[实用新型]一种自适应多种地面的旋开式四足机器人足垫

说明书

本实用新型公开了一种自适应多种地面的旋开式四足机器人足垫，是由机架、硬地面着陆足垫、开关、复位弹簧、旋转盘、拓展叶片和弹簧挂钩组成；本实用新型利用弹簧和圆柱凸轮等机械机构的特性，能够根据足式机器人行走的地面和机器人足垫‑地间接触力的大小，自动改变足垫与地面的接触面积，当机器人行走在松软地面时增大足垫‑地接触面积，而行走在硬地面时减小接触面积，能够缓解足式机器人在沙性、泥泞等松软地面中行走时的下陷和滑移，并且使足式机器人在硬地面行走时能够具有相当程度的灵活性，所述硬地面着陆足垫能够保护自适应多种地面条件机器人足的开关，本实用新型结构简单，成本低廉，自适应性强。

技术领域

本实用新型涉及一种足式机器人足垫，具体涉及一种自适应多种地面的旋开式四足机器人足垫。

背景技术

机器人足垫直接与地面作用，影响机器人行走时的步态稳定性、通过性和灵活性，应能适应复杂地面环境。如：机器人从硬路面到松软沙土路面时，希望足垫触地面积增大，从而减小下陷和滑移。传统机器人足垫的设计方案通常采用刚体结构，刚性机器人足垫通常不具备应对复杂地面变化的姿态调整能力。当机器人在松软沙地中行走时很容易沉陷到沙土之中，从而影响足式机器人行走时的步态稳定性和通过性，甚至影响机器人寿命等。综上，传统刚性结构机器人足垫不能及时对复杂地面做出相应的姿态调整，影响机器人对复杂地面的适应能力，所以自适应多种地面条件的机器人足垫的设计尤为重要。

鉴于目前机器人发展状况，有些足式机器人足垫采用高仿真机械足垫，虽然高仿真机械足垫功能齐全，但这种足垫设计方案不论是成本还是加工工艺都有极高的要求，而且往往配有动力源，增加了机器人的控制模块的难度。另外，机器人足垫往往会接触恶劣环境，如沙土的侵蚀，硬地面的冲击，故对机器人足垫控制器等部分的维护也有很高的要求，如此，便不适用于普通足式机器人。而本实用新型的机器人足垫结构简单，可移植性好，自适应能力强，便于维护与更换，适用范围广泛。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自适应多种地面的旋开式四足机器人足垫，通过松软地面作用于开关，使拓展叶片旋开，从而增大足垫-地间接触面积，防止机器人在松软地面行走时的下陷和滑移，并在两种复位弹簧的作用下，根据机器人足垫-地间接触力大小自主调节接触面积，以解决上述问题。

本实用新型包括旋转盘、开关、拓展叶片、机架、开关复位弹簧、弹簧挂钩、拓展叶片复位弹簧和硬地面着陆足垫；

所述的开关为圆柱凸轮状，安装在旋转盘下方，与旋转盘以六角铆接，可带动旋转盘旋转并可相对于旋转盘做线性往复运动；

所述的硬地面着陆足垫与机架底端刚性连接，作为与硬地面接触的足底，当机器人行走在硬地面时，避免由于地面不平而误触发开关，且能够保护开关，硬地面着陆足垫为网结构，当机器人行走在松软沙地时，能够使沙地透过硬地面着陆足垫触碰开关使之作用，当机器人足离地时，可滤去多余沙土，避免沙土储存于开关附近，从而使开关运动平顺；

所述的机架用于固定和连接各机构，并可作为机器人行走在硬地面时的足端，还可辅助拓展叶片的旋开；

所述的拓展叶片复位弹簧为拉力弹簧，每个拓展叶片和机架之间均通过弹簧挂钩勾挂拓展叶片复位弹簧；拓展叶片复位弹簧的作用是：拓展叶片在旋开和闭合的过程中，能使拓展叶片始终紧贴机架，并能在自身拉力作用下辅助拓展叶片的闭合；

所述的拓展叶片，多个拓展叶片旋转地安装在旋转盘上，当旋转盘转动时，在机架和拓展叶片复位弹簧的共同作用下，拓展叶片能紧紧贴靠机架旋开，拓展叶片的作用是：当旋转盘带动拓展叶片运动时，拓展叶片在机架和拓展叶片复位弹簧的作用下旋开，可作为增大足垫-地接触面积的主要机构；

所述的旋转盘安装在机架上，并与多个拓展叶片连接，旋转盘作用是：在开关的带动下可相对于机架做回转运动，能够带动多个拓展叶片展开，而当机器人行走在松软地面时，旋转盘可作为松软地面触地足端的一部分；