一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，包括接口外殼、腳部安裝板、插接機(jī)構(gòu)與腳部機(jī)構(gòu)；其中，接口外殼內(nèi)部具有連接塊；連接塊內(nèi)部豎直方向具有插接孔；所述腳部安裝板頂面具有插接軸，底面用來安裝腳步機(jī)構(gòu)。插接軸伸入插接孔中，通過兩套插接機(jī)構(gòu)由接口外殼兩側(cè)依次穿過連接塊后使端部位于插接軸內(nèi)，實(shí)現(xiàn)接口外殼與腳部安裝板間的定位，且通過拉動插接機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接口外殼與腳步安裝板間的拆卸；所述腳部機(jī)構(gòu)采用仿羊足設(shè)計，分別通過兩條支鏈連接左蹄瓣、右蹄瓣；每條支鏈安裝有緩沖儲能彈簧，實(shí)現(xiàn)減振儲能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：可實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)與機(jī)器人腿部間的快速更換；適合腿式、輪腿式機(jī)器人在野外復(fù)雜地面行走。
【專利說明】一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域，具體來說，是一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]移動機(jī)器人可分為輪式機(jī)器人、腿式機(jī)器人和輪腿機(jī)器人。腿式機(jī)器人相對于輪式機(jī)器人，可以采用不同步態(tài)，可以適應(yīng)復(fù)雜地面環(huán)境。其中，腿式機(jī)器人與地面接觸、支撐固定本體是通過其足部來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)腿式機(jī)器人足部一般為球面足、平面足或是柱面足。此類足部結(jié)構(gòu)與功能簡單，可以滿足平整地面行走需要，但無法較好的適應(yīng)復(fù)雜野外地面環(huán)境，如傳統(tǒng)機(jī)械足在泥地、軟土地行走時，會產(chǎn)生下陷過深、支撐點(diǎn)打滑、推動力不足、出足困難等現(xiàn)象，在堅(jiān)硬地面行走時，又會產(chǎn)生沖擊振動，增加能耗和控制難度，降低穩(wěn)定性。目前國內(nèi)外對適應(yīng)野外地面環(huán)境的機(jī)械足研究甚少，不能滿足腿式機(jī)器人在復(fù)雜地面環(huán)境中行走的需求，需要進(jìn)一步發(fā)掘研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對傳統(tǒng)機(jī)械足在野外地面行走困難的問題，提出了一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，適合腿式、輪腿式機(jī)器人在野外復(fù)雜地面行走。
[0004]一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:包括接口外殼、腳部安裝板、插接機(jī)構(gòu)與腳部機(jī)構(gòu)。其中，接口外殼為框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有連接塊；連接塊內(nèi)部豎直方向具有插接孔；連接塊左右兩側(cè)對稱位置分別具有一個與插接孔連通的定位通孔A。
[0005]所述腳部安裝板頂面具有插接軸，插接軸上開有貫通插接軸周向?qū)ΨQ位置的定位通孔B ;插接軸伸入接口外殼中連接塊上的插接孔中，使插接軸上的定位通孔B與連接塊上的定位通孔A同軸設(shè)置。
