[发明专利]一种具有足底感知能力的仿生二趾机械足

摘要

本发明公开一种具有足底感知能力的仿生二趾机械足，机械系统包括承载趾、辅助趾、支撑杆、传动轴、连接法兰盘；控制系统包括电源模块、复位模块、传感器模块、信号调理模块、微处理器及舵机模块；当足底外侧失稳区的足底压力超过设定的阈值时，微处理器将压力信号转换为驱动舵机转动的电信号，使辅助趾与承载趾分离成一定角度，起到辅助支撑的作用；同时通过划定优先级对足部是否失稳和失稳程度进行判断，控制辅助趾与承载趾分离的角度，起到节能作用。本发明以鸵鸟二趾足结构和触沙二趾姿态为仿生原型，通过机械设计与控制结合，对足部稳定状况进行判断，实现了二趾足部自适应辅助支撑的功能，提高足式机器人行走的稳定性、平顺性及节能性。

主权项

1.一种具有足底感知能力的仿生二趾机械足，其特征在于，由机械系统和控制系统组成；机械系统包括承载趾、辅助趾、支撑杆、传动轴、连接法兰盘；承载趾与支撑杆固定连接，辅助趾部分插入承载趾内部且承载趾与辅助趾在趾后跟处通过传动轴转动连接，辅助趾与传动轴采用键连接，舵机与所述传动轴通过连接法兰盘连接，舵机通过舵机架固定在支撑杆上，承载趾足底外侧失稳区上由外向内依次并排黏贴有4个压力传感器；所述控制系统包括电源模块、复位模块、传感器模块、信号调理模块、微处理器及舵机模块；控制系统上电后，微处理器自动复位并初始化；微处理器进行足底压力信息扫描，通过传感器模块采集4个压力传感器的压力值信号并经过信号调理模块调理，将调理后的4个压力传感器的压力值信号依次传输到微处理器ADC的4个端口；微处理器进行足底压力信息判断，当某一压力传感器采集的压力值大于其设定阈值时，微处理器产生舵机角度控制信号；通过舵机模块控制舵机转动相应角度，从而将辅助趾和承载趾分离一定角度，并延时一段时间等待足部和身体姿态调整，然后再进行下一轮的足底压力信息扫描和判断。