本實用新型涉及機器人結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

人的腳趾主要用途是在人行走的時候?qū)Φ孛娴囊恍┚唧w情況進行調(diào)整和反饋，從而保證行走的平穩(wěn)性，而傳統(tǒng)的機器人腳底一般為平底，所以走路與人走路行為不同，較為怪異，而且一旦出現(xiàn)道路不平的情況，平腳底的機器人就無法作出修正，而發(fā)生傾倒。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，以期實現(xiàn)腳趾塊的多向運動。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，包括腳底板塊，所述腳底板塊前端通過若干萬向聯(lián)軸器連接有若干腳趾塊，在所述腳底板塊的后端通過擺動支座連接有起腿骨作用的立柱，所述立柱上安裝有萬向驅(qū)動器，所述萬向驅(qū)動器的驅(qū)動端上固定有一個驅(qū)動板，所述若干腳趾塊上一一對應(yīng)連接有若干連接桿，所述連接桿的下端通過第二萬向球頭結(jié)構(gòu)與所述腳趾塊轉(zhuǎn)動連接，所述連接桿上端通過第一萬向球頭結(jié)構(gòu)與所述驅(qū)動板轉(zhuǎn)動連接，通過所述萬向驅(qū)動器驅(qū)動所述驅(qū)動板擺動，從而推動各個連接桿，使得對應(yīng)的腳趾塊發(fā)生不同方向的擺動。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述萬向驅(qū)動器包括平行設(shè)置的定位盤和擺動盤,所述定位盤中部設(shè)置有一個中心步進電機，在所述定位盤周向環(huán)繞所述中心步進電機還設(shè)置有若干周向步進電機,所述中心步進電機和若干周向步進電機的輸出軸均與所述定位盤相垂直,所述周向步進電機的輸出軸上固定連接有一個螺套，在所述螺套上通過螺紋連接有一個螺桿，在所述螺桿的外端部設(shè)置有一個球頭；所述擺動盤上布置有與若干螺桿對應(yīng)的若干擺動座，所述擺動座通過第一軸承與擺動盤轉(zhuǎn)動連接，所述擺動座內(nèi)部設(shè)置有一個內(nèi)端開口的周向球形擺動空腔，所述球頭嵌入到對應(yīng)的周向球形擺動空腔中；在所述擺動盤的中部還設(shè)置有一個內(nèi)端開口的中心球形擺動空腔，所述中心步進電機的輸出軸外端部設(shè)置有一個嵌入到所述中心球形擺動空腔中的球塊；所述驅(qū)動板固定設(shè)置在所述擺動盤的外端。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述定位盤上還同軸固定連接有一個支撐盤，所述支撐盤位于所述定位盤和所述擺動盤之間，在所述支撐盤上設(shè)置有供若干螺套穿過的若干轉(zhuǎn)動孔，所述螺套與轉(zhuǎn)動孔之間轉(zhuǎn)動連接，在定位盤的中部還設(shè)置有一個供所述中心步進電機的輸出軸穿過的滑動孔，所述中心步進電機的輸出軸與所述滑動孔之間滑動連接。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述驅(qū)動板呈扇形，所述驅(qū)動板垂直于所述擺動板設(shè)置。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述連接桿為長度可調(diào)的螺桿組結(jié)構(gòu)，在所述螺桿組結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有一個防轉(zhuǎn)鎖緊螺母。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述中心步進電機的輸出軸的軸線與所述立柱的軸線之間的夾角為銳角。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述中心步進電機為直線步進電機，所述周向步進電機為旋轉(zhuǎn)式步進電機。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述萬向驅(qū)動器通過一個梯形墊塊與所述立柱連接，在所述立柱上設(shè)置有一個導(dǎo)軌，所述梯形墊塊能沿著所述導(dǎo)軌上下移動。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，所述腳趾塊底部設(shè)置有防滑墊。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型提供的一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，其在機器人的腳底板塊前端增加了若干腳趾塊，通過萬向驅(qū)動器實現(xiàn)對腳趾塊的驅(qū)動，發(fā)生不同方向的擺動，通過腳趾板的擺動，實現(xiàn)對腳底板塊與接觸地面之間接觸點的修正，有效防止機器人在行走時的傾覆，提高了機器人行走的穩(wěn)定性。此外，本實用新型通過一個萬向擺動機構(gòu)實現(xiàn)對若干腳趾塊的驅(qū)動，相比于每個腳趾設(shè)置一個單向驅(qū)動結(jié)構(gòu)，本實用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單易于維護，同時可以實現(xiàn)若干腳趾塊的多向運動，可動范圍更高，通過萬向驅(qū)動器的擺動、伸縮可以為機器人的腳底提供更大的修正范圍。

