一种摩擦阻尼式足端机构

文档序号:1284399 发布日期:2020-08-28 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种摩擦阻尼式足端机构 (Friction damping type foot end mechanism ) 是由 丁亮 葛力源 高海波 邓宗全 张元� 陈明 王琪 姜水清 危清清 于 2020-05-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种摩擦阻尼式足端机构,包括足端芯部机构和套设在所述足端芯部机构上的密封组件,且所述足端芯部机构的顶端和底端分别从所述密封组件的两端伸出,并分别与所述密封组件的两端密封连接。本发明通过设置密封组件,以对足端芯部机构进行保护和防尘,有效避免了足端芯部机构因其内设置的各部件的连接处进入灰尘而导致足式机器人运动性能降低甚至足端芯部机构相关部件受损的情况发生,即提升了足式机器人的摩擦阻尼式足端机构的密封性,从而提升了足式机器人对多尘环境的适应能力,保障了足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构进行各项工作时的稳定性。(The invention provides a friction damping type foot end mechanism which comprises a foot end core part mechanism and a sealing assembly sleeved on the foot end core part mechanism, wherein the top end and the bottom end of the foot end core part mechanism respectively extend out of two ends of the sealing assembly and are respectively connected with two ends of the sealing assembly in a sealing mode. According to the invention, the sealing assembly is arranged to protect and prevent dust of the foot end core mechanism, so that the situation that the motion performance of the foot type robot is reduced and even the relevant parts of the foot end core mechanism are damaged due to the fact that dust enters the joints of the parts arranged in the foot end core mechanism is effectively avoided, namely, the sealing performance of the friction damping type foot end mechanism of the foot type robot is improved, the adaptability of the foot type robot to dusty environments is improved, and the stability of the foot type robot in various working processes through the friction damping type foot end mechanism is ensured.)

一种摩擦阻尼式足端机构

技术领域

本发明涉及机器人领域,具体而言,涉及一种摩擦阻尼式足端机构。

背景技术

足式机器人在星球探测方面具有广泛应用前景。

对于足式机器人,其足端机构是足式机器人在星球探测时完成稳定着陆和行走的关键部件,其具备缓冲吸能、触底感知、行走支撑、可重复多次着陆使用等功能,因此足式机器人的足端机构较为精密,但由于太空及星球上多为多尘环境,容易导致足式机器人行走时,其足端机构进入灰尘,导致足式机器人的足端机构的精密仪器或元件受损。

发明内容

本发明解决的问题是:如何提升足式机器人的足端机构的密封性。

为解决上述问题,本发明提供一种摩擦阻尼式足端机构,包括足端芯部机构和套设在所述足端芯部机构上的密封组件,且所述足端芯部机构的顶端和底端分别从所述密封组件的两端伸出,并分别与所述密封组件的两端密封连接。

由此,通过设置密封组件,以对足端芯部机构进行保护和防尘,有效避免了足端芯部机构因其内设置的各部件的连接处进入灰尘而导致足式机器人运动性能降低甚至足端芯部机构相关部件受损的情况发生,即提升了足式机器人的摩擦阻尼式足端机构的密封性,从而提升了足式机器人对多尘环境的适应能力,保障了足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构进行各项工作时的稳定性。

可选地,所述密封组件包括具有密封腔的密封罩,且所述密封罩位于所述密封罩轴线上的两端均设有与所述密封腔连通的第一开口;所述足端芯部机构的顶端和底端分别从所述密封罩的两端的所述第一开口伸出至所述密封腔外,并在所述密封腔外分别与所述密封罩的两端密封连接。

可选地,所述足端芯部机构包括具有空腔的导套机构、导柱机构和足底机构,所述导套机构的顶端和所述足底机构的底端分别从所述密封组件的两端伸出,并分别与所述密封组件的两端密封连接;且所述导柱机构的一端由所述导套机构的底端伸入至所述空腔内,并适于在所述空腔内滑动,所述导柱机构的另一端与所述足底机构的顶端转动连接。

可选地,所述导柱机构包括导柱座和套设在所述导柱座上的第一阻尼件,所述导柱座的一端伸入所述导套机构的所述空腔内,所述导柱座的另一端与所述足底机构转动连接,且所述第一阻尼件与所述空腔的腔壁接触并适于在所述空腔内滑动。

可选地,所述导套机构包括导柱和导柱盖,所述导柱盖与所述导柱的顶端密封连接,所述空腔设置在所述导柱内,且所述导柱的底端设有与所述空腔连通的第二开口,所述导柱机构由所述第二开口伸入所述空腔内。

可选地,所述导套机构还包括第二阻尼件,所述导柱盖上设有容纳槽,所述容纳槽位于所述导柱盖朝向所述导柱的一侧,且所述第二阻尼件设置在所述容纳槽内,并适于与所述导柱机构伸入所述空腔内的一端连接或分离。

