

2、本发明中足与地面的接触检测的方法具有可靠性高，灵敏度好的优点。

3、本发明中机器人足端外部包裹有保护套，较一般的机器人足端具有更广泛的工作环境，更加经久耐用。

附图说明

图1为本发明多足机器人柔性足部系统整体结构示意图；

图2为本发明多足机器人柔性足部系统整体结构侧视图；

图3为本发明多足机器人柔性足部系统整体结构侧视剖视图。

图中：

1-柔性足部2-接触检测机构 3-限位机构

101-小腿连接部分102-柔性关节部分 101a-凸台定位面

101b-突起部分 102a-圆形开孔102b-曲线缝隙

102c-内侧部分 102d-外侧部分102e-薄壁结构

201-动触点202-微动开关 203-微动开关触点

301-限位块A 302-限位块B

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明多足机器人柔性足部系统，包括柔性足部1以及柔性足部1上安装的接触检测机构2与限位机构3。