[发明专利]一种机器人的足部结构

说明书

本发明公开一种机器人的足部结构，涉及机器人技术领域。机器人的足部结构包括小腿和足弓板，足弓板的一端通过踝关节与小腿铰接，另外两端分别与脚后跟和前脚掌转动连接；踝关节、脚后跟和前脚掌均内设有至少一个盘形弹簧，盘形弹簧与足弓板连接。本发明通过在机器人的足部设置脚后跟和前脚掌，并通过盘形弹簧将二者与足弓板弹性连接，使得机器人的足部更加具有灵活性和稳定性，从而解决了现有机器人的足部结构稳定性、灵活性和缓冲能力不足的问题。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的足部结构。

背景技术

足式机器人是当今机器人领域最前沿的方向之一，与传统的轮式机器人或履带机器人相比，足式机器人凭借其独特的移动特点，能适应各种情形的地面环境，尤其在崎岖不平的路面、有障碍物的通道等方面具有广泛的应用前景。机器人的足部结构使足式机器人的重要组成部分，对足式机器人的运动有着非同一般的作用。因此，设计好足式机器人的足部结构至关重要。

足式机器人行走过程中会遇到的最大困难包括稳定性、灵活性以及缓冲能力。稳定性能够保证足式机器人运动的平稳以及姿态的平衡，灵活性能够使足式机器人适应多种地形，缓冲能力能够减小机器人着地时对机身零部件的损伤，并且利于提高机器人的稳定性和灵活性。这些性能都需要机器人的足式结构提供解决措施。

目前足式机器人的足部常采用球形、圆柱形或者板形的结构，这种结构的优点是刚度大、便于触地检测装置的安装。但是，这种结构不符合仿生学，灵活性与稳定性相对较差，而且落地时缺乏类似于跟腱、脚掌等生物结构的缓冲效果，对硬件的防冲击要求较高，能量损耗也较大。

因此，亟待一种新型的机器人足部结构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人的足部结构，以解决现有机器人的足部结构稳定性、灵活性与缓冲能力不足的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机器人的足部结构，包括：

小腿；

足弓板，其一端通过踝关节与小腿铰接，另外两端分别与脚后跟和前脚掌转动连接；

踝关节、脚后跟和前脚掌均内设有至少一个盘形弹簧，盘形弹簧与足弓板连接。

作为优选，踝关节内设有第一转轴，第一转轴的外周设有第一盘形弹簧，第一转轴分别与第一盘形弹簧和足弓板键连接。

作为优选，第一转轴与小腿之间通过滚动轴承连接，滚动轴承外部设有轴承盖，轴承盖设于小腿上。

作为优选，脚后跟和前脚掌均内设有第二转轴，第二转轴的外周设有第二盘形弹簧，第二转轴分别与第二盘形弹簧和足弓板键连接。

作为优选，脚后跟和前脚掌均还设有支撑架，支撑架的外部设有防滑垫；支撑架与第二转轴的两端通过工字板固接，工字板与支撑架螺纹连接。

作为优选，支撑架与足弓板通过推力轴承连接，足弓板与第二转轴通过滑动轴承连接。

作为优选，第一盘形弹簧和第二盘形弹簧均包括内圈，外圈以及位于内圈和外圈之间的弹性薄片。

作为优选，内圈开设有与第一转轴或与第二转轴连接的键槽，外圈开设有与足弓板连接的螺纹孔。

作为优选，第一盘形弹簧的弹性薄片的刚度比第二盘形弹簧的弹性薄片的刚度大。

作为优选，足弓板与踝关节、脚后跟和前脚掌的连接处均设有微动开关。

本发明的有益效果：