[发明专利]一种基于磁流变技术的机器人足部结构及机器人

说明书

本发明公开了一种基于磁流变技术的机器人足部结构，所述机器人足部结构用于安装在机器人腿部末端，所述机器人足部结构包括足部组件，足部组件包括用于接触地面提供支撑的下足部主体，下足部主体底部与地面的接触面设置有磁流变弹性体，且足部组件上安装有电磁线圈，所述电磁线圈具有电流输入端，当电磁线圈通电时，磁流变弹性体位于电磁线圈产生的电磁场中。本发明还公开了安装有所述机器人足部结构的机器人。本发明公开的机器人足部结构能够使机器人足部与地面贴合更好，提高抓地力，使行进更加稳定，并且有效降低腿足式机器人行进过程中受到的冲击。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于磁流变技术的机器人足部结构及机器人。

背景技术

对于需要进行全面深入的探索却又不适合人类直接进入复杂的地形环境。比如在一些工程建设或矿产资源开采中，常会遇到各种不同的复杂地形，使得项目的安全和质量受到极大地影响，所以必需对其地形环境进行探测；又比如在考古科研方面，有时需要了解墓穴的内部的具体情况，人类不适合直接进入，需要用机器人先进行探索，方便科研人员随后的考古发掘工作等。

长期以来，轮式和履带式机器人由于移动速度快，运动效率高及控制方便等优点，一直是探索机器人的首选类型。然而，轮式机器人及履带机器人对于通行的表面的要求较高，若需要通过凹凸不平的表面，轮式机器人需要安装有大自由度的车轮传动系统，这种传动系统结构复杂且容易损坏，而对于倾斜或高低落差较大的表面，轮式机器人及履带机器人都无法良好的通过。因此，对于凹凸不平、倾斜或高低落差较大的表面，更适合采用腿足式机器人，然而，现有的腿足式机器人在行进过程中，其足部与行进表面通常采用硬性接触，容易出现接触不稳从而打滑、侧翻等现象，并且冲击力较大，对机器人结构损伤较大。

因此，如何提高腿足式机器人足部的抓地力与行进的稳定性，并减少机器人在行进过程中受到的冲击，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提高腿足式机器人足部的抓地力与行进的稳定性，并减少机器人在行进过程中受到的冲击。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于磁流变技术的机器人足部结构，所述机器人足部结构用于安装在机器人腿部末端，所述机器人足部结构包括足部组件，足部组件包括用于接触地面提供支撑的下足部主体，下足部主体底部与地面的接触面设置有磁流变弹性体，且足部组件上安装有电磁线圈，所述电磁线圈具有电流输入端，当电磁线圈通电时，磁流变弹性体位于电磁线圈产生的电磁场中。

优选地，所述足部组件还包括用于连接机器人腿部末端及下足部主体的上足部主体，下足部主体整体呈柱状，下足部主体外侧面上有水平环绕下足部主体的安装槽，电磁线圈缠绕安装在安装槽内，磁流变弹性体套设在下足部主体外侧且包裹下足部主体的底面。

优选地，下足部主体外侧面上安装槽上方的位置设有水平环绕下足部主体的定位台阶，磁流变弹性体与下足部主体外侧面接触的内侧面上设有与所述定位台阶对应的定位凹槽，所述定位台阶嵌入所述定位凹槽内，下足部主体外侧面上安装槽下方的位置设有第一螺栓孔，磁流变弹性体对应第一螺栓孔的位置上设有与第一螺栓孔对应的第二螺栓孔，螺栓穿入第一螺栓孔及第二螺栓孔将磁流变弹性体固定安装在下足部主体上。

优选地，下足部主体底面上设有第一传感器安装槽，磁流变弹性体内侧面对应第一传感器安装槽的位置设有第二传感器安装槽，压力传感器竖向安装在第一传感器安装槽及第二传感器安装槽内。

优选地，所述上足部主体包括上安装坐，上安装座与下足部主体上端面固定连接，上安装座上端设有上连接组件，上连接组件下端为球形，通过关节轴承与上安装座铰接，上连接组件上端与机器人腿部末端固定连接。

优选地，磁流变弹性体外侧面套设有防护外壳。