[发明专利]基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足

说明书

基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足，它涉及一种机器人足。本发明解决了现有的大爬坡度机器人足存在难以保证机器人爬上大坡度的斜坡的问题。电动机的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒的一端固装在支撑板上支撑套筒的另一端与齿轮箱连通设置，传动主轴通过两个支撑轴承安装在支撑套筒内，传动主轴的一端位于齿轮箱内，传动主轴所述的一端上固装有大锥齿轮，大锥齿轮和小锥齿轮相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴的另一端上固装有钻取刀盘；所述十字轴关节套装在支撑套筒的中部，两个支撑轴套对称固装在十字轴关节的两侧，连接支座两侧对应套装在两个支撑轴套上；固定转轴下端与连接支座的上端固接为一体。本发明用于足式机器人上。

技术领域

本发明涉及一种机器人行走足，具体涉及一种基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足。

背景技术

机器人足的附着性能对于保证足式机器人的爬坡和越障能力至关重要，增大机器人足附着能力的传统办法通常为增加或者优化机器人足的足底附属机构，即通过增大足底摩擦力或者土壤对足底附着机构的被动土压力来提高机器人足的附着性能，但是实际山地环境中的坡度角往往超过30～40度，根据试验得出的足式机器人行走经验可知，机器人足在这种大坡度地形下所需的切向推进力超过了地面的内聚力和内摩擦角产生的力，单纯通过优化和设计增加足底附属机构的办法已经难以保证机器人爬上大坡度的斜坡。因此，本发明根据机械设计原理，针对大坡度软质地形，设计了一种可以主动改变局部地形的机器人足，通过破坏挖掘机器人足预定附着位置的局部土壤，然后由机器人足占据坡面上被挖去的位置，这样就减小了机器人足稳定附着后足底与水平地面的实际夹角，进而减小了机器人足稳定附着所需要的切向作用力，就像上楼梯登台阶一样，主要依靠支持力保证机器人足的稳定附着。

综上，现有的大爬坡度机器人足难以保证机器人爬上大坡度的斜坡。

发明内容

本发明为解决现有的大爬坡度机器人足存在难以保证机器人爬上大坡度的斜坡的问题，进而提供一种基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的基于钻取掘进改变软质地形的大爬坡度机器人足包括电动机12、钻取刀盘1、足底板18、足底脚垫19、支撑板21、齿轮箱14、传动机构、十字铰链机构、旋转定位机构和若干个防滑部件20；其特征在于：足底脚垫19通过若干个防滑部件20固装在足底板18的下端面上，支撑板21和齿轮箱14沿足底板18的长度方向固装在足底板18的上端面上，所述传动机构包括小锥齿轮15、大锥齿轮16、传动主轴3、轴套13和支撑套筒4，所述电动机12竖直安装在齿轮箱14的上端面上，电动机12的输出轴上固装有小锥齿轮，支撑套筒4的一端固装在支撑板21上，支撑套筒4的另一端与齿轮箱14连通设置，传动主轴3通过两个支撑轴承2安装在支撑套筒4内，传动主轴3的一端位于齿轮箱14内，传动主轴3所述的一端上固装有大锥齿轮16，大锥齿轮16和小锥齿轮15相互啮合且轴线互相垂直设置，传动主轴3的另一端上固装有钻取刀盘1；

所述十字铰链机构包括十字轴关节10、连接支座5、两个支撑轴套22和两个定位环11，所述十字轴关节10套装在支撑套筒4的中部，所述十字轴关节10通过两个定位环11调节定位，两个支撑轴套22对称固装在十字轴关节10的两侧，连接支座5两侧对应套装在两个支撑轴套22上，连接支座5可以绕十字轴关节10前后旋转一定角度；

所述旋转定位机构包括固定转轴7、旋转轴承6、连接法兰套8和六维力传感器9，固定转轴7竖直设置且固定转轴7下端与连接支座5的上端固接为一体，连接法兰套8通过旋转轴承6套装在固定转轴7上，六维力传感器9固装在连接法兰套8的上端面上，六维力传感器9上端面留有与机器人腿部连接的螺纹孔，固定转轴7上端与机器人腿部的动力输出轴装配到一起。

进一步地，支撑套筒4所述的一端呈法兰状，支撑套筒4所述的一端通过螺钉固装在支撑板21上，支撑套筒4所述的另一端安装在齿轮箱14前端圆孔中。