[0006]所述插接機(jī)構(gòu)為兩套，均由預(yù)緊彈簧、拉脫螺釘與插銷螺母構(gòu)成；兩套插接機(jī)構(gòu)中的拉脫螺釘分別穿過接口外殼左側(cè)面與右側(cè)面，使末端的螺帽與接口外殼側(cè)面間配合定位。拉脫螺釘?shù)牧硪欢税惭b有插銷螺母；插銷螺母的端面上具有插銷，插銷伸入接口外殼中連接塊上的定位通孔A后，使端部位于腳部安裝板中插接軸上的定位通孔B內(nèi)。上述拉脫螺釘上空套有預(yù)緊彈簧。
[0007]通過上述結(jié)構(gòu)，在腳部機(jī)構(gòu)需要更換時，通過向外拉動兩個拉脫螺釘，使預(yù)緊彈簧壓縮，進(jìn)而可將插銷螺母上的插銷拔出插接軸上的定位通孔B，位于接口外殼的連接塊上定位通孔A內(nèi)；實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)的拆卸。當(dāng)安裝新的腳部機(jī)構(gòu)時，將腳部安裝板上的插接軸通過導(dǎo)向鍵與鍵槽間的配合，插入接口外殼中連接塊上的插接孔中；實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)與接口外殼間的快速安裝。
[0008]所述腳部機(jī)構(gòu)采用仿羊足設(shè)計，包括左支鏈組件、右支鏈組件、左蹄瓣、右蹄瓣與緩沖減振彈簧。其中，左支鏈組件與右支鏈組件分別安裝在腳部安裝板底面左右對稱位置，結(jié)構(gòu)相同，均包括連接筒與連接桿；其中，連接筒頂端通過鉸鏈結(jié)構(gòu)與腳部安裝板底面鉸接，使連接筒實(shí)現(xiàn)左右擺動；連接桿與連接筒間同軸滑動連接；連接桿一端作為限位端位于連接筒內(nèi)部，通過周向上的軸肩與連接筒間限位；左支鏈組件與右支鏈組件中的連接桿另一端分別連接左蹄瓣與右蹄瓣；左蹄瓣與右蹄瓣跟部間通過豎直鉸接軸鉸接；左蹄瓣與右蹄瓣頂部為向外傾斜的平面；左蹄瓣與右蹄瓣的頂面分別與左支鏈組件、右支鏈組件中的連接桿固連，垂直于連接桿軸線。左支鏈組件與右支鏈組件中連接筒內(nèi)部各設(shè)置有一個緩沖減振彈簧，作為內(nèi)部緩沖減振彈簧通過緩沖減振彈簧減振儲能，腳部機(jī)構(gòu)觸地時，腳部安裝板下降，彈簧壓縮儲能；腳部機(jī)構(gòu)離地時，彈簧回彈，釋放能量；具有側(cè)向自由度，左右支鏈偏載時，腳部安裝板可傾斜適應(yīng)地面環(huán)境。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0010]1、本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，可實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)與機(jī)器人腿部間的快速更換，更換時無需拆裝螺紋連接；
[0011]2、本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，腳部機(jī)構(gòu)仿羊蹄設(shè)計，具有典型偶蹄動物腳部的特點(diǎn)；蹄瓣前端較尖，便于蹄瓣穩(wěn)定入土著地，減小了因滑動而產(chǎn)生的較大推力；當(dāng)腳部機(jī)構(gòu)入土后，左右蹄瓣張開，泥土嵌入蹄瓣縫中，增大了摩擦力，防止腳掌下陷；左右蹄瓣張開一定角度后停止并加緊其間的泥土，增大摩擦，起到固土作用，進(jìn)一步防止腳掌下陷；當(dāng)腳部機(jī)構(gòu)離地出土?xí)r，蹄瓣后部先抬起，前部后出土，左右蹄瓣間夾角歸零，左右蹄瓣收攏排土恢復(fù)初始狀態(tài)； [0012]3、本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，具有緩沖減振彈簧，能夠在腳部機(jī)構(gòu)觸地下降時，減振儲能；腳部機(jī)構(gòu)離地時，彈簧回彈，釋放能量；腳部機(jī)構(gòu)有兩個彈簧安裝位置，可根據(jù)需要選擇安裝彈簧；外部彈簧安裝位置可以調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力；