可选地,所述足底机构包括球关节盖、足踝和足底,所述足踝的一端与所述导柱机构转动连接,所述足踝的另一端与所述足底可拆卸连接,且所述球关节盖套设在所述足踝与所述导柱机构转动连接的一端,并与所述导柱机构可拆卸连接。

可选地,所述足底机构还包括拉簧,所述球关节盖背离所述导柱机构一侧的侧面上设有第一拉簧座,所述足踝与所述足底连接的一端设有第二拉簧座,所述拉簧的两端分别与所述第一拉簧座和所述第二拉簧座连接。

可选地,所述足端芯部机构还包括弹簧,所述弹簧套设在所述导套机构上;所述导套机构上设有第一弹簧座,所述导柱机构上设有第二弹簧座,所述弹簧的两端分别与所述第一弹簧座、所述第二弹簧座连接。

可选地,所述足端芯部机构还包括第三阻尼件,所述第三阻尼件设置在所述第一弹簧座和/或所述第二弹簧座内,所述弹簧的端部通过所述第三阻尼件与所述第一弹簧座和/或所述第二弹簧座连接。

附图说明

图1为本发明实施例中摩擦阻尼式足端机构的结构示意图;

图2为本发明实施例中足端芯部机构的结构示意图;

图3为本发明实施例中导套机构的结构示意图;

图4为本发明实施例中摩擦阻尼式足端机构的剖面图;

图5为图4中A处的局部放大图。

附图标记说明:

1-足端芯部机构;11-导套机构;111-导柱;1111-限位槽;1112-第一密封槽;1113-空腔;1114-第二开口;112-导柱盖;1121-容纳槽;1122-限位凸起;113-第一密封件;114-第二阻尼件;115-第一弹簧座;12-导柱机构;121-螺母;122-垫片;1221-上T形垫片;1222-下T形垫片;1223-上垫片;1224-下垫片;123-滑套;1231-上滑套;1232-下滑套;124-第一阻尼件;125-导柱座;126-第二弹簧座;13-足底机构;131-球关节盖;1311-第一拉簧座;1312-第二密封槽;132-足踝;1321-第二拉簧座;133-足底;134-拉簧;135-第二密封件;14-弹簧;15-第三阻尼件;2-密封组件;21-密封罩;211-密封腔;212-第一开口;22-上压板;23-下压板;3-足踝安装槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“高”、“低”等指示的方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,且本文提供的坐标系中,Z轴的正向代表上方,Z轴的反向代表下方;同时,要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序;应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

结合图1、图4所示,本发明实施例提供一种摩擦阻尼式足端机构,包括足端芯部机构1和套设在足端芯部机构1上的密封组件2,且足端芯部机构1的顶端和底端分别从密封组件2的两端伸出,并分别与密封组件2的两端密封连接。

摩擦阻尼式足端机构适用于足式机器人,其包括足端芯部机构1和密封组件2;在足式机器人用于星球探测时,足端芯部机构1的一端用于与需要足式机器人着陆或行走的地表接触,另一端用于支撑足式机器人整体,如此,以保证足式机器人的稳定运行及工作。足端芯部机构1上套设有密封组件2,且足端芯部机构1的顶端(即足端芯部机构1位于图4中Z轴正向的一端)从密封组件2的顶端(即密封组件2位于图4中Z轴正向的一端)伸出,以便于足端芯部机构1的顶端与足式机器人的其他部件连接,以起到对足式机器人的支撑作用;足端芯部机构1的底端(即足端芯部机构1位于图4中Z轴反向的一端)从密封组件2的底端(即密封组件2位于图4中Z轴反向的一端)伸出,以便于足端芯部机构1的底端接触地表,在起到对足式机器人的支撑作用的同时,亦便于足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构对需要探测的星球的地表进行检测及勘探。为保证足式机器人的顺利行走以及其他功能,足端芯部机构1由多个部件构成(后文介绍),以保证足端芯部机构1具有一定的灵活度;在足式机器人运用于多尘环境中时,为防止灰尘进入到足端芯部机构1内(即多个部件的连接处)而导致足式机器人运动性能降低甚至足端芯部机构1相关部件受损的情况发生,足端芯部机构1的顶端和底端分别与密封组件2的顶端和底端密封连接,以使得足端芯部机构1中各部件间的连接处位于密封组件2内,即密封组件2对足端芯部机构1起到防尘和保护的作用。

通过设置密封组件2,以对足端芯部机构1进行保护和防尘,有效避免了足端芯部机构1因其内设置的各部件的连接处进入灰尘而导致足式机器人运动性能降低甚至足端芯部机构1相关部件受损的情况发生,即提升了足式机器人的摩擦阻尼式足端机构的密封性,从而提升了足式机器人对多尘环境的适应能力,保障了足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构进行各项工作时的稳定性。

