买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116080788B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310148937.2，技术领域涉及：B62D57/032；该发明授权基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构及控制方法是由张磊;李华军;关明京;陈玉静;王春荔;王妍;张中远;焦腾飞设计研发完成，并于2023-02-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构及控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于仿生柔性机器人技术领域，公开了基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构及控制方法。重力自驱机器人柔性足端结构包括结构位于上半部分的被动性压缩部件以及位于底部的抓地足趾，通过上半部分的被动性压缩部件进行压缩，致使内部空气压强发生变化，进而影响位于底部的抓地足趾产生弯曲形变，改变足趾的发力方向扣住地面，增加与不规则地面的接触面积。本发明所设计的柔性足端质量轻，体积小，结构简单，通用性强，减振缓冲性能好，抓地力强，能够充分利用自身重力来提高机器人对地面的抓地能力。利用波纹气腔形变与内部气体流动减少地面对机器人机体的冲击，使其可以适应各种复杂非结构化地形，极大地提高了足式机器人的足地适应性。

本发明授权基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构，包括位于柔性足端结构上部的被动性压缩部件1和位于柔性足端结构底部的抓地足趾3，所述被动性压缩部件1通过连接关节2柔性活动连接抓地足趾3；其特征在于，通过对被动性压缩部件1进行压缩，使被动性压缩部件1内部空气压强发生变化，使抓地足趾3产生弯曲形变，并改变抓地足趾3的发力方向，增加与不规则地面的接触面积； 实现所述基于波纹管的重力自驱机器人柔性足端结构的控制方法，包括：通过对被动性压缩部件1进行压缩，使被动性压缩部件1内部空气压强发生变化，使抓地足趾3产生弯曲形变，改变抓地足趾3扣住地面的发力方向，增加与不规则地面的接触面积； 所述被动性压缩部件1通过连接关节2活动连接抓地足趾3，连接关节2中间连通气道，气道中气孔的大小与气孔长度呈比例设置，通过计算获得的气孔大小控制抓地足趾3阻尼作用，改变抓地足趾3的缓冲与减振能力； 所述通过计算获得的气孔大小控制抓地足趾3阻尼作用，改变抓地足趾3的缓冲与减振能力包括： 当柔性足端没有受力时，上半部分波纹管足踝处于无压缩状态，此时波纹管足踝上端与机体接触面为0基准点；当柔性抓地足端受力时，设柔性抓地足端向下压缩运动方向为正；则当柔性足端上下两部分气体体积为： Vankle＝Vankle0-sx Vtoe＝Vtoe0+fPtoe1 式中，Vankle，Vtoe分别为柔性抓地足端足踝与足趾实时的内部气体体积；Vankle0，Vtoe0分别为柔性抓地足端没有被压缩时足踝与足趾初始的内部气体体积；s为柔性抓地足端足踝部分的有效截面积；x为柔性抓地足端足踝部分受力压缩位移；fPtoe为柔性抓地足端足趾部分受气压增强的膨胀体积；fPtoe柔性抓地足趾3部分受气压增强的改变而造成柔性足趾体积的微弱变化，由于其相对于整体气体体积变化量影响较小，忽略； 根据理想气体多变方程得： PV＝nrTemp2 式中，P为气体压强，V为气体体积，n为气体的物质的量，r为气体常量，Temp为体系温度； 对于混合气体的气体压强P，方程2写成： PVair＝nairrTemp3 式中，Vair为理想气体方程中气体体积，nair为容器内空气物质的量； 结合公式1和公式3，抓地足端上下两部分的气体压力变化满足： 式中，Pankle，Ptoe分别为柔性抓地足端足踝与足趾实时的内部气体压力，Pankle0，Ptoe0分别为初始状态下足踝与足趾两部分的气压值；nchange为足踝内部流向足趾内部的气体的物质的量，nankle为足踝内部原有气体物质的量，ntoe为足趾内部原有气体物质的量； 根据空气的可压缩性，气流质量流量连续性，得到柔性足踝气腔内气体质量与气体压强、体积变化关系为： 式中，Gz为柔性足端内部足踝部分的气体质量流量，为足踝气压变化率；为足踝内部气体体积变化速率；Tankle0为初始状态下足踝体系温度； 抓地足端足踝与足趾气腔内气体通过中间阻尼孔进行交换，其中孔中压强，气体流速近似成足趾处压强与气体流速，根据伯努利方程得： 式中，ξtoe为气体流经小孔时流束突然缩小的局部阻力系数，ρ为柔性足端气体密度；g为重力加速度，aankle为阻尼孔足踝处过流收缩断面的过流系数，atoe阻尼孔足趾处过流收缩断面的过流系数，为足踝收缩断面处气体流速平方，为足趾收缩断面处气体流速平方； 根据小孔过流的收缩断面上流速均布，aankle＝1,atoe＝1；得： 式中，Cv为小孔速度系数，Δp为足端足踝压力差，根据最小通流截面的面积ac与小孔通流截面积a比值为Cc，则有ac＝Cca，得到短孔阻尼孔的流量公式为： 式中，qc为短孔阻尼孔的流量，Cq为小孔流量系数；Cc是最小通流截面的面积ac与小孔通流截面积a比值；vc是最小通流截面处的流速，a为小孔通流截面积； 柔性足踝部分阻尼孔中的气体质量流量为： 其中，ρ0为初始状态下气体密度； 通过公式5、公式9写出柔性足踝部分内部气压的瞬态变化率为： 足趾内部气压的瞬态变化率为： 式中，为足趾内部气压的瞬态变化率；Ttoe0和Vtoe分别为柔性足端足趾内气体初始温度和该状态下柔性足端足趾部分的实时气腔气体体积； 其足踝部分非线性刚度表达式为： 式中，K为非线性刚度，为力的变化速度，为速度，为足踝气压变化率，A为足踝有效截面积。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国海洋大学，其通讯地址为：266404 山东省青岛市西海岸新区古镇口军民融合创新示范区三沙路1299号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。