[发明专利]一种能感知地面反力的仿人机器人的脚板结构

摘要

一种能感知地面反力的仿人机器人的脚板结构，涉及仿人机器人的脚结构。本发明由两个脚板组成，每个脚板主要包括上层板、下层板、力传感器、电路板、橡胶引导块、矩形橡胶垫。本发明具有体积小，重量轻，与地面为面接触，具有感知地面反力及适应地面环境的能力，结构简单、成本低、检测效果好、高低可调，能实时检测脚不同部位所受地面反力的大小，实时计算零力矩点(ZMP)的位置，实时与上层控制器进行通讯，便于推广应用。本发明可广泛用作仿人机器人的脚结构，特别适用于小型仿人足球机器人的脚结构。

主权项

1.一种能感知地面反力的仿人机器人的脚板结构，由两个脚板组成，每个脚板主要包括力传感器(5)、电路板(7)、橡胶垫，其特征在于还有上层板(1)、下层板(2)、橡胶引导块(10)，橡胶垫为矩形橡胶垫(6)；上层板(1)为两端带侧板的矩形板，其材料为轻质的铝合金、厚度为2.0～5.0mm，两端侧板上分别设置有调整脚板高度的调整孔(3)，上层板(1)通过调整孔(3)和螺钉与下层板(2)固定连接，在上层板(1)的板面上设置有螺孔(8)，通过螺孔(8)和螺钉分别与上层板(1)下面的电路板及上层板(1)上面的脚踝连接；下层板(2)为两端带侧板的矩形板，其材料为轻质的铝合金、厚度为2.0～5.0mm，两端的侧板扣在上层板(1)的两侧板内，并对应上层板侧板调整孔(3)，分别设置了调整孔(4)，在下层板(2)的板面上均匀设置三排并且每排又均匀设置三个圆槽(9)，在下层板(2)的下面通过胶粘剂固接有矩形橡胶垫(6)，矩形橡胶垫(6)的厚度1～3mm，与地面为面接触；力传感器(5)为九个普通的市购力传感器，橡胶引导块(10)为九个厚度为6.0～9.0mm的圆形块，九个力传感器(5)分别通过橡胶引导块(10)固接在下层板(2)板面的九个圆槽(9)内，九个橡胶引导块(10)分别通过橡胶粘结剂与矩形橡胶垫(6)的上面固接，其弹性度根据力传感器(5)的量程范围确定：当力传感器(5)的量程大时，橡胶引导块(10)的弹性度小，当力传感器(5)的量程小时，橡胶引导块(10)的弹性度大；电路板(7)固接在上层板(1)的下面，九个力传感器(5)分别通过信号线与电路板(7)上的小信号放大电路的输入端连接；电路板(7)由小信号放大滤波电路、控制器、局域控制网总线接口构成；小信号放大滤波电路由五级放大滤波电路构成：第一级U1A、U1B构成同相输人方式，第二级U1C构成差分放大级，第三级U1D构成200HZ低通滤波器，第四级U2A构成50HZ的带阻滤波器，第五级U2B构成同相比例运算电路；小信号放大滤波电路的输出端与控制器连接，控制器通过局域控制网总线接口与上层控制器通讯。