[0013]4、本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，腳部機(jī)構(gòu)為兩自由度空間單環(huán)機(jī)構(gòu)，整合了踝關(guān)節(jié)側(cè)向自由度、蹄瓣張開自由度和緩沖減振結(jié)構(gòu)，通過左右支鏈的緩沖減振彈簧限制其自由度，形成具有兩個被動自由度的欠驅(qū)動機(jī)械足，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；
[0014]5、本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，具有側(cè)向自由度，腳步安裝板可以左右傾斜適應(yīng)傾斜地形，增加了機(jī)器人的行走穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置整體結(jié)構(gòu)正視剖視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置中左蹄瓣與右蹄瓣底面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置中腳部機(jī)構(gòu)受到側(cè)向力或者機(jī)器人通過崎嶇不平的地面時姿態(tài)示意圖。
[0019]圖中:
[0020]1-接口外殼2-腳部安裝板3-插接機(jī)構(gòu)4-腳部機(jī)構(gòu)
[0021]101-連接塊102-插接孔103-定位通孔A201-插接軸
[0022]202-定位通孔B 301-預(yù)緊彈簧302-拉脫螺釘303-插銷螺母
[0023]304-插銷401-左支鏈組件 402-右支鏈組件403-左蹄瓣
[0024]404-右蹄瓣405-緩沖減振彈簧 406-連接筒407-連接桿
[0025]408-鉸鏈結(jié)構(gòu)409-鉸接軸410-缺口411-調(diào)節(jié)螺母【具體實(shí)施方式】
[0026]一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，包括接口外殼1、腳部安裝板2、插接機(jī)構(gòu)3與腳部機(jī)構(gòu)4，如圖1所示。其中，接口外殼I上端用來與機(jī)器人腿部連接，下端連接腳部安裝板2 ;腳部安裝板2下表面用來安裝腳部機(jī)構(gòu)4。上述接口外殼I與腳部安裝板2間通過插接機(jī)構(gòu)3實(shí)現(xiàn)與腳部安裝板2間的相對定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)4與接口外殼I間的相對定位；且插接機(jī)構(gòu)3與接口外殼I和腳部安裝板2間不具有固定連接，可實(shí)現(xiàn)接口外殼I與腳部安裝板2間的快速拆卸與安裝，便于機(jī)器人在不同地貌環(huán)境下更換不同的腳部機(jī)構(gòu)4 ;且機(jī)器人在野外復(fù)雜環(huán)境下作業(yè)造成腳部機(jī)構(gòu)4受損時，也能進(jìn)行快速更換，不影響機(jī)器人正常作業(yè)。
[0027]上述接口外殼I為矩形框架結(jié)構(gòu)，上表面開有安裝孔，用來安裝機(jī)器人腿部。接口外殼I內(nèi)部中心位置設(shè)計有一體結(jié)構(gòu)的長方體連接塊101，連接塊101上下兩端分別與接口外殼I上、下表面相接，且連接塊101豎直中軸線與接口外殼I上下方向軸線重合，同時保證接口外殼I上下方向軸線兩側(cè)的結(jié)構(gòu)相互對稱。所述連接塊101內(nèi)部豎直方向具有插接孔102，如圖2所示，插接孔102貫通接口外殼I上、下表面，且插接孔102的軸線與接口外殼I上下方向軸線重合；插接孔102用來安裝腳部安裝板2。上述連接塊101左右兩側(cè)對稱位置分別具有一個定位通孔A103 ;定位通孔A103的軸線與接口外殼I左右方向軸線重合，且定位通孔A103與插接孔102連通；定位通孔A103用來安裝設(shè)置插接機(jī)構(gòu)3。
