[发明专利]一种柔性连接件及使用该连接件的机器人足部结构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种柔性连接件及使用该连接件的机器人足部结构。

背景技术

双足机器人是一种能够模仿人类行走方式的新型机器人。与人类的行走轨迹类似，双足机器人行走轨迹由离散的点组成，因此在理论上它也能适应各种类型的地面。双足机器人具有和人类一样的形体结构，适合在为人类设计的各种环境中工作，已经部分取代人类在工厂中工作，并可参与救火、救灾及抗洪抢险等危险任务。双足机器人已成为智能机器人研究领域中最具代表性的课题之一。

双足机器人行走过程中的姿态保持是双足机器人研究中的一个重大难点。双足机器人在脚掌落地时，如果脚底与地面不平行，而是呈一定角度，则会导致机器人中心不稳，很可能会发生翻倒，严重情况下会损坏机器人本体。

公开号为CN 102180206B的中国发明专利公开了一种具有柔性关节的机器人脚部机构。该发明专利利用柔性铰链连接脚掌板进而脚趾板，并利用弹簧板连接脚掌板和脚跟板，实现了脚部前后方向的旋转，能很好的解决脚掌落地时与地面在前后方向上倾斜而导致的机器人翻倒问题。但是若脚掌落地时脚底平面在侧向上与地面呈一定角度，则仍旧有可能发生侧翻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柔性连接件及使用该连接件的机器人足部结构，通过柔性连接件将组成脚部的四个脚掌进行连接，解决了机器人的脚掌在任意方向上与地面倾斜时机器人会翻到的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种柔性连接件，包括中间轴和至少三个刚性接头，每两个所述的刚性接头之间设有一个柔性材料制成的固定接头，所述的中间轴依次穿过刚性接头和固定接头并与固定接头连接；所述的固定接头包括套筒和环形均匀分布在套筒外侧的叶片，每两个所述的叶片之间形成连接空间；所述刚性接头与固定接头接触的一端环形均匀分布有与连接空间的形状相对应的凸台，相邻两个刚性接头上的凸台交替插入相邻的连接空间内；所述的刚性接头包括两个端部接头和至少一个中间接头，所述端部接头远离凸台的一端设有连接孔，所述中间接头的外表面设有连接缺口。

作为优选，所述的固定接头由橡胶制成。

作为优选，所述的固定接头通过套筒与中间轴键连接。

采用上述方案具有以下有益效果：

所述连接件用于两个被连接件和中间轴的连接，其中一个被连接件与两个端部接头上的连接孔连接，另一个被连接件通过一个连接圈套设在中间接头的外侧，并通过连接缺口与中间接头进行连接。当一个被连接件在外力的作用下绕中间轴转动时，固定接头上的叶片会发生形变，同时叶片形变的弹力带动另一个被连接件同步转动；由于固定接头与中间轴连接，所以当外力消失时，弹性材料制成的叶片会回复原状并同时带动端部接头、中间接头以及两个被连接件回复原状。

所述的连接件不仅能实现两个被连接件和中间轴的有效连接，还能在两个被连接件受到绕中间轴周向上的外力时，起到一定的缓冲作用，并在外力消失时，带动两个被连接件回复原状。

一种机器人的足部结构，包括至少两排脚掌且每排包括至少两个脚掌；每排所述的脚掌为一个脚掌组，所述脚掌组内的每两个相邻的脚掌之间设有第一连接件，每两个相邻的脚掌组之间设有第二连接件；所述的第一连接件和第二连接件为如上所述的柔性连接件且第一连接件和第二连接件相对垂直分布。

所述脚掌组内的每两个相邻的脚掌之间设有第一连接件，每两个相邻的脚掌组之间设有第二连接件；当脚掌与地面接触时，如果脚掌与地面之间不平行，则脚掌无法全部同时与地面接触；当机器人的脚前掌或脚后跟先着地时，此时第二连接件受力发生转动，直至脚掌与地面平行；当机器人的脚部内侧或外侧先着地时，第一连接件受力发生转动，直至脚掌与地面平行；当机器人脚步的一个顶角先着地时，第一连接件和第二连接件同时发生转动，直至脚掌与地面平行。综上所述，机器人脚部与地面接触时，地面在任意方向上发生倾斜，都能通过第一连接件和第二连接件的转动很好的适应，以确保脚掌与地面平行接触，防止机器人发生翻到。

作为优选，所述脚掌的数量为四个。

作为优选，所述的脚掌包括脚板和脚背，所述的脚板和脚背可拆连接。

作为优选，所述的脚板上设有连接柱，所述连接柱的外侧设有滑槽；所述的脚背包括盖板和位于盖板两侧的连接板，所述的连接板的内侧设有与滑槽对应的滑块，所述的脚掌和脚背通过滑块和滑槽可拆连接。连接时，滑槽和滑块对其，滑块从滑槽的一端插入。