可选地,结合图1、图4所示,密封组件2包括具有密封腔211的密封罩21,且密封罩21位于密封罩21轴线上的两端均设有与密封腔211连通的第一开口212;足端芯部机构1的顶端和底端分别从密封罩21的两端的第一开口212伸出至密封腔211外,并在密封腔211外分别与密封罩21的两端密封连接。

密封罩21套设在足端芯部机构1上,其具有用于容纳足端芯部机构1密封腔211,以保证密封罩21与足端芯部机构1密封连接后灰尘无法进入到密封腔211内,从而避免灰尘进入到足端芯部机构1内;密封罩21的顶端(即密封罩21位于图4中Z轴正向的一端)和底端(即密封罩21位于图4中Z轴反向的一端)均设有与密封腔211连通的第一开口212,以便于足端芯部机构1的顶端从位于密封罩21顶端的第一开口212伸出,以与足式机器人的其他部件连接,从而起到对足式机器人的支撑作用;足端芯部机构1的底端从位于密封罩21底端的第一开口212伸出,以便于足端芯部机构1的底端接触地表,在起到对足式机器人的支撑作用的同时,亦便于足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构对需要探测的星球的地表进行检测及勘探。

可选地,结合图1、图4所示,密封罩21呈折叠结构并具有弹性。

足端芯部机构1具有一定的灵活度,以保证足式机器人的顺利行走及其他功能;由于密封罩21套设在足端芯部机构1上,在足端芯部机构1运动时,足端芯部机构1的各部件的相对位置会发生变化,这需要密封罩21能够随足端芯部机构1的各部件的位置变化而发生相应地形变,以始终保证足端芯部机构1与密封罩21的密封连接;因此,在本实施例中,密封罩21呈折叠结构并具有弹性,以使得密封罩21适于在任意方向上拉伸和压缩,以适配于足端芯部机构1的运动,在足端芯部机构1的各部件的相对位置发生变化时,密封罩21发生相应地形变,从而保证足端芯部机构1与密封罩21的密封连接。

可选地,结合图1、图4所示,密封组件2还包括套设在密封罩21上的上压板22和/或下压板23;上压板22与足端芯部机构1的顶端可拆卸连接,且密封罩21的顶端夹持在上压板22与足端芯部机构1的顶端之间,下压板23与足端芯部机构1的底端可拆卸连接,且密封罩21的底端夹持在下压板23与足端芯部机构1的底端之间。

基于足端芯部机构1与密封罩21密封连接,足端芯部机构1与密封罩21可以是通过紧固件(比如螺钉、螺栓等)可拆卸连接。在本实施例中,可以是仅设有上压板22,用于加固足端芯部机构1顶端与密封罩21顶端连接时的稳固性和密封性;又可以是仅设有下压板23,用于加固足端芯部机构1底端与密封罩21底端连接时的稳固性和密封性;还可以是上压板22和下压板23均有设置,以进一步提升足端芯部机构1与密封罩21连接时的稳固性和密封性。

进一步地,上压板22和/或下压板23可以是环绕密封罩21设置的多块板状结构,还可以是呈环形的板状结构;本实施例中,优选为上压板22和下压板23均呈环形的板状结构,使得上压板22和下压板23均套设在密封罩21上,如此,由于密封罩21的顶端和底端同样呈环状,且密封罩21的顶端夹持在上压板22与足端芯部机构1的顶端之间,密封罩21的底端夹持在下压板23与足端芯部机构1的底端之间,在上压板22与密封罩21的顶端、足端芯部机构1的顶端连接以及下压板23与密封罩21的底端、足端芯部机构1的底端连接时,足端芯部机构1与密封罩21连接时的稳固性和密封性得以进一步提升,即进一步提升了足式机器人的摩擦阻尼式足端机构的密封性。

进一步地,上压板22和下压板23与足端芯部机构1及密封罩21可以是通过紧固件(比如螺钉、螺栓等)可拆卸连接,以保证上压板22和下压板23与足端芯部机构1及密封罩21连接时的稳固性,且便于对摩擦阻尼式足端机构各部件的维护、更换。

可选地,结合图1-图4所示,足端芯部机构1包括具有空腔1113的导套机构11、导柱机构12和足底机构13,导套机构11的顶端(即导套机构11位于图4中Z轴正向的一端)和足底机构13的底端(即足底机构13位于图4中Z轴反向的一端)分别从密封组件2的两端伸出,并分别与密封组件2的两端密封连接;且导柱机构12的一端由导套机构11的底端(即导套机构11位于图4中Z轴反向的一端)伸入至空腔1113内,并适于在空腔1113内滑动,导柱机构12的另一端与足底机构13的顶端(即足底机构13位于图4中Z轴正向的一端)转动连接。

