一种机器脚组件及具有其的机器人的制作方法

1.本实用新型涉及仿生机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器脚组件及具有其的机器人。


背景技术：

2.随着工业自动化和人工智能技术的发展，不同种类及用途的机器人越来越多。其中，能够自由站立行走的机器狗成为一研究热点。但是，现有机器狗的脚部仅仅具有触地行走功能，无法协助完成更加复杂的动作，例如持钥匙开门、捡拾小物件等，因此无法满足更多场景的需要。


技术实现要素：

3.为在一定程度上解决上述技术问题的至少一个方面，本实用新型提供一种机器脚组件，包括脚本体和趾关节组件，所述脚本体适于连接机器人的四肢关节，所述脚本体设有安装槽，所述趾关节组件活动设置在所述安装槽内；所述趾关节组件相对于所述安装槽至少具有第一位置和第二位置，当所述趾关节组件位于所述第一位置时，所述趾关节组件隐藏在所述安装槽内，当所述趾关节组件位于所述第二位置的时候，所述趾关节组件的至少部分伸出所述安装槽外。
4.可选地，所述机器脚组件还包括连接组件，所述连接组件设置在所述安装槽内，所述连接组件包括承载部和驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述脚本体连接，所述承载部与所述驱动齿轮啮合连接，所述趾关节组件设置在所述承载部上。
5.可选地，所述趾关节组件包括至少两个夹趾，所述夹趾与所述承载部转动连接。
6.可选地，所述机器脚组件还包括驱动电机，所述驱动电机设置在所述承载部上，所述趾关节组件还包括第一连接杆和第二连接杆，所述夹趾包括相互连接的夹持部和连接部，所述第一连接杆的一端与所述驱动电机驱动连接，所述第一连接杆的另一端与所述连接部转动连接，所述第二连接杆的一端与所述承载部转动连接，所述第二连接杆的另一端与所述连接部转动连接。
7.可选地，所述夹趾还包括触垫，所述触垫设置在所述夹持部上。
8.可选地，所述机器脚组件还包括力传感器，所述力传感器设置在所述夹趾上。
9.可选地，所述夹持部和所述连接部之间具有夹角α，90
°
≤α≤135
°
。
10.可选地，所述承载部为u型结构，所述u型结构的两个臂沿所述趾关节组件的移动方向延伸，其中一个臂与所述驱动齿轮啮合连接，另一个臂上设有限位孔，所述安装槽内设有限位销，所述限位销位于所述限位孔内。
11.可选地，所述机器脚组件还包括图像采集装置，所述图像采集装置设置在所述脚本体的安装槽的槽口位置。
12.本实用新型还提供一种机器人，所述机器人包括关节臂和上述任一项所述的机器脚组件，所述机器脚组件与所述关节臂转动连接。
13.本实用新型的机器脚组件可用于机器狗及与之类似的仿生机器人。与现有技术中的机器狗的机器脚相比，本实用新型的机器脚组件由于设置了伸缩的趾关节组件，因此机器脚组件不仅可以作为触地结构，还具有夹持功能。当机器狗正常行走时，趾关节组件位于安装槽内，保障趾关节组件不与地面碰触，当需要机器狗完成特定功能，例如抓取小物件、扳动特定开关时，趾关节组件伸出至安装槽外，进行相应操作。趾关节组件由驱动齿轮和驱动电机控制其伸缩位置及夹持开合度，有利于对趾关节的位置精确控制，为机器脚组实现更多功能指明了方向。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例的机器脚组件的外部结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例的机器脚组件的纵向剖面示意图；
16.图3为图1中a处的局部放大图；
17.图4为本实用新型实施例的机器脚组件的内部结构示意图；
18.附图标记说明：
19.1-脚本体；11-安装槽；2-趾关节组件；21-夹趾；211-连接部；212-夹持部；213-触垫；23-第一连接杆；24-第二连接杆；3-连接组件；31-承载部； 32-驱动齿轮；4-驱动电机；5-关节臂；51-过线孔；6-图像采集装置。
具体实施方式
20.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。通过参考下面的详细描述，可以容易地理解各种实施例，应理解各种实施例不限于所公开的具体结构和/ 或方法，除非另有规定，任何基于本实用新型发明构思的更改也将落入本实用新型的保护范围。还应理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定的方面，而不是限制性的。
21.若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
