[实用新型]一种机器人足端结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人足端结构，属于机器人设备技术领域。

背景技术

现有技术的机器人足端结构，需要在实现对机器人腿部的准确支撑以外，还需要检测出足部的支撑力大小和碰撞等情况，同时，由于足位于机器人腿连杆的末端，腿连杆的转动惯量对足的重量很敏感，所以应尽量减小足的重量。

中国专利（申请号201110451677.3）公开了一种多足步行机器人脚，包括多足步行机器人脚机械装置和多足步行机器人脚测力装置。多足步行机器人脚机械装置包括球形足端、减震测力部分和小腿脚连接件。减震测力部分由球形足端连接件、脚连接件、脚部套筒、减震压缩弹簧、压垫、固定螺钉组成。多足步行机器人脚测力装置由压力传感器和信号采集处理器组成。此技术方案采用球形足端结构，机器人行走灵活可靠；压缩弹簧减震装置减小了多足步行机器人在行走过程中与地面之间的冲击；采用压力传感器对多足步行机器人的脚力进行测量，降低了多足机器人脚力测量的难度和复杂性。但是此方案结构复杂，重量及体积较大。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种不易损坏、失效，结构简单，重量轻，体积紧凑，便于生产制造的低成本机器人足端结构，进一步，能够准确测量足端受力的机器人足端结构。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种机器人足端结构，包括用于和机器人腿部连杆相连接的足基座总成、用于缓冲传递冲击力的足垫和用于保护足内部结构的保护罩总成，所述足基座总成内的传感部件上设有能产生较大变形的敏感部，所述敏感部由高屈服强度材料制成；所述足垫传递足受到的支撑力到足基座总成，使敏感部产生较大变形。所述机器人腿部连杆与传感部件可以一体制成，也可以通过焊接或者螺钉连接的方式相连接。本实用新型设置的传感部件的，结构简单，便于生产制造，不易失效，制造成本低。

作为优选技术措施，所述敏感部位于传感部件的中间位置，所述传感部件，其端面形状为至少包含一个倾斜一定角度的字母Z和/或字母U和/或字母V形状结构。所述传感部件可由高屈服强度材料加工形成，优选，其截面形状至少包含一个倾斜一定角度的V型或U型结构。

作为优选技术措施，所述高屈服强度材料为铝合金或碳钢或钛合金，可根据受力大小，工作强度，合理选择材料。

作为优选技术措施，所述足基座总成通过螺钉连接或粘接的方式连接一保护罩总成，保护罩总成罩设足基座总成，能够有效保护足基座总成内部的部件，防止当足部受到外部冲击时内部精密脆弱零件受到损害。保护罩总成由高强度、抗冲击且耐磨材料制成，所述材料可以是碳钢、工程塑料、铝合金、复合材料等，也可以是多种材料结合而成。

作为优选技术措施，所述足垫通过粘接或熔融方式与足基座总成相连接，足垫能够有效减少支撑力的冲击，避免因为冲击过大损坏足基座总成内零部件，以及实现机器人足端与地面的摩擦接触。

作为优选技术措施，所述敏感部至少设有一对相互平行的平面区域，所述相互平行的平面区域两侧至少连接一组用于感应形变的应变片。所述应变片把支撑力对敏感部产生的形变转化为自身电阻的改变量，应变片配合测控单元，产生与外部支撑力大小相对应的微弱电信号，测控单元上的电信号放大芯片采集此微弱电信号并进行放大和处理，并通过数字通讯接口传递给机器人主控制板。

作为优选技术措施，所述传感部件安装一测控单元，所述测控单元设有电信号放大芯片和用于测量足端三轴加速度的传感器；或设有三轴陀螺仪传感器，用于检测足端三轴的角速度；或设有一片微控制器MCU，控制测控单元上的电信号放大芯片、三轴加速度传感器芯片、三轴陀螺仪传感器芯片和发光件，并且微控制器通过通讯线与机器人的主控制器进行通讯。通过三轴加速度芯片获得的数据可以计算获得足的姿态、足端碰撞、足端打滑等情况；三轴陀螺仪芯片，用于检测足端三轴的角速度，可以配合三轴加速度芯片进一步完善足端姿态的解算，或者单纯测量足端及其相连机器人腿部连杆的角速度。

作为优选技术措施，所述足基座总成或保护罩总成外设有一凹槽，凹槽内安装一用于观测足端运动轨迹的发光件。所述发光件为LED灯，方便观测足端的运动轨迹，并且提高机器人的观赏性。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设置由高屈服强度材料制造而成的和具有特殊结构的敏感部，相比现有技术的机器人足端结构，所需的零部件少，结构简单，重量轻，便于生产制造，不易因外力过载而失效，制造成本低。