足端芯部机构1包括导套机构11、导柱机构12和足底机构13等部件,通过导套机构11与导柱机构12的连接以及导柱机构12与足底机构13的连接来保证足端芯部机构1的各部件可相对运动,以保证足端芯部机构1具有一定灵活度,从而便于足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构顺利地完成各项工作。导套机构11位于足端芯部机构1的顶端,足底机构13位于足端芯部机构1的底端,基于足端芯部机构1的顶端和底端分别从密封罩21的两端伸出并分别与密封罩21的两端密封连接,导套机构11的顶端和足底机构13的底端分别从密封罩21的顶端、底端伸出,并分别与密封罩21的顶端、底端密封连接,相应地,导柱机构12位于导套机构11和足底机构13之间。具体地,导套机构11具有空腔1113,导柱机构12的顶端(即导柱机构12位于图4中Z轴正向的一端)由导套机构11的底端伸入至空腔1113内,并适于在空腔1113内沿空腔1113轴线方向(即图4中Z轴方向)滑动,而且,导柱机构12的顶端与空腔1113的腔壁抵接,以使得导柱机构12的顶端在空腔1113内滑动时与空腔1113的腔壁发生摩擦,以在足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时起到缓冲的作用,避免因着陆及行走时的冲击力过大而震坏足式机器人的相应部件;导柱机构12的底端(即导柱机构12位于图4中Z轴反向的一端)与足底机构13的顶端转动连接,使得足底机构13能够绕其与导柱机构12底端的转动连接处沿垂直于空腔1113轴线的各个方向转动,以便于足底机构13能够灵活地调整角度,以保证在足式机器人着陆及行走时,足底机构13能够与其着陆或行走的地表之间具有较大的接触面积,从而保证足式机器人着陆及行走时的稳定性。

可选地,结合图2、图4所示,导柱机构12包括导柱座125和套设在导柱座125上的第一阻尼件124,导柱座125的一端伸入导套机构11的空腔1113内,导柱座125的另一端与足底机构13转动连接,且第一阻尼件124与空腔1113的腔壁接触并适于在空腔1113内滑动。

导柱座125的顶端(即导柱座125位于图4中Z轴正向的一端)伸入到导套机构11的空腔1113内,并适于在空腔1113内沿空腔1113轴线方向滑动,导柱座125的底端(即导柱座125位于图4中Z轴反向的一端)则与足底机构13转动连接;第一阻尼件124位于空腔1113内,且套设在导柱座125上,导柱机构12通过第一阻尼件124与空腔1113的腔壁抵接,以使得导柱机构12的顶端在空腔1113内滑动时与空腔1113的腔壁发生摩擦,以在足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时起到缓冲的作用,即将足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时受到的冲击能量通过第一阻尼件124与空腔1113的腔壁之间的滑动摩擦进行消耗;而且,相对于导柱座125直接与空腔1113的腔壁抵接而言,由于第一阻尼件124相对于导柱座125成本更低,且在磨损后易于更换,因此,通过设置第一阻尼件124与空腔1113的腔壁抵接,节省了摩擦阻尼式足端机构的维护成本。

可选地,第一阻尼件124由阻尼材料制作而成,以便于将足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时受到冲击所带来的振动能转变为热能而耗散,即起到缓冲的作用;阻尼材料包括:橡胶和塑料阻尼板、橡胶和泡沫塑料、阻尼复合材料、高阻尼合金、阻尼涂料等。

可选地,结合图4所示,导柱机构12还包括滑套123,滑套123包括上滑套1231和下滑套1232,上滑套1231和下滑套1232均套设在导柱座125上并位于导套机构11的空腔1113内,且第一阻尼件124夹持在上滑套1231与下滑套1232之间。

上滑套1231和下滑套1232分别位于第一阻尼件124在空腔1113轴线方向上的两端,且均套设在导柱座125上并位于导套机构11的空腔1113内,一方面,起到固定第一阻尼件124在导柱座125上的位置的作用,以保证第一阻尼件124与空腔1113的腔壁的稳定接触;另一方面,上滑套1231和下滑套1232与空腔1113的腔壁抵接,增大了导柱机构12与空腔1113的腔壁的接触面积,提升了摩擦阻尼式足端机构对抗冲击的缓冲能力;而且,上滑套1231、下滑套1232和第一阻尼件124均与导柱座125同轴设置,通过上滑套1231、下滑套1232和第一阻尼件124与空腔1113的腔壁的抵接,实现了对导柱座125的轴向限位,使得导柱座125能够稳定地沿空腔1113轴线方向运动,而不会沿垂直于空腔1113轴线的方向晃动,如此,进一步保证了足式机器人着陆及行走时的稳定性。