22.如图1-图4所示，本实用新型实施例提供一种机器脚组件，该机器脚组件可用于行走的机器狗或者类似具有行走功能的仿生机器人。本实用新型实施例的机器脚组件包括脚本体1和趾关节组件2。其中，脚本体1适于连接机器人的腿部关节，当机器人在行走时，脚本体1用于触地。脚本体1设有安装槽11，安装槽11的开口形成在脚本体1的外壁上。趾关节组件2活动设置在安装槽11内，趾关节组件2相对于安装槽11至少具有第一位置和第二位置，当趾关节组件2位于第一位置时，趾关节组件2隐藏在安装槽11内，当趾关节组件2位于第二位置的时候，趾关节组件2的至少部分伸出安装槽11 外。即，趾关节组件2可以相对于安装槽11的槽口移进或者伸出。脚本体1 的形状可以是圆柱状、球状以及任何可以设置安装槽11结构的其他形状。
23.本实施例中，机器脚组件由于设置了伸缩的趾关节组件2，因此机器脚组件不仅可以作为触地结构，还具有夹持功能。当机器狗正常行走时，趾关节组件2位于安装槽11内，保障趾关节组件2不与地面碰触；当需要机器狗完成特定功能时，例如抓取小物件、扳动特定
开关时，趾关节组件2伸出至安装槽11外，进行相应操作。
24.具体地，机器脚组件包括连接组件3，连接组件3设置在安装槽11内，并与脚本体1连接。连接组件3包括承载部31和驱动齿轮32。驱动齿轮32 设置在安装槽11内，并连接一电机(该电机未在附图中体现)，电机可以驱动该驱动齿轮32转动。承载部31整体为一u型结构。该u型结构的两个臂沿趾关节组件2的移动方向延伸。u型结构的一个臂上设有沿趾关节组件2的移动方向延伸的齿条，齿条与驱动齿轮32啮合连接。当驱动齿轮32转动时，可以带动齿条移动，从而可以实现承载部31的移动。趾关节组件2设置在承载部31上，因此当承载部31移动时，可以实现趾关节组件2相对于安装槽 11的位置的变化。u型结构的另一个臂上设有限位孔，该限位孔为沿趾关节组件2的移动方向延伸的条形孔。安装槽11内设有限位销，限位销位于限位孔内，用于实现对承载部31最大移动行程的限位。
25.可选地，趾关节组件2包括至少两个夹趾21，夹趾21与承载部31转动连接。夹趾21可用于夹持小物件或者夹住装置/物品特定的部位，进行特定操作。夹趾21还包括触垫213，触垫213设置在夹持部212上，触垫213用于接触被夹持的物品。一方面可以避免夹趾21相对于被夹持物品的滑动，保障夹持的稳定性，另一方面保护被夹持物品，避免划伤、提供一定程度的缓冲。
26.机器脚组件还包括驱动电机4，驱动电机4设置在承载部31上。趾关节组件2还包括第一连接杆23和第二连接杆24，第一连接杆23和第二连接杆 24平行设置或接近平行设置。夹趾21包括相互连接的夹持部212和连接部 211，夹持部212和连接部211一体成型且具有夹角α，90
°
≤α≤135
°
。不同夹趾21的夹持部212可以在特定的夹持状态下，达到相互平行的状态。第一连接杆23的一端与驱动电机4的输出轴驱动连接，驱动电机4可以驱动第一连接杆23转动，驱动电机4固定安装在承载部31上；第一连接杆23的另一端与夹趾21的连接部211转动连接。第二连接杆24的一端与承载部31 转动连接，第二连接杆24的另一端与夹趾21的连接部211转动连接。需要说明的是，第一连接杆23和第二连接杆24也可以是板状结构。
27.由于第一连接杆23、第二连接杆24和连接部211、承载部31组成四连杆结构，驱动电机4驱动第一连接杆23转动时，可以同时带动第二连接杆24 和连接部211转动，实现至少两个夹趾21之间的夹紧。采用如上四连杆结构实现夹持，一方面保障对夹趾21的支撑强度，另一方面使得夹持更加灵活。因为通过控制不同夹趾21连接的驱动电机4的转动状态，可以调整夹持位置和不同夹趾21的夹持力度。
28.趾关节组件2由驱动齿轮32和电机控制其伸缩位置及夹持开合度，有利于对趾关节组件的位置精确控制，为机器脚组件实现更多功能提供了技术启示。
29.夹趾21上设置力传感器。力传感器设置在夹趾21的夹持部212上，便于对夹趾21的夹持力实现监控。脚本体1上设置图像采集装置6，图像采集装置6设置在脚本体1的安装槽11的槽口位置。便于采集被夹持物的图像，实现更精准夹持或者抓取。
30.另一些实施例的机器脚组件还包括关节臂5，脚本体1与关节臂5转动连接。脚本体1相对于关节臂5转动，可以保障趾关节组件2在更多方向上的夹持灵活性。关节臂5内设有过线孔51，过线孔51一直贯通至安装槽11内，过线孔51用于控制线缆和/或电源线缆通过，电源线缆用于连接设置在安装槽11内的电机和机器人的核心或中央控制系统，并连接设置在脚本体1上的图像采集装置6以及其他传感装置至核心或中央控制系统。
31.本实用新型实施例还提供一种机器人，该机器人包括上述任一实施例中的机器脚组件。本实施例中，机器人的机器脚可以实现更多操作，从而使得机器人能够完成更加多样化的任务。
32.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。