一种机器人脚掌组件及其腿部结构的制作方法

本技术涉及机器人，尤其涉及一种机器人脚掌组件及其腿部结构。

背景技术：

1、双足机器人是当今机器人领域最前沿的方向之一，与传统的轮式机器人或履带机器人相比，传统的轮式机器人、履带式机器人使用场景的局限性大，传统的轮式机器人难以适应复杂的地形，履带式机器人对于落差较大的地形也难以行走，双足机器人的设计灵感源于人类的双腿，可以适合各种类型的复杂地形，且具有更高的灵活性和适应性。

2、双足机器人的足部是其重要组成部分之一，在双足机器人行走的过程中，足部的缓冲能力以及重心的把控至关重要，目前的机器人的足部结构简单且灵活，但无法实现足部缓冲、也无法反馈地面支撑力，不便于精准控制。

3、因此如何提升机器人足部缓冲效果，同时提升对机器人足部的精准控制，实为本领域的和相关人员所关注的焦点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供了一种机器人脚掌组件及其腿部结构，用于解决现有技术中机器人的足部结构的缓冲效果不好，易产生振荡，且无法反馈地面支撑力，不便于对机器人的精准控制的问题。

2、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机器人脚掌组件，包括脚掌壳、脚底板和多个重力传感器，所述脚掌壳与所述脚底板相连接，所述多个重力传感器的顶部与所述脚掌壳的下端面相连接，所述多个重力传感器的底部与所述脚底板的上端面相连接，所述重力传感器用于监测所述脚掌壳的重心状态。

3、基于上述技术方案，脚掌组件包括脚掌壳、脚底板和多个重力传感器，脚掌壳和脚底板相连接，从而组成脚掌组件的外壳部分，多个重力传感器的顶部与脚掌壳的下端面相连接，多个重力传感器的底部与脚底板的上端面相连接，通过多个重力传感器的配合得到实时数值，监测脚掌壳的重心状态，从而实时的监测机器人整体的重心的情况，判断机器人整体的重心是否存在偏离过度的趋势，从而及时的调整机器人的姿势或者步态，使得机器人的重心始终处于脚掌的范围内，从而使得机器人保持平衡状态，防止机器人摔倒或损坏，掌握对机器人的精准控制。

4、优选地，所述重力传感器的数量为四个，所述四个重力传感器分布在所述脚底板的四周。

5、基于上述技术方案，重力传感器的数量为四个，且四个重力传感器分布在脚底板的四周，通过四个重力传感器的配合，得到实时数值，从而更好的监测机器人整体的重心状态，以便于及时对机器人整体的状态进行调整，避免机器人摔倒或损坏。

6、优选地，所述脚掌壳和所述脚底板组合形成安装槽，所述四个重力传感器设于所述安装槽内。

7、基于上述技术方案，脚掌壳和脚底板组合形成安装槽，四个传感器均安装在安装槽内，通过将四个重力传感器安装在安装槽内，避免四个重力传感器露在外面，在机器人走路过程中造成损伤，便于对重力传感器的保护。

8、优选地，所述安装槽的底壁上开设有四个放置槽，所述四个重力传感器的底部分别设于相对应的所述放置槽内，所述四个重力传感器的顶部均外露于相对应的所述放置槽。

9、基于上述技术方案，安装槽的底壁上开设有四个放置槽，四个放置槽的位置与四个重力传感器的位置相对应设置，以便于将四个重力传感器分别安装在相对应的四个放置槽内，四个重力传感器的底部均安装在与其相对应的放置槽内，四个重力传感器的顶部均外露于放置槽，以便于重力传感器与脚掌壳之间的连接，从而得到实时数值，以便于及时对机器人整体的状态进行调整。

10、优选地，所述脚底板的下端面上开设有一端开口放置腔，所述脚底板的下端面上设置有缓冲件，所述缓冲件安装在所述放置腔内，并将开口封闭。

11、基于上述技术方案，脚底板的下端面上开设有一端开口的放置腔，缓冲件安装在放置腔内，且缓冲件的下端面与放置腔的开口相齐平，从而使得机器人在走路的过程中，缓冲件与地面相接触，从而对机器人的脚掌组件进行缓冲，保护脚掌组件并减少对其的冲击和伤害。

12、优选地，所述缓冲件为橡胶垫或者硅胶垫。

13、基于上述技术方案，缓冲件为橡胶垫或者硅胶垫，橡胶垫和硅胶垫均具有其独特的粘弹性，具有良好的缓冲性能，橡胶垫和硅胶垫均可隔离振动且吸收冲击，从而在机器人走路的过程中，可以很好的保护机器人的脚掌组件。

14、优选地，所述橡胶垫和所述硅胶垫的底部表面上均设置有加工纹路。

15、基于上述技术方案，橡胶垫和硅胶垫的底部表面上均设置有加工纹路，由于设置了加工纹路，从而可以增大橡胶垫或硅胶垫与底面之间的摩擦，提升机器人的脚掌组件的防滑效果，在机器人行走至较为光滑的地面上时，可以很好的降低机器人摔倒的概率。