可选地,结合图4所示,导柱机构12还包括套设在导柱座125上的螺母121,螺母121、上滑套1231、第一阻尼件124、下滑套1232由导柱座125的顶端至底端方向依次套设在导柱座125上;且螺母121与导柱座125螺纹连接,并适于调节对第一阻尼件124的挤压力。

导柱座125用于连接螺母121的位置设有螺纹,以便于导柱座125与螺母121通过螺纹连接以锁紧滑套123、第一阻尼件124和下滑套1232,从而固定锁紧滑套123、第一阻尼件124和下滑套1232,保证足式机器人着陆及行走时的稳定性;且螺母121适于调节对第一阻尼件124的挤压力,具体地,当螺母121到导套机构11底端的距离越小时,螺母121通过滑套123对第一阻尼件124的挤压力越大,使得第一阻尼件124在空腔1113轴线方向上压缩,相应地,第一阻尼件124在垂直于空腔1113轴线的方向上膨胀,以增大第一阻尼件124对空腔1113的腔壁的压力,使得第一阻尼件124与空腔1113的腔壁贴靠更为紧密,从而增大第一阻尼件124与空腔1113的腔壁相对滑动时的滑动摩擦力,以进一步提升摩擦阻尼式足端机构对抗冲击的缓冲能力;相应地,当螺母121到导套机构11底端的距离越大时,螺母121通过滑套123对第一阻尼件124的挤压力越小,使得第一阻尼件124对空腔1113的腔壁的压力减小,从而减小第一阻尼件124与空腔1113的腔壁的滑动摩擦力,以便于导柱座125在空腔1113内的滑动。

进一步地,螺母121优选为至少设有两个,以固定螺母121在导柱座125上的位置,且实现螺母121防松,即防止螺母121与导柱座125的螺纹连接松动,以保证导柱机构12整体的稳定性。

可选地,结合图4所示,导柱机构12还包括垫片122,垫片122套设在导柱座125上并位于空腔1113内;且垫片122设置在滑套123与第一阻尼件124之间,和/或,设置在滑套123与螺母121之间。

当垫片122设置在滑套123与第一阻尼件124之间时,垫片122用于增大滑套123通过垫片122与第一阻尼件124接触的接触面积,以对第一阻尼件124起到在空腔1113轴线方向上的限位作用,且避免了滑套123通过垫片122与第一阻尼件124接触的接触面积过小时,当螺母121对第一阻尼件124的挤压力增大,第一阻尼件124在滑套123的压迫下容易产生局部变形而损坏的情况发生。当垫片122设置在滑套123与螺母121之间,垫片122用于增大螺母121通过垫片122与滑套123接触的接触面积,以保证螺母121与导柱座125连接时的稳固性,且减少螺母121与滑套123之间的磨损;进一步地,垫片122还可以是设置在下滑套1232的下端(即下滑套1232位于图4中Z轴反向的一端)处,即垫片122位于下滑套1232与导柱座125之间,以减少下滑套1232与导柱座125之间的磨损。

进一步地,垫片122包括垫片122包括上T形垫片1221、下T形垫片1222、上垫片1223和下垫片1224,垫片122均呈环形,以便于套设在导柱座125上,且上T形垫片1221和下T形垫片1222在平行于空腔1113轴线的平面上的正投影呈T形,以便于上T形垫片1221和下T形垫片1222沿空腔1113轴线方向延伸的一端伸入到滑套123与导柱座125的连接处,以填充到滑套123与导柱座125在连接处的间隙内,防止滑套123与导柱座125间隙配合(间隙大于0时)所导致的滑套123容易在垂直于空腔1113轴线的方向上移动的情况发生,以进一步提升导柱机构12整体的稳定性;本实施例对各垫片122在导柱座125上的设置位置不作具体限定,优选为在上滑套1231的两端分别设置上T形垫片1221和上垫片1223,在下滑套1232的两端分别设置下T形垫片1222和下垫片1224,且上T形垫片1221(下T形垫片1222)沿空腔1113轴线方向延伸的一端伸入到上滑套1231(下滑套1232)与导柱座125的连接处。

可选地,结合图3、图4所示,导套机构11包括导柱111和导柱盖112,导柱盖112与导柱111的顶端密封连接,空腔1113设置在导柱111内,且导柱111的底端设有与空腔1113连通的第二开口1114,导柱机构12由第二开口1114伸入空腔1113内。

