[发明专利]一种机器人足部机构

摘要

本发明一种机器人足部机构属于机器人技术领域，特别涉及一种具有多自由度和大活动角度范围的机器人足部机构。机器人足部机构由旋转运动组件、大角度关节轴承组件、足底组件和减震器组件组成；采用大角度关节轴承实现足部机构的大角度偏摆运动，在轴承托架上采用凸轮状结构实现足部机构在前后方向偏摆时的限位；采用了对足部受力情况进行实时测量的测力传感器；采用拉伸弹簧实现足部机构的复位；足底和减震器均采用模化设计；本发明中足底和减震器采用模块化设计，使整体结构简单可靠，便于进行调整和更换，提高了足部机构的行走稳定性。本发明通过增大关节活动角度范围，提高了足部对复杂地貌的适应能力。

主权项

一种机器人足部机构，其特征是，机器人足部机构由旋转运动组件、大角度关节轴承组件、足底组件和减震器组件组成；采用大角度关节轴承实现足部机构的大角度偏摆运动，在轴承托架上采用凸轮状结构实现足部机构在前后方向偏摆时的限位；采用了对足部受力情况进行实时测量的测力传感器；采用拉伸弹簧实现足部机构的复位；足底和减震器均采用模化设计；在所述的旋转运动组件中，双向推力角接触球轴承（36）的外环安装在轴承底座（6）的内腔中，橡胶密封圈（8）安装在轴承底座（6）的顶端面上，若干个均匀分布的上压板固定螺钉（11）将轴承上压板（9）与轴承底座（6）固接；X型密封圈（10）安装在轴承上压板（9）顶端面上的环形沟槽中；阶梯形状的底座支架（35）的下圆柱面装在双向推力角接触球轴承（36）的内环中，轴承下挡板（7）通过均匀分布的若干个下挡板连接螺钉（37）固定在底座支架（35）的下端面上；在所述的足底组件中，足垫（1）由均匀分布的若干个足垫连接螺钉（3）连接到足底板（2）上，橡胶密封垫（5）安装在足底板（2）的上端面上；通过均匀分布的若干个足底板连接螺钉（4）将足垫（1）、足底板（2）和橡胶密封垫（5）固定在轴承底座（6）上；在所述的大角度关节轴承组件中，大角度关节轴承由关节轴承内圈（30）和关节轴承外圈（29）组成；关节轴承内圈（30）靠装在支撑轴（13）的轴肩上，并通过两个圆螺母（31）锁紧在支撑轴（13）上，关节轴承外圈（29）安装在轴承托架（18）中；轴承托架（18）的外圆周面上部具有两个用于实现足部前后方向偏摆时限位的凸轮状结构（A）；用于轴向定位关节轴承外圈（29）的轴承端盖（16）通过均匀分布的若干个端盖固定螺 钉（12）固装在轴承托架（18）的左侧端面上；支承轴（13）架设在底座支架（35）上方的半圆形凹槽中；用两个下吊环螺钉（38）将左侧盖板（14）固定在底座支架（35）左侧凸台的上端面上，用其余的两个下吊环螺钉（38）将右侧盖板（32）固定在底座支架（35）右侧凸台的上端面上；通过弹簧垫圈（33）和锁紧螺母（34）将支承轴（13）轴向锁紧；用于周向定位的定位销（15）安装在左侧盖板（14）和支撑轴（13）的定位孔中；测力传感器（28）通过4个托架连接螺钉（39）与轴承托架（18）固定连接，转接板（19）通过4个均布的转接板上连接螺钉（26）与测力传感器（28）固接；在所述的减震器组件中，按照由下到上的顺序，减震器组件由减震器底座（20）、下层柱状橡胶圈（21）、隔层钢板（25）、上层柱状橡胶圈（22）、减震器上压板（23）和减震器锁紧螺母（24）构成；上层柱状橡胶圈（22）与下层柱状橡胶圈（21）分别硫化粘接在隔层钢板（25）的上、下端面上，并将其放置在减震器底座（20）上；减震器上压板（23）放置在上层柱状橡胶圈（22）的顶端面上；在减震器底座（20）的空心柱结构上安装用于对减震器进行预紧的减震器锁紧螺母（24）；通过6个转接板下连接螺钉（40）和2个上吊环螺钉（27）将减震器底座（20）固接在转接板（19）的上端面上；将四个拉伸弹簧（17）分为左、右两组，每组两个，同组两个拉伸弹簧（17）的上端钩住同一个上吊环螺钉（27），下端分别钩住同一侧的一个下吊环螺钉（38）。