16、优选地，所述脚掌壳的上端面上开设有安装腔，所述安装腔的上端为开口端，所述安装腔的下端为装配平面，所述开口端用于供脚踝插入所述安装腔，并安装在所述装配平面上。

17、基于上述技术方案，脚掌壳的上端面上开设有安装腔，安装腔的上端为开口端，脚踝可通过开口端插入安装腔内，安装腔的下端为装配平面，从而便于将脚踝平稳的安装在装配平面处，使得脚踝的安装更加平稳。

18、优选地，所述装配平面上开设有多个安装孔，所述脚掌组件还包括多个固定件，所述固定件与所述安装孔相连接，所述固定件用于将脚踝固定在所述装配平面上。

19、基于上述技术方案，装配平面上开设有多个安装孔，脚掌组件还包括多个固定件，固定件的数量与安装孔的数量相同，固定件与安装孔相连接，通过固定件与安装孔之间的连接将脚踝固定在装配平面上，同时使得脚踝稳固的安装在安装腔内。

20、另一方面，本实用新型提出一种机器人腿部结构，包括上述一种机器人脚掌组件。

21、实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

22、采用了上述机器人脚掌组件及其腿部结构之后，脚掌组件包括脚掌壳、脚底板和多个重力传感器，脚掌壳和脚底板相连接，从而组成脚掌组件的外壳部分，多个重力传感器的顶部与脚掌壳的下端面相连接，多个重力传感器的底部与脚底板的上端面相连接，通过多个重力传感器的配合得到实时数值，监测脚掌壳的重心状态，从而实时的监测机器人整体的重心的情况，判断机器人整体的重心是否存在偏离过度的趋势，从而及时的调整机器人的姿势或者步态，使得机器人的重心始终处于脚掌的范围内，从而使得机器人保持平衡状态，防止机器人摔倒或损坏，掌握对机器人的精准控制，解决了现有技术中机器人的足部结构的缓冲效果不好，易产生振荡，且无法反馈地面支撑力，不便于对机器人的精准控制的问题。

技术特征：

1.一种机器人脚掌组件，其特征在于：包括脚掌壳(1)、脚底板(2)和多个重力传感器(3)，所述脚掌壳(1)与所述脚底板(2)相连接，所述多个重力传感器(3)的顶部与所述脚掌壳(1)的下端面相连接，所述多个重力传感器(3)的底部与所述脚底板(2)的上端面相连接，所述重力传感器(3)用于监测所述脚掌壳(1)的重心状态。

2.如权利要求1所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述重力传感器(3)的数量为四个，所述四个重力传感器(3)分布在所述脚底板(2)的四周。

3.如权利要求2所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述脚掌壳(1)和所述脚底板(2)组合形成安装槽(4)，所述四个重力传感器(3)设于所述安装槽(4)内。

4.如权利要求3所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述安装槽(4)的底壁上开设有四个放置槽(21)，所述四个重力传感器(3)的底部分别设于相对应的所述放置槽(21)内，所述四个重力传感器(3)的顶部均外露于相对应的所述放置槽(21)。

5.如权利要求1所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述脚底板(2)的下端面上开设有一端开口的放置腔(22)，所述脚底板(2)的下端面上设置有缓冲件(5)，所述缓冲件(5)安装在所述放置腔(22)内，并将开口封闭。

6.如权利要求5所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述缓冲件(5)为橡胶垫或者硅胶垫。

7.如权利要求6所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述橡胶垫和所述硅胶垫的底部表面上均设置有加工纹路。

8.如权利要求1所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述脚掌壳(1)的上端面上开设有安装腔(11)，所述安装腔(11)的上端为开口端(12)，所述安装腔(11)的下端为装配平面(13)，所述开口端(12)用于供脚踝插入所述安装腔(11)，并安装在所述装配平面(13)上。

9.如权利要求8所述的一种机器人脚掌组件，其特征在于：所述装配平面(13)上开设有多个安装孔(14)，所述脚掌组件还包括多个固定件(6)，所述固定件(6)与所述安装孔(14)相连接，所述固定件(6)用于将脚踝固定在所述装配平面(13)上。

10.一种机器人腿部结构，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的一种机器人脚掌组件。

技术总结
本技术公开了一种机器人脚掌组件及其腿部结构，脚掌组件包括脚掌壳、脚底板和多个重力传感器，脚掌壳与所述脚底板相连接，从而组成脚掌组件的外壳部分，多个重力传感器的顶部与脚掌壳的下端面相连接，多个重力传感器的底部与脚底板的上端面相连接，机器人腿部结构包括机器人脚掌组件，通过多个重力传感器的配合得到实时数值，监测脚掌壳的重心状态，从而监测机器人整体的重心是否存在偏离过度的趋势，及时的调整机器人的姿势或者步态，使得机器人的重心始终处于脚掌的范围内，使机器人保持平衡状态，防止机器人摔倒或损坏，掌握对机器人的精准控制。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海开普勒探索机器人有限公司
技术研发日：20231201
技术公布日：2024/6/11