一種大承載足式機器人足部機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機器人技術領域，涉及一種具有良好減震性能和自復位性的大承載足式機器人足部機構。
【背景技術】
[0002]足式機器人的應用越來越廣，國內外對足式機器人技術及足部機構進行了深入的研究，使得足式機器人對足部的要求不斷提高。如專利公開號為CN102001370A，發明人李滿天等的發明專利“六足機器人的足部機構”中公開了一種六足機器人的足部機構，采用深溝球軸承和周向均布彈簧腳掌結構，其針對于支撐剛度低且分布不均的松軟路面，具有接觸面積大、無相對滑動、地面自適應性強的特點，但其自由度少，活動角度范圍小，靈活性差，足部機構重心高，易傾倒。
[0003]專利公開號為CN103204191A，發明人王福吉等的發明專利“一種機器人的足端機構”中公開了一種機器人足端機構，采用球副結構進行足部機構的旋轉和擺動，采用橡膠減震器進行減震設計，但其設計重心高，不具備自復位性能，整體結構復雜，不夠穩定。
【發明內容】
[0004]本發明為了克服現有技術的不足，發明了一種大承載足式機器人足部機構，采用截錐螺旋彈簧實現足部機構的減震和自復位功能，采用活塞滑動結構實現減震位移行程，克服現有機器人足部不具備大承載能力和良好減震性能，并且不具備自復位能力，設計重心高，穩定性差的缺陷，該大承載足式機器人足部機構不僅承載能力強，而且具有良好的適應性、自復位性和減震性能。
[0005]本發明采取的技術方案是一種大承載足式機器人足部機構，其特征是，足式機器人足部機構采用截錐螺旋彈簧實現足部機構的減震和自復位功能，采用活塞滑動結構實現減震位移行程，實現了足部機構大承載、良好的減震和自復位性能要求；
[0006]所述足式機器人足部機構中，橡膠足底防滑墊11粘結在足底板13上，防止行進過程中發生打滑現象；彈簧座12安裝在足底板13的凹槽內，截錐螺旋彈簧6安裝在彈簧座12和軸承下墊圈5之間；球頭桿8安裝在足底板13的圓弧槽內，兩者構成球副結構，球副之間為間隙配合；
[0007]O形密封圈15裝在球副蓋板16的凹槽內，O形密封圈15用于密封球副之間的配合；將調整墊片14裝在足底板13的上表面，球副蓋板16周向均布有四個通孔，四個球副蓋板連接螺釘9和彈簧墊圈10通過球副蓋板16周向均布的四個通孔，將球副蓋板16和足底板13固定在一起，使球頭桿8繞足底板13周向旋轉和擺動；軸承上墊圈3、推力滾針軸承4和軸承下墊圈5依次安裝在轉接板2的下環槽內，推力滾針軸承4可減小球副配合周向旋轉時截錐螺旋彈簧6和轉接板2之間的摩擦；將轉接板2套入到球頭桿8上部，并向下壓轉接板2使截錐螺旋彈簧6具有一定的預緊力，球頭桿上壓板連接螺釘17穿過球頭桿上壓板18的中心孔擰緊在固定在球頭桿8上端，防止轉接板2彈出；
[0008]轉接板2內側為光孔，與球頭桿上壓板18外圓柱面間隙配合，使球頭桿8和轉接板2之間可上下滑動，構成活塞滑動結構，實現減震位移行程；壓縮截錐螺旋彈簧6實現減震功能，同時使球副結構擺動后自動復位，橡膠防震墊20粘結在腿部連接法蘭盤I內側，橡膠防震墊7粘結在球頭桿凸棱處，減小球頭桿滑動產生的沖擊，并進行限位；腿部連接法蘭盤I上的力一部分通過球頭桿上壓板18、球頭桿8傳到足底板13，另一部分力通過推力滾針軸承4、截錐螺旋彈簧6、彈簧座12傳到足底板13，使足底板受力均勻，增大足部承載能力；轉接板2通過螺栓19與螺母21與腿部連接法蘭盤I緊固在一起，足部機構的腿部連接法蘭盤I通過螺栓與機器人的腿部相連接。