2、本實用新型提供的一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，其萬向驅(qū)動器通過一個中心步進電機和若干周向步進電機的配合，既可實現(xiàn)擺動盤的多向擺動，又可實現(xiàn)擺動盤的伸縮，能更好的驅(qū)動腳趾塊進行多向擺動。

3、本實用新型提供的一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，其支撐盤降低了各個電機輸出軸的徑向負載力，保證了各旋轉(zhuǎn)步進電機和直線步進電機的穩(wěn)定工作，降低了各個電機輸出軸變形的可能。

4、本實用新型提供的一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，其連接桿采用長度可調(diào)的螺桿組結(jié)構(gòu)，使得腳趾塊、驅(qū)動板、萬向驅(qū)動器可以做成標準化配件，具體安裝時，可以通過調(diào)整連接桿的長度來對整個聯(lián)動機構(gòu)進行調(diào)整。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2是本實用新型的驅(qū)動板和連接桿配合結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實用新型的萬向驅(qū)動器的局部剖視圖。

圖4是圖3的右視圖。

圖中標號：1、梯形墊塊；2、驅(qū)動板；3、立柱；4、腳底板塊；5、連接桿；6、萬向聯(lián)軸器；7、腳趾塊；8、支撐盤；9、定位盤；10、旋轉(zhuǎn)式步進電機；11、直線步進電機；12、螺套；13、螺桿；14、球頭；15、球塊；16、擺動盤；17、擺動支座；18、第一萬向球頭結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

參見圖1至圖2，本實施例提供了一種腳趾可動型機器人腳結(jié)構(gòu)，包括腳底板塊4，腳底板塊4前端通過若干萬向聯(lián)軸器6連接有若干腳趾塊7，腳趾塊7底部設(shè)置有防滑墊，在腳底板塊4的后端通過擺動支座17連接有起腿骨作用的立柱3，立柱3上安裝有萬向驅(qū)動器，萬向驅(qū)動器的驅(qū)動端上固定有一個驅(qū)動板2，若干腳趾塊7上一一對應(yīng)連接有若干連接桿5，連接桿5的下端通過第二萬向球頭結(jié)構(gòu)與腳趾塊7轉(zhuǎn)動連接，連接桿5上端通過第一萬向球頭結(jié)構(gòu)18與驅(qū)動板2轉(zhuǎn)動連接，通過萬向驅(qū)動器驅(qū)動驅(qū)動板2擺動，從而推動各個連接桿5，使得對應(yīng)的腳趾塊7發(fā)生不同方向的擺動。其中連接桿5為長度可調(diào)的螺桿組結(jié)構(gòu)，在螺桿組結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有一個防轉(zhuǎn)鎖緊螺母。萬向驅(qū)動器通過一個梯形墊塊1與立柱3連接，在立柱3上設(shè)置有一個導(dǎo)軌，梯形墊塊1能沿著導(dǎo)軌上下移動。

