[实用新型]一种具有脚掌形态监测功能的足式机器人

说明书

本实用新型涉及一种具有脚掌形态监测功能的足式机器人，包括腿部，腿部包括依次相连的大腿部、膝关节、小腿部、踝关节和脚部，腿部上设膝关节驱动模组和踝关节驱动模组，膝关节驱动模组控制腿部在膝关节处弯曲，踝关节驱动模组控制腿部在踝关节处弯曲，脚部上安装有形态监测模组，用于监测脚部底面所处平面与水平方向的夹角，足式机器人内设有控制器，用于对形态监测模组的信号反馈进行计算，下发指令至膝关节驱动模组或/和踝关节驱动模组，膝关节驱动模组或/和踝关节驱动模组执行动作将脚部调整为水平状态，实现脚掌形态监测功能，保证脚掌与地面接触面积尽可能大，从而提高机器人站立的稳定性，降低平衡算法复杂度。

技术领域

本实用新型涉及足式机器人领域，具体涉及一种具有脚掌形态监测功能的足式机器人。

背景技术

众所周知，机器人是自动执行工作的机器装置。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。随着人们生活水平的提高，我们的日常生活也越来越依靠机械人帮助我们完成一些工作，例如：加工车间的机器人、执行航拍任务的机器人以及模拟人体复杂动作的拟人机器人等。

现有技术中，足式机器人一般行走和站立的时候通过一个脚掌或者两个脚掌接触地面，当脚掌在行进过程中出现形态变化时，会存在接触地面时以脚后跟或者脚尖接触的情况，导致脚掌与地面接触面积过小而使得重心调整算法过于复杂或者最终造成足式机器人站不稳而摔倒。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有脚掌形态监测功能的足式机器人，用于解决现有技术中的机器人脚掌在行进过程中出现形态变化，存在接触地面时以脚后跟或者脚尖接触的情况，导致脚掌与地面接触面积过小而使得重心调整算法过于复杂或者最终造成足式机器人站不稳而摔倒的问题。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型提出一种具有脚掌形态监测功能的足式机器人，包括腿部，腿部包括依次相连的大腿部、膝关节、小腿部、踝关节和脚部，腿部上设有至少一套膝关节驱动模组和至少一套踝关节驱动模组，膝关节驱动模组控制大腿部与小腿部的相对转动，踝关节驱动模组控制小腿部与脚部的相对转动，脚部上安装有形态监测模组，用于监测脚部底面所处平面与水平方向的夹角，足式机器人内设有控制器，用于对形态监测模组的信号反馈进行计算，下发指令至膝关节驱动模组或/和踝关节驱动模组，膝关节驱动模组或/和踝关节驱动模组执行动作将脚部调整为水平状态。进一步地，所述形态监测模组为陀螺仪、加速度传感器中的一种或多种。

进一步地，所述脚部上开设一通孔，通孔内底面与脚部底面平行，形态监测模组安装在通孔内底面上。

进一步地，踝关节驱动模组的两端分别与小腿部与脚部铰接，踝关节驱动模组伸缩运动时，小腿部与脚部相对转动；

膝关节驱动模组的两端分别与大腿部、小腿部铰接，膝关节驱动模组伸缩运动时，大腿部与小腿部相对转动。

进一步地，所述膝关节和/或踝关节为单自由度或多自由度关节。

进一步地，所述踝关节为多自由度关节，小腿部与脚部之间并排设有两套可伸缩运动的踝关节驱动模组，踝关节驱动模组的上端与小腿部设置第三铰链进行转动连接，踝关节驱动模组的下端与脚部设置第四铰链进行转动连接，第四铰链为一轴体，设置在脚部的脚后跟处，轴体两端分别与两套踝关节驱动模组连接，两套踝关节驱动模组同步伸缩时控制脚部上下翻动，非同步伸缩时控制脚部左右摆动。

进一步地，所述踝关节的一端与小腿部连接，另一端为球头，脚部上端设有相应的球窝，球头卡扣在球窝内并在球窝内转动。

进一步地，所述球头与球窝之间设置缓冲垫。

进一步地，所述脚部内部镂空。

进一步地，所述脚部内部竖直设立若干支撑面。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：