[0009]本發明的有益效果是，采用截錐螺旋彈簧實現減震和足部的自復位功能，采用活塞滑動結構實現減震位移行程。足部機構可適應不同坡角的路況，適應性強，具有大承載能力和良好的減震性能，足部機構設計重心低，穩定性好，結構簡單。
【附圖說明】
[0010]圖1是大承載足式機器人足部機構去掉橡膠足底防滑墊的軸測圖，圖2是大承載足式機器人足部機構的剖視圖。圖中:1_腿部連接法蘭盤，2-轉接板，3-軸承上墊圈，4-推力滾針軸承，5-軸承下墊圈，6-截錐螺旋彈簧，7-橡膠防震墊，8-球頭桿，9-球副蓋板連接螺釘，10-彈簧墊圈，11-橡膠足底防滑墊，12-彈簧座，13-足底板，14-調整墊片，15-0形密封圈，16-球副蓋板，17-球頭上壓板連接螺釘，18-球頭桿上壓板，19-螺栓，20-橡膠隔震墊，21-螺母。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和技術方案詳細說明本發明的具體實施。
[0012]附圖1、2是本發明的一個實施例，足式機器人的足部機構由一個腿部連接法蘭盤1、一個轉接板2、一個軸承上墊圈3、一個推力滾針軸承4、一個軸承下墊圈5、一個截錐螺旋彈簧6、一個橡膠防震墊7、一個球頭桿8、四個球副蓋板連接螺釘9、四個彈簧墊圈10、一個橡膠足底防滑墊11、一個彈簧座12、一個足底板13、一個調整墊片14、一個O形密封圈15、一個球副蓋板16、一個球頭桿上壓板連接螺釘17、一個球頭桿上壓板18、四個螺栓19、一個橡膠防震墊20以及四個螺母21組成。腿部連接法蘭盤I上的力一部分通過球頭桿上壓板18、球頭桿8傳到足底板13，另一部分力通過推力滾針軸承4、截錐螺旋彈簧6、彈簧座12傳到足底板13，使足底板受力更加均勻，增大足部承載能力。
[0013]O形密封圈15放入球副蓋板16的凹槽內，球副蓋板16周向均布四個通孔，并通過與球副蓋板連接螺釘9、彈簧墊圈10、調整墊片14聯合使用，使球頭桿8和足底板13連接，構成球副結構，使球頭桿8可繞足底板13周向旋轉和擺動，通過選擇不同的調整墊片14保證球面之間的最佳間隙配合，保證良好的配合精度，在足底板13凹圓面的溝槽內添加潤滑脂進行潤滑，并通過安裝在球副蓋板16上的O形密封圈15密封。彈簧座12安裝在足底板13的凹槽內，軸承上墊圈3與推力滾針軸承4、軸承下墊圈5聯合使用，安裝在轉接板2的凹槽內，截錐螺旋彈簧6安裝在彈簧座12和軸承下墊圈5之間，將轉接板2套入到球頭桿8上部，并向下壓轉接板2使截錐螺旋彈簧6具有一定的預緊力，再通過球頭桿上壓板18和球頭桿上壓板連接螺釘17聯合使用使球頭桿18固定在球頭桿8上端，防止轉接板2彈出，推力滾針軸承4可減小球副配合周向旋轉時截錐螺旋彈簧6和轉接板2之間的摩擦。
[0014]轉接板2內側為光孔，與球頭桿上壓板18外圓柱面間隙配合，使球頭桿8和轉接板2之間可上下滑動，構成活塞滑動結構，對球頭桿8進行導向，該配合要保證良好的配合精度，實現減震位移行程，壓縮截錐螺旋彈簧6實現減震功能，同時可以使球副結構擺動后自動復位，可以設計不同的彈簧參數以適應不同的最大載荷，達到最理想的減震和自復位效果。橡膠防震墊20粘結在腿部連接法蘭盤I內側，橡膠防震墊7粘結在球頭桿凸棱處，減小球頭桿滑動產生的沖擊，并進行限位，螺栓19與螺母21聯合使用，使轉接板2與腿部連接法蘭盤I連接。足部機構的腿部連接法蘭盤I通過螺栓與機器人的腿部連接。橡膠足底防滑墊11粘結在足底板13上，可以設計不同的橡膠足底防滑墊11安裝在足底板13下底面，以適應不同坡角的路況。