同時參見圖3和圖4，該萬向驅(qū)動器包括平行設(shè)置的定位盤9和擺動盤16,定位盤9中部設(shè)置有一個中心步進電機，在定位盤9周向環(huán)繞中心步進電機還設(shè)置有若干周向步進電機,中心步進電機和若干周向步進電機的輸出軸均與定位盤9相垂直,中心步進電機采用直線步進電機11，周向步進電機采用旋轉(zhuǎn)式步進電機10。周向步進電機的輸出軸上固定連接有一個螺套12，在螺套12上通過螺紋連接有一個螺桿13，在螺桿13的外端部設(shè)置有一個球頭14；擺動盤16上布置有與若干螺桿13對應(yīng)的若干擺動座，擺動座通過第一軸承與擺動盤16轉(zhuǎn)動連接，擺動座內(nèi)部設(shè)置有一個內(nèi)端開口的周向球形擺動空腔，球頭14嵌入到對應(yīng)的周向球形擺動空腔中；在擺動盤16的中部還設(shè)置有一個內(nèi)端開口的中心球形擺動空腔，中心步進電機的輸出軸外端部設(shè)置有一個嵌入到中心球形擺動空腔中的球塊15；驅(qū)動板2呈扇形，驅(qū)動板2垂直固定設(shè)置在擺動盤16的外端。萬向驅(qū)動器安裝后，中心步進電機的輸出軸的軸線與立柱3的軸線之間的夾角為銳角。

具體設(shè)置時，定位盤9上還同軸固定連接有一個支撐盤8，支撐盤8位于定位盤9和擺動盤16之間，在支撐盤8上設(shè)置有供若干螺套12穿過的若干轉(zhuǎn)動孔，螺套12與轉(zhuǎn)動孔之間轉(zhuǎn)動連接，在定位盤9的中部還設(shè)置有一個供中心步進電機的輸出軸穿過的滑動孔，中心步進電機的輸出軸與滑動孔之間滑動連接。

本實施例的工作原理如下：

使用時，當需要擺動盤16整體伸縮時，啟動中心的直線步進電機11，使得直線步進電機11的輸出軸伸長，同時外圍的旋轉(zhuǎn)式步進電機10也通過旋轉(zhuǎn)帶動螺套12旋轉(zhuǎn)，進而帶動螺桿13作直線運動，使得整個擺動盤16發(fā)生定位移動，移動完成后就實現(xiàn)了對擺動盤16相對定位盤9的距離的調(diào)整，即實現(xiàn)擺動盤16的整體伸縮，從而可根據(jù)實際需要調(diào)整擺動盤16的位置。

當需要擺動盤16擺動時，關(guān)閉直線步進電機11的驅(qū)動電路，啟動旋轉(zhuǎn)式步進電機10，螺套12在旋轉(zhuǎn)式步進電機10的推動下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得螺桿13與螺套12之間通過螺紋發(fā)生相對位移，通過一部分螺桿13伸長，另一部分螺桿13縮短，就可以實現(xiàn)擺動盤16的定位擺動，進而帶動驅(qū)動板2發(fā)生擺動，通過驅(qū)動板2推動連接桿5，通過不同的連接桿5帶動相應(yīng)的腳趾塊7進行擺動。通過腳趾板的擺動，實現(xiàn)對腳底板塊4與接觸地面之間接觸點的修正，有效防止機器人在行走時的傾覆，提高了機器人行走的穩(wěn)定性。

調(diào)整時，萬向驅(qū)動器與立柱3之間通過一個梯形墊塊1固定連接，在立柱3上設(shè)置有一個導(dǎo)軌，梯形墊塊1與導(dǎo)軌之間滑動連接，安裝時通過梯形墊塊1在導(dǎo)軌上的移動可調(diào)整萬向驅(qū)動器的相對位置，同時調(diào)整連接桿5，使得腳趾塊7在靜止狀態(tài)下保持與腳底板塊4的水平；這樣就可以實現(xiàn)對整個支撐三角尺寸的調(diào)整，三角尺寸越大、其調(diào)整的精度越低，通過本結(jié)構(gòu)可以在三角形的尺寸、穩(wěn)定性之間設(shè)定一個平衡點。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。