导柱盖112与导柱111的顶端(即导柱111位于图4中Z轴正向的一端)密封连接,以实现摩擦阻尼式足端机构在其顶端(即摩擦阻尼式足端机构位于图4中Z轴正向的一端)处的进一步密封。具体地,导柱111的顶端和底端均设有与空腔1113连通的第二开口1114,以便于导柱111的生产制造与空腔1113的制造成型,且便于导柱机构12在空腔1113内的安装;导柱盖112设置在位于导柱111顶端的第二开口1114处,其在与导柱111连接的同时,又对位于导柱111顶端的第二开口1114进行密封,以防止灰尘进入到空腔1113内,且导柱盖112具有一定地防止导柱座125顶端从位于导柱111顶端的第二开口1114处脱出的作用,以保证摩擦阻尼式足端机构工作运行时的稳定性及可靠性。导柱机构12的顶端从位于导柱111底端(即导柱111位于图4中Z轴反向的一端)的第二开口1114伸入到导柱111围成的空腔1113内,以便于导柱机构12的顶端在空腔1113内沿空腔1113轴线方向进行滑动,以保证摩擦阻尼式足端机构能够对足式机器人的着陆及行走起到缓冲的作用,且保证了足式机器人的机动能力以及在上下方向(即图4中Z轴方向)上的灵活度。

可选地,结合图3、图4所示,导柱盖112与导柱111分别设有限位槽1111和限位凸起1122中的一个,导柱111与导柱盖112通过限位槽1111和限位凸起1122插接配合。

在本实施例中,可以是导柱盖112上设有限位槽1111,导柱111顶端设有限位凸起1122;又可以是导柱盖112上设有限位凸起1122,导柱111顶端设有限位槽1111;通过限位凸起1122与限位槽1111的插接配合以保证摩擦阻尼式足端机构在顶端处的密封性能。

可选地,结合图3、图4所示,导套机构11还包括第二阻尼件114,导柱盖112上设有容纳槽1121,容纳槽1121位于导柱盖112朝向导柱111的一侧,且第二阻尼件114设置在容纳槽1121内,并适于与导柱机构12伸入空腔1113内的一端连接或分离。

导柱盖112上设有用于容纳第二阻尼件114的容纳槽1121,对于第二阻尼件114,其类似于第一阻尼件124,同样由阻尼材料制作而成;容纳槽1121位于导柱盖112朝向导柱111的一侧,即第二阻尼件114设置在位于导柱111顶端的第二开口1114处,且与导柱座125的顶端相对设置;第二阻尼件114适于与导柱座125的顶端连接或分离,具体地,在摩擦阻尼式足端机构正常工作时,第二阻尼件114与导柱座125的顶端分离,以保证导柱座125在空腔1113内的自由活动,而当足式机器人着陆或行走时受到过大的冲击而导致的导柱机构12与导套机构11在极限位置发生碰撞冲击(此处指导柱座125的顶端与导柱盖112的碰撞冲击,即第二阻尼件114与导柱座125的顶端连接)时,第二阻尼件114能够对导柱座125的顶端与导柱盖112的碰撞冲击起到了缓冲作用,保证了摩擦阻尼式足端机构的稳定性和可靠性。

可选地,结合图3、图4所示,导套机构11还包括第一密封件113,第一密封件113位于导柱111底端的第二开口1114处并适于套设在导柱机构12上,且导套机构11与导柱机构12通过第一密封件113密封连接。

基于导柱111与导柱盖112通过限位凸起1122与限位槽1111的插接配合以保证摩擦阻尼式足端机构在顶端处的密封性能,第一密封件113用于保证导套机构11与导柱座125在位于导柱111底端的第二开口1114处的密封性;第一密封件113设置在导柱座125和/或导柱111上,导套机构11与导柱机构12通过第一密封件113实现密封连接。

进一步地,下面以第一密封件113设置在导柱111上进行举例说明,第一密封件113呈环状且套设在导柱机构12的导柱座125上,导柱111底端处朝向导柱座125的一侧(即空腔1113底端处的腔壁)上设有与第一密封件113相适配的呈环状的第一密封槽1112,第一密封件113则设置在第一密封槽1112内并与第一密封槽1112的槽壁抵接,且第一密封件113背离第一密封槽1112一侧的侧面与导柱座125贴合,也就是说,第一密封件113的外圈侧面、上端面(第一密封件113位于图4中Z轴正向一端的端面)、下端面(第一密封件113位于图4中Z轴反向一端的端面)分别与第一密封槽1112相对应的槽壁贴靠以形成抵接,保证第一密封件113与导柱111连接时的稳固性,第一密封件113的内圈侧面则与导柱座125贴合,以保证导柱111与导柱座125在位于导柱111底端的第二开口1114处的密封性。

进一步地,第一密封件113优选为由阻尼材料制作而成,其在实现导套机构11与导柱座125在位于导柱111底端的第二开口1114处的密封性的同时,同样可以起到增大导柱座125与空腔1113腔壁间滑动摩擦力的作用,以进一步地对足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时受到的冲击起到缓冲的作用。

可选地,结合图2、图4所示,足底机构13包括球关节盖131、足踝132和足底133,足踝132的一端与导柱机构12转动连接,足踝132的另一端与足底133可拆卸连接,且球关节盖131套设在足踝132与导柱机构12转动连接的一端,并与导柱机构12可拆卸连接。