[0028]所述腳部安裝板2頂面中心位置同軸設(shè)計有插接軸201。插接軸201上開有貫通插接軸201周向?qū)ΨQ位置的定位通孔B202，且定位通孔B202的軸線與腳部機(jī)構(gòu)安裝板2左右方向軸線平行。上述插接軸201伸入接口外殼I中連接塊101上的插接孔102中，腳部安裝板2頂面與接口外殼I底面貼合，同時使插接軸201上的定位通孔B與連接塊101上的定位通孔A103同軸設(shè)置。本發(fā)明中還將上述插接軸201的端部倒圓角。
[0029]本發(fā)明中在插接軸201外壁周向上沿插接軸201軸向設(shè)計有導(dǎo)向鍵；同時在接口外殼I中連接塊101上的插接孔102內(nèi)壁上沿插接孔102軸向開有鍵槽；由此，在插接軸201伸入插接孔102時，使鍵槽與導(dǎo)向鍵配合，實(shí)現(xiàn)腳部安裝板2與接口外殼I間的周向定位，保證了在插接軸201伸入插接孔102后，插接軸201上的定位通孔B202與定位通孔A103間的同軸；而腳部安裝板2與接口外殼I間的軸向定位，通過插接機(jī)構(gòu)3實(shí)現(xiàn)。所述插接機(jī)構(gòu)3為兩套，均由預(yù)緊彈簧301、拉脫螺釘302與插銷螺母303構(gòu)成。兩套插接機(jī)構(gòu)3中的拉脫螺釘302分別穿過接口外殼I左側(cè)面與右側(cè)面，使末端的螺帽與接口外殼I側(cè)面間貼合，實(shí)現(xiàn)拉脫螺釘302向接口外殼I中心位置移動的限位。拉脫螺釘302的另一端同軸螺紋固連有插銷螺母303，且通過拉脫螺釘302外壁上設(shè)計的臺肩配合定位。插銷螺母303的端面上同軸設(shè)計有插銷304，插銷304端部設(shè)計為半球型，伸入接口外殼I中連接塊101上的定位通孔A103后,使端部位于腳部安裝板2中插接軸201上的定位通孔B202內(nèi)。同時,在拉脫螺釘302上空套有預(yù)緊彈簧301，防止插銷螺母303上的插銷304與插接軸201上的定位通孔B202松脫；預(yù)緊彈簧301的兩端分別與接口外殼I側(cè)壁和插銷螺母303端面配合，通過預(yù)緊彈簧301的彈力，可使插銷304在無外力作用下始終位于插接軸201上的定位通孔B202內(nèi)，實(shí)現(xiàn)腳部安裝板2與接口外殼I間的軸向定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)4與接口外殼I間的軸向定位，由此，通過兩套插接機(jī)構(gòu)3可使腳部安裝板2與接口外殼I牢固定位，進(jìn)而使腳部機(jī)構(gòu)4與機(jī)器人腿部相連。在腳部機(jī)構(gòu)4需要更換時，通過向外拉動兩個拉脫螺釘302，使預(yù)緊彈簧301壓縮，進(jìn)而可將插銷螺母303上的插銷304拔出插接軸201上的定位通孔B202，位于接口外殼I的連接塊101上定位通孔A103內(nèi)，且當(dāng)預(yù)緊彈簧301壓縮至極限時，插銷304仍位于定位通孔A103內(nèi)；由此，使腳部安裝板2與接口外殼I間的軸向限位解除，即可實(shí)現(xiàn)腳部安裝板2與接口外殼I間的脫離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)4的拆卸。當(dāng)安裝新的腳部機(jī)構(gòu)4時，將腳部安裝板2上的插接軸201通過導(dǎo)向鍵與鍵槽間的配合，插入接口外殼I中連接塊101上的插接孔102中；上述過程中，由于插銷螺母303上的插銷304端部為半球面，腳部安裝板2上的插接軸201端部倒圓角，因此插接軸201運(yùn)動過程中，插銷304與插接軸201端部半球面接觸，不會影響插接軸201在插接孔102內(nèi)的運(yùn)動；并且插接軸201推動插銷304，使預(yù)緊彈簧301壓縮，直至腳部安裝板2頂面與接口外殼I底面貼合時，插銷螺母303上的插銷304剛好位于插接軸201上的定位通孔B202處，此時預(yù)緊彈簧301回彈，使插銷304伸入插接軸201上的定位通孔B202內(nèi)，實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)4與接口外殼I間的快速安裝。通過上述連接方式，當(dāng)腳部機(jī)構(gòu)4接觸地面時，腳部安裝板2和接口外殼I的貼合面承受壓力，腳部安裝板2上的插接軸201與插接機(jī)構(gòu)3中插銷螺母303上的插銷304不承受力或只承受很少的力，由此可防止插接機(jī)構(gòu)3受擠壓造成腳部機(jī)構(gòu)4更換困難。上述插接機(jī)構(gòu)3中，可在拉脫螺釘302末端端部開孔，穿入鋼絲繩，便于拉開拉脫螺釘，快速更換腳部機(jī)構(gòu)4。