【主權項】
1.一種大承載足式機器人足部機構，其特征是，足式機器人足部機構采用截錐螺旋彈簧實現足部機構的減震和自復位功能，采用活塞滑動結構實現減震位移行程，實現了足部機構大承載、良好的減震和自復位性能要求； 所述足式機器人足部機構中，橡膠足底防滑墊(11)粘結在足底板(13)上，防止行進過程中發生打滑現象；彈簧座(12)安裝在足底板(13)的凹槽內，截錐螺旋彈簧(6)安裝在彈簧座(12)和軸承下墊圈(5)之間；球頭桿(8)安裝在足底板(13)的圓弧槽內，兩者構成球副結構，球副之間為間隙配合； O形密封圈(15)裝在球副蓋板(16)的凹槽內，O形密封圈(15)用于密封球副之間的配合；將調整墊片(14)裝在足底板(13)的上表面，球副蓋板(16)周向均布有四個通孔，四個球副蓋板連接螺釘(9)和彈簧墊圈(10)通過球副蓋板(16)周向均布的四個通孔，將球副蓋板(16)和足底板(13)固定在一起，使球頭桿⑶繞足底板(13)周向旋轉和擺動；軸承上墊圈(3)、推力滾針軸承(4)和軸承下墊圈(5)依次安裝在轉接板(2)的下環槽內，推力滾針軸承(4)可減小球副配合周向旋轉時截錐螺旋彈簧(6)和轉接板(2)之間的摩擦；將轉接板(2)套入到球頭桿(8)上部，并向下壓轉接板(2)使截錐螺旋彈簧(6)具有一定的預緊力，球頭桿上壓板連接螺釘(17)穿過球頭桿上壓板(18)的中心孔擰緊在固定在球頭桿⑶上端，防止轉接板⑵彈出； 轉接板⑵內側為光孔，與球頭桿上壓板(18)外圓柱面間隙配合，使球頭桿⑶和轉接板(2)之間可上下滑動，構成活塞滑動結構，實現減震位移行程；壓縮截錐螺旋彈簧(6)實現減震功能，同時使球副結構擺動后自動復位，橡膠防震墊(20)粘結在腿部連接法蘭盤(I)內側，橡膠防震墊(7)粘結在球頭桿凸棱處，減小球頭桿滑動產生的沖擊，并進行限位；腿部連接法蘭盤(I)上的力一部分通過球頭桿上壓板(18)、球頭桿(8)傳到足底板(13)，另一部分力通過推力滾針軸承(4)、截錐螺旋彈簧￠)、彈簧座(12)傳到足底板(13)，使足底板受力均勻，增大足部承載能力；轉接板(2)通過螺栓(19)與螺母(21)與腿部連接法蘭盤I緊固在一起，足式機器人足部機構的腿部連接法蘭盤(I)通過螺栓與機器人的腿部相連接。
【專利摘要】本發明一種大承載足式機器人足部機構屬于機器人技術領域，涉及一種具有良好減震性能和自復位性的大承載足式機器人足部機構。足式機器人足部機構采用截錐螺旋彈簧實現足部機構的減震和自復位功能，采用活塞滑動結構實現減震位移行程，實現了足部機構大承載、良好的減震和自復位性能要求。足部機構中，橡膠足底防滑墊粘結在足底板上，防止行進過程中發生打滑現象；彈簧座安裝在足底板的凹槽內，截錐螺旋彈簧安裝在彈簧座和軸承下墊圈之間；球頭桿安裝在足底板的圓弧槽內，兩者構成球副結構，球副之間為間隙配合。本發明實現了足部機構大承載、良好的減震和自復位性能要求，整體結構簡單，設計重心低，安全可靠。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN105015641
【申請號】CN201510401243
【發明人】王福吉, 李軍, 馬建偉, 尹宏俊, 賈振元, 周黎明
【申請人】大連理工大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月9日