足底机构13通过足踝132的顶端(即足踝132位于图4中Z轴正向的一端)与导柱机构12的底端转动连接,具体地,足踝132的顶端呈球状结构,球关节盖131与导柱机构12可拆卸连接并围成与该球状结构相适配的足踝安装槽3(后文介绍),如此,在足踝132的顶端装配进足踝安装槽3后,足底机构13能够绕足踝132的顶端与足踝安装槽3的转动连接处沿垂直于空腔1113轴线的各个方向进行旋转,使得足底机构13能够灵活地调整角度,以保证在足式机器人着陆及行走时,足底机构13的足底133能够与需要着陆或行走的地表之间具有较大的接触面积,从而保证足式机器人着陆及行走时的稳定性。

可选地,结合图4、图5所示,球关节盖131上设有第一安装槽,导柱机构12上与第一安装槽相对应的位置处设有第二安装槽,且第一安装槽与第二安装槽构成足踝安装槽3,足踝132与导柱机构12转动连接的一端位于足踝安装槽3内,并适于在足踝安装槽3内转动。

球关节盖131上设有第一安装槽,且第一安装槽贯穿球关节盖131设置,以便于足踝132顶端穿过第一安装槽伸入到位于导柱机构12底端的第二安装槽中;足踝132顶端呈球状结构,相应地,第一安装槽与第二安装槽构成呈球状的足踝安装槽3,以便于提升足踝132顶端与足踝安装槽3转动连接的灵活度,使得足底机构13能够灵活地调整角度,从而提升具有摩擦阻尼式足端机构的足式机器人对不同地形的地表的适应能力。

可选地,足底133由阻尼材料制作而成。

类似于第一阻尼件124,足底133同样由阻尼材料制作而成,其中,阻尼材料包括:橡胶和塑料阻尼板、橡胶和泡沫塑料、阻尼复合材料、高阻尼合金、阻尼涂料等。在足式机器人着陆或行走时,摩擦阻尼式足端机构的足底133最先与地表接触,由阻尼材料制作而成的足底133能够有效地降低足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时受到的冲击力,以起到缓冲的作用。

进一步地,足底133背离足踝132一侧的侧面设有花纹,花纹可以是通过在足底133背离足踝132一侧的侧面设置棱状结构和/或凹槽结构形成;如此,一方面,使得足底133背离足踝132一侧的侧面各处并非位于同一平面上,而是高低不一致,以进一步提升足底133与地表接触时吸收冲击力的能力,且增大了足底133在行走时与地面的切向力,以防止足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构行走时打滑的情况发生,且便于足式机器人适应不同坡度的地形;另一方面,使得足底133背离足踝132一侧的侧面的表面积增大,减小了足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆或行走时对地表的压强。如此,保证了足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆或行走时的稳定性。

可选地,足底133呈圆盘形,圆盘形平底状的足底133尽可能地增大了足底133与地面的接触面积,减小了足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆或行走时对地表的压强。

可选地,结合图2、图4所示,足底机构13还包括拉簧134,球关节盖131背离导柱机构12一侧的侧面上设有第一拉簧座1311,足踝132与足底133连接的一端设有第二拉簧座1321,拉簧134的两端分别与第一拉簧座1311和第二拉簧座1321连接。

拉簧134设有多个,相应地,球关节盖131和足踝132上分别设有多个第一拉簧座1311、多个第二拉簧座1321。一个拉簧134的两端分别与一个第一拉簧座1311和一个第二拉簧座1321连接;具体地,拉簧134的两端均设有倒钩,以分别与第一拉簧座1311和第二拉簧座1321连接,且拉簧134安装到第一拉簧座1311和第二拉簧座1321时,有一定的预紧力(即拉簧134位于伸张状态),如此,在足式机器人通过足底133行走时,当足底133离开地面处于腾空状态时,因接触地表而发生变化的足底133的姿态(即足底133与空腔1113轴线的夹角变化时的状态)会自动地恢复到初始平衡状态(即足底133未接触地表时的状态),使得足底133具有自动复位功能,以便于足底133下一次落地时调整角度,保证足式机器人行走时的稳定性。

可选地,结合图4、图5所示,足底机构13还包括设置在第一安装槽内的第二密封件135,足踝132与球关节盖131通过第二密封件135密封连接。

第二密封件135设置在第一安装槽内,且足踝132与球关节盖131通过第二密封件135密封连接,以实现足踝132与足踝安装槽3在足踝安装槽3开口处的密封性,以进一步防止灰尘进入足踝132与足踝安装槽3之间,从而保证足踝132与足踝安装槽3之间的顺利转动。