[0030]本發(fā)明中腳部機(jī)構(gòu)4采用仿羊足設(shè)計，具有典型偶蹄動物腳部的特點(diǎn)，包括左支鏈組件401、右支鏈組件402、左蹄瓣403、右蹄瓣404與緩沖減振彈簧405。其中，左支鏈組件401與右支鏈組件402分別安裝腳部安裝板2底面左右對稱位置。左支鏈組件401與右支鏈組件402結(jié)構(gòu)相同，均包括連接筒406與連接桿407。其中，連接筒406為兩端封閉的筒狀結(jié)構(gòu)；連接筒406頂端通過鉸鏈結(jié)構(gòu)408與腳部安裝板2底面鉸接，使連接筒406實(shí)現(xiàn)左右擺動。連接桿407與連接筒406同軸設(shè)置，且穿過連接筒406下端的通孔，實(shí)現(xiàn)沿連接筒406軸向滑動，并實(shí)現(xiàn)周向自由轉(zhuǎn)動。連接桿407 —端作為限位端位于連接筒406內(nèi)部，周向具有軸肩，通過軸肩與連接筒406底面配合，實(shí)現(xiàn)連接桿407向下滑動的限位。本發(fā)明中為了便于左支鏈組件401與右支鏈組件402的安裝，將其中的連接筒406設(shè)計為由上部連接筒與下部連接筒構(gòu)成的分體式結(jié)構(gòu)，上部連接筒底端與下部連接筒頂端間螺紋連接，且通過下部連接筒側(cè)壁周向上設(shè)計的軸肩實(shí)現(xiàn)軸向限位。
[0031]上述左支鏈組件401與右支鏈組件402中的連接桿407另一端分別連接左蹄瓣403與右蹄瓣404。左蹄瓣403與右蹄瓣404采用仿羊蹄蹄瓣形狀，跟部間通過豎直鉸接軸409鉸接，使左蹄瓣403與右蹄瓣404間可水平張開與合并。左蹄瓣403與右蹄瓣404頂部根據(jù)本發(fā)明中腳部機(jī)構(gòu)4的運(yùn)動方式，設(shè)計為向外傾斜的平面，而底部則為水平平面，側(cè)面為曲面。左蹄瓣403與右蹄瓣404的頂面分別與左支鏈組件401、右支鏈組件402中的連接桿407螺紋固連，垂直于連接桿407軸線。左蹄瓣403與右蹄瓣404底面內(nèi)側(cè)邊緣位置開有缺口 410，如圖3所示，可使腳步機(jī)構(gòu)4中左蹄瓣403與右蹄瓣404在觸地后張開，使泥土可嵌入缺口 410中，實(shí)現(xiàn)固土功能，可增加左蹄瓣403、右蹄瓣404與地面間的摩擦力，防止下陷；當(dāng)左蹄瓣403與右蹄瓣404離地后，可實(shí)現(xiàn)收攏排土。本發(fā)明中左蹄瓣403與右蹄瓣404頂部還設(shè)計有凸臺，分別用來限制左支鏈組件401與右支鏈組件402中連接筒406的下降位移。
[0032]左支鏈組件401與右支鏈組件402上均安裝有緩沖減振彈簧405 ;緩沖減振彈簧405同軸設(shè)置在連接筒406內(nèi)部，由連接筒406進(jìn)行保護(hù)。緩沖減振彈簧405的兩端分別與連接筒406內(nèi)壁頂面與連接桿407限位端端面接觸；且兩端還分別通過連接筒406內(nèi)壁頂面與連接桿407限位端端面上設(shè)計的突起限位臺實(shí)現(xiàn)緩沖減振彈簧405的徑向定位。通過緩沖減振彈簧405限制連接桿407的滑動位移，實(shí)現(xiàn)腳部機(jī)構(gòu)4的運(yùn)動限位，且當(dāng)腳部機(jī)構(gòu)4中左蹄瓣403與右蹄瓣404觸地時，腳部安裝板2位置下降，通過緩沖減振彈簧405壓縮儲能；當(dāng)腳部機(jī)構(gòu)4中左蹄瓣403與右蹄瓣404離地時，緩沖減振彈簧405回彈，釋放能量，使腳部機(jī)構(gòu)4回到初始狀態(tài)。當(dāng)左支鏈組件401或右支鏈組件402中連接筒406底端與左蹄瓣401或右蹄瓣402上的凸臺貼合承力時，腳部安裝板2到達(dá)最低位置，此時，緩沖減振彈簧405被壓縮到極限，儲藏的能量最大。
[0033]上述結(jié)構(gòu)腳部機(jī)構(gòu)4還具有側(cè)向自由度，當(dāng)腳部機(jī)構(gòu)4受到側(cè)向力或者機(jī)器人通過崎嶇不平的地面時，則左支鏈組件401與右支鏈組件402下降位移不同，從而使腳部安裝板2側(cè)向傾斜，保證左蹄瓣403與右蹄瓣404和地面的接觸面積，使腳部安裝板2傾斜適應(yīng)地面環(huán)境，如圖4所示?？梢?，本發(fā)明中腳部機(jī)構(gòu)4為兩自由度空間單環(huán)機(jī)構(gòu)，整合了踝關(guān)節(jié)的側(cè)向自由度、蹄瓣的張開自由度，且通過緩沖減振彈簧405對各自由度進(jìn)行限制，形成兩個被動自由度欠驅(qū)動機(jī)械足。
[0034]本發(fā)明中左支鏈組件401與右支鏈組件402上的緩沖減振彈簧405還可空套在連接桿407上，一端與連接筒406外壁上套接的調(diào)節(jié)螺母411接觸；調(diào)節(jié)螺母411在連接筒406外壁上軸向位置可調(diào)。緩沖減振彈簧405的另一端分別與左蹄瓣403、右蹄瓣404頂面接觸。且本發(fā)明中還可同時在左支鏈組件401與右支鏈組件402的連接筒406內(nèi)與連接桿407上同時安裝緩沖減振彈簧405。由此，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇緩沖減振彈簧405的安裝方式。在左支鏈組件401與右支鏈組件402中，若一個緩沖減振彈簧405便可以滿足緩沖減振的需求，則可僅在連接筒406內(nèi)或連接桿407外安裝緩沖減振彈簧405 ;若機(jī)器人重載時，僅通過一個緩沖減振彈簧405無法達(dá)到預(yù)期減振能力時，則可在連接筒內(nèi)406與連接桿407外同時安裝一個緩沖減振彈簧405，且在連接桿407上安裝的緩沖減振彈簧405外部附加保護(hù)皮。
[0035]本發(fā)明模塊化仿羊足機(jī)械足裝置的工作過程為三種:
[0036]1、初始狀態(tài)；
[0037]初始狀態(tài)緩沖減振彈簧405處于最大長度，左支鏈組件401與右支鏈組件402長度相同，左蹄瓣403與右蹄瓣404底面和腳步安裝板2平行，左蹄瓣403與右蹄瓣404未接觸地面。
[0038]2、觸地過程；
[0039]在腳部機(jī)構(gòu)的左蹄瓣403與右蹄瓣404，腳部安裝板2下降，左支鏈組件401與右支鏈組件402長度縮短，緩沖減振彈簧405壓縮減振儲能，同時左蹄瓣403與右蹄瓣404張開，直至左支鏈組件401與右支鏈組件402長度最短，緩沖減振彈簧405壓縮最大，腳部安裝板2到達(dá)最低位置。腳部機(jī)構(gòu)4受到到側(cè)向力或者通過崎嶇不平的地面時，左支鏈組件401與右支鏈組件402下降位移不同，從而使腳部安裝板2側(cè)向傾斜，保證腳掌和地面的接觸面積。
[0040]3、離地過程；
[0041]當(dāng)腳步機(jī)構(gòu)4準(zhǔn)備離開地面時，腳部安裝板2上升，左支鏈組件401與右支鏈組件402長度伸長，緩沖減振彈簧405儲存的能量釋放，左蹄瓣403與右蹄瓣404逐漸閉合，直至離開地面，恢復(fù)初始狀態(tài)。左蹄瓣403與右蹄瓣404的仿羊蹄曲面外形設(shè)計，其入土阻力和出土阻力很小。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:包括接口外殼、腳部安裝板、插接機(jī)構(gòu)與腳部機(jī)構(gòu)；其中，接口外殼為框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有連接塊；連接塊內(nèi)部豎直方向具有插接孔；連接塊左右兩側(cè)對稱位置分別具有一個與插接孔連通的定位通孔A ; 所述腳部安裝板頂面具有插接軸，插接軸上開有貫通插接軸周向?qū)ΨQ位置的定位通孔B;插接軸伸入接口外殼中連接塊上的插接孔中，使插接軸上的定位通孔B與連接塊上的定位通孔A同軸設(shè)置； 