可选地,结合图4、图5所示,足踝132与球关节盖131的连接处设有第二密封槽1312,第二密封件135设置在第二密封槽1312内。

第二密封槽1312可以是设置在足踝132上,还可以是设置在球关节盖131上;第二密封件135设置在第二密封槽1312内。为便于描述,下面以第二密封槽1312设置在球关节盖131上进行举例说明,第二密封槽1312设置在第一安装槽的槽壁上,为保证足踝132与球关节盖131连接的密封性,第二密封件135呈环形且套设在足踝132上,因此,第二密封槽1312同样呈环形,以便于第二密封件135安装到第二密封槽1312内。在第二密封件135安装到第二密封槽1312内后,第二密封件135的外圈侧面、上端面(第二密封件135位于图4中Z轴正向一端的端面)、下端面(第二密封件135位于图4中Z轴反向一端的端面)分别与第二密封槽1312相对应的槽壁贴靠以形成抵接,保证第二密封件135与球关节盖131连接时的稳固性,第二密封件135的内圈侧面则与足踝132顶端贴合,以保证足踝132顶端与足踝安装槽3在足踝安装槽3开口处的密封性。

可选地,结合图2、图4、图5所示,足端芯部机构1还包括弹簧14,弹簧14套设在导套机构11上;导套机构11上设有第一弹簧座115,导柱机构12上设有第二弹簧座126,弹簧14的两端分别与第一弹簧座115、第二弹簧座126连接。

弹簧14设置在导柱111顶端与导柱座125顶端之间,且其两端分别与导套机构11上设置的第一弹簧座115、导柱机构12上设置的第二弹簧座126连接,以在足式机器人通过摩擦阻尼式足端机构着陆及行走时起到缓冲的作用,防止当足式机器人着陆或行走时受到过大的冲击而导致的导柱机构12与导套机构11在极限位置发生碰撞冲击(此处指导柱111的底端与导柱座125的底端碰撞冲击)的情况发生;而且弹簧14的设置,使得导柱座125的顶端在空腔1113内朝向导柱盖112方向运动后能够在弹簧14作用下朝向远离导柱盖112方向运动,以使得导柱座125在空腔1113内具有自动复位功能,保证了具有摩擦阻尼式足端机构足式机器人可重复多次着陆、行走。

可选地,结合图4、图5所示,足端芯部机构1还包括第三阻尼件15,第三阻尼件15设置在第一弹簧座115和/或第二弹簧座126内,弹簧14的端部通过第三阻尼件15与第一弹簧座115和/或第二弹簧座126连接。

第三阻尼件15设置在第一弹簧座115和/或第二弹簧座126内,对弹簧14与第一弹簧座115或第二弹簧座126之间的连接起到缓冲作用,以减少弹簧14与第一弹簧座115或第二弹簧座126之间的磨损。在本实施例中,优选为至少第二弹簧座126内内设有第三阻尼件15,如此,在足式机器人着陆或行走时受到过大的冲击而导致的导柱机构12与导套机构11在极限位置发生碰撞冲击(此处指导柱111的底端与导柱座125的底端碰撞冲击)时,第三阻尼件15能够对导柱111的底端与导柱座125的底端的碰撞冲击起到缓冲作用。

通过设置密封罩21、密封盖、第一密封件113和第二密封件135,使得摩擦阻尼式足端机构具有两级密封的特点,密封罩21的设置,用于防止灰尘进入密封腔211内,实现摩擦阻尼式足端机构的初级密封;密封盖和第一密封件113用于防止灰尘进入空腔1113,第二密封件135用于防止灰尘进入足踝132与足踝安装槽3之间,以实现摩擦阻尼式足端机构的二级密封,使得在密封罩21受损后,导柱座125与导柱111的滑动连接以及足踝132与足踝安装槽3的转动连接能够不受影响,以保证摩擦阻尼式足端机构的机动能力与灵活性。如此,通过两级密封,为擦阻尼式足端机构在防止尘土影响(密封性)方面提供了双层保护,提升了摩擦阻尼式足端机构的可靠性。

通过设置足底133、第一阻尼件124、第二阻尼件114、第三阻尼件15、拉簧134及弹簧14,极大地提高了摩擦阻尼式足端机构的着陆缓冲、行走缓冲的性能,其中,足底133作为第一级缓冲,当足底133与地表接触后发生变形,通过足底133阻尼材料的阻尼特性吸收冲击的能量;弹簧14、拉簧134、导柱111即其上设置的第一阻尼件124、导柱111、第二阻尼件114、第三阻尼件15等结构相互配合以组成第二级缓冲,弹簧14及拉簧134压缩储存能量,导柱111与导柱座125、第一阻尼件124等结构摩擦消耗冲击能量。如此,通过摩擦力和阻尼材料的阻尼特性消耗着陆冲击、行走冲击的能量,使得摩擦阻尼式足端机构具有极好的着陆缓冲、行走缓冲的性能。

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发明的保护范围。

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