所述插接機(jī)構(gòu)為兩套，均由預(yù)緊彈簧、拉脫螺釘與插銷螺母構(gòu)成；兩套插接機(jī)構(gòu)中的拉脫螺釘分別穿過接口外殼左側(cè)面與右側(cè)面，使末端的螺帽與接口外殼側(cè)面間配合定位；拉脫螺釘?shù)牧硪欢税惭b有插銷螺母；插銷螺母的端面上具有插銷，插銷伸入接口外殼中連接塊上的定位通孔A后，使端部位于腳部安裝板中插接軸上的定位通孔B內(nèi)；上述拉脫螺釘上空套有預(yù)緊彈簧； 所述腳部機(jī)構(gòu)采用仿羊足設(shè)計，包括左支鏈組件、右支鏈組件、左蹄瓣、右蹄瓣與緩沖減振彈簧；其中，左支鏈組件與右支鏈組件分別安裝腳部安裝板底面左右對稱位置；左支鏈組件與右支鏈組件結(jié)構(gòu)相同，均包括連接筒與連接桿；其中，連接筒頂端通過鉸鏈結(jié)構(gòu)與腳部安裝板底面鉸接，使連接筒實(shí)現(xiàn)左右擺動；連接桿與連接筒間同軸滑動連接；連接桿一端作為限位端位于連接筒內(nèi)部，通過周向上的軸肩與連接筒間限位；左支鏈組件與右支鏈組件中的連接桿另一端分別連接左蹄瓣與右蹄瓣；左蹄瓣與右蹄瓣跟部間通過豎直鉸接軸鉸接；左蹄瓣與右蹄瓣頂部為向外傾斜的平面；左蹄瓣與右蹄瓣的頂面分別與左支鏈組件、右支鏈組件中的連接桿固連，垂直于連接桿軸線；左支鏈組件與右支鏈組件中連接筒內(nèi)部各設(shè)置有一個緩沖減振彈簧，作為內(nèi)部緩沖減振彈簧。
2.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述接口外殼上下方向軸線兩側(cè)的結(jié)構(gòu)相互對稱。
3.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述腳部安裝板頂面與接口外殼底面貼合。
4.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述插接軸端部倒圓角，插銷的端部為半球型。
5.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述插接軸外壁周向上沿插接軸軸向設(shè)計有導(dǎo)向鍵；同時在接口外殼中連接塊上的插接孔內(nèi)壁上沿插接孔軸向開有鍵槽；在插接軸伸入插接孔時，使鍵槽與導(dǎo)向鍵配合，實(shí)現(xiàn)腳部安裝板與接口外殼間的周向定位，保證在插接軸伸入插接孔后，插接軸上的定位通孔B與定位通孔A間的同軸。
6.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述左蹄瓣與右蹄瓣底面內(nèi)側(cè)邊緣位置開有缺口。
7.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述左蹄瓣與右蹄瓣頂部還具有凸臺，分別用來限制左支鏈組件與右支鏈組件中連接筒的下降位移。
8.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述緩沖減振彈簧兩端還分別通過連接筒內(nèi)壁頂面與連接桿限位端端面上設(shè)計的突起限位臺實(shí)現(xiàn)徑向定位。
9.如權(quán)利要求1所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:緩沖減振彈簧空套在左支鏈組件與右支鏈組件上的連接桿上，作為外部緩沖減振彈簧，一端分別與左支鏈組件與右支鏈組件的連接筒外壁上套接的調(diào)節(jié)螺母接觸；另一端分別與左蹄瓣、右蹄瓣頂面接觸。
10.如權(quán)利要求1或9所述一種模塊化仿羊足機(jī)械足裝置，其特征在于:所述左支鏈組件與右支鏈組件中可具有內(nèi)部緩沖減振彈簧，或外部緩沖減振彈簧，或同時具有內(nèi)部緩沖減振彈簧與外部緩沖減振彈簧。
【文檔編號】B62D57/032GK103802908SQ201410056686
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】丁希侖, 張群, 徐坤 申請人:北京航空航天大學(xué)