1.本实用新型属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种脚底压力检测装置及足式机器人。


背景技术：

2.机器人足底力的测量对于足式机器人的控制和反馈都至关重要，一般是用六维力压力传感器或者多个一维力压力传感器来得到机器人的足底力。六维力压力传感器成本高，体积大对于低成本中小型机器人应用并不合适；一维力压力传感器成本低、体积小，更适合用于低成本小型化机器人。
3.但是，目前的压力传感器在安装后，传感器所受的预压力固定，无法根据机器人的重量等参数调整预压力，适用范围不广。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种脚底压力检测装置及足式机器人，以解决现有技术中存在的脚底压力传感器预压力无法调整的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种脚底压力检测装置，包括用于与地面接触的脚底板、设于所述脚底板上的脚部骨架、设于所述脚底板和所述脚部骨架之间的多个压力传感器、控制板以及用于调整所述压力传感器预压力的压力调节结构，所述压力传感器电性连接于所述控制板，所述压力调节结构包括设置于所述脚底板的第一磁性件以及设置于所述脚部骨架的第二磁性件，所述第一磁性件和所述第二磁性件相互吸引。
6.在一个实施例中，所述脚底板开设有第一安装槽，所述第一安装槽的安装口背向所述脚部骨架设置，所述第一磁性件设置于所述第一安装槽的槽底；所述脚部骨架开设有第二安装槽，所述第二安装槽的安装口背向所述脚底板设置，所述第二磁性件设置于所述第二安装槽的槽底。
7.在一个实施例中，多个所述压力传围绕所述脚底板的中心分布。
8.在一个实施例中，所述压力传感器的数量为四个，且分别设置于所述脚底板的四角处。
9.在一个实施例中，所述压力调节结构的数量为多个，且围绕所述脚底板的中心分布。
10.在一个实施例中，所述控制板固定于所述脚部骨架的背向所述脚底板一侧，所述控制板和所述压力传感器通过柔性电路板电性连接。
11.在一个实施例中，所述脚底板正对所述压力传感器处朝向所述脚部骨架凸起形成有凸起部，所述凸起部的顶面的面积小于所述压力传感器的面积。
12.在一个实施例中，所述压力传感器固定于所述脚部骨架和/或所述脚底板。
13.在一个实施例中，所述压力传感器的其中一侧通过第一弹性胶层固定于所述脚底
板，所述压力传感器的另外一侧方通过第二弹性胶层固定于所述脚部骨架。
14.本实用新型还提供一种足底机器人，包括上述的脚底压力检测装置。
15.本实用新型提供的脚底压力检测装置及足式机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型脚底压力检测装置中，压力传感器设置于脚底板和脚部骨架之间，同时设置有压力调节结构调节压力传感器所受的预压力。压力调节结构包括设于脚底板的第一磁性件和设于脚部骨架的第二磁性件，通过更换第一磁性件和第二磁性件或者调整两者之间的磁吸力可以改变脚底板和脚部骨架之间的吸引力，即可以调整压力传感器所受的预压力，从而使该脚底压力检测装置可以适用于不同的机器人。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的脚底压力检测装置的立体结构图；
18.图2为本实用新型实施例提供的脚底压力检测装置的爆炸结构图；
19.图3为本实用新型实施例提供的脚底压力检测装置的俯视图；
20.图4为图3中沿a-a线的剖视图；
21.图5为图3中沿b-b线的剖视图；
22.图6为图5中右端的局部放大图。
23.其中，图中各附图标记：
24.1-脚底板；11-第一安装槽；111-第一贯穿孔；12-凸起部；2-脚部骨架；21-第二安装槽；211-第二贯穿孔；22-凸台；3-压力传感器；31-第一柔性电路板；32-第二柔性电路板；4-控制板；5-压力调节结构；51-第一磁性件；52-第二磁性件；61-第一弹性胶层；62-第二弹性胶层。
具体实施方式
25.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.现对本实用新型实施例提供的脚底压力检测装置进行说明。脚底压力检测装置用于检测脚底与地面之间的压力。
30.在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，脚底压力检测装置包括脚底板1、脚部骨架2、多个压力传感器3、控制板4和压力调节结构5。脚底压力检测装置放置在地面上时，脚底板1与地面接触，脚部骨架2可用于连接腿部结构等。多个压力传感器3均设于脚底板1和脚部骨架2之间，压力传感器3用于检测脚部骨架2对脚底板1的压力，即可以检测脚底板1与地面之间的压力。多个压力传感器3均与控制板4连接，压力传感器3检测到的压力可反馈至控制板4。压力调节结构5用于调节压力传感器3的预压力，即用于调节脚底板1和脚部骨架2之间的预压力。具体地，压力调节结构5包括第一磁性件51和第二磁性件52，第一磁性件51设置在脚底板1上，第二磁性件52设置在脚部骨架2上，第一磁性件51和第二磁性件52之间相互吸引，产生磁吸力，使脚底板1和脚部骨架2之间相互压紧，压力传感器3受到一定的预压力。通过改变第一磁性件51和第二磁性件52之间的磁吸力，可以改变压力传感器3受到的预压力。该种压力调节结构5的结构简单，不会占用过多的空间，也不会增加过多的重量。
31.上述实施例中的脚底压力检测装置中，压力传感器3设置于脚底板1和脚部骨架2之间，同时设置有压力调节结构5调节压力传感器3所受的预压力。压力调节结构5包括设于脚底板1的第一磁性件51和设于脚部骨架2的第二磁性件52，通过更换第一磁性件51和第二磁性件51或者调整两者之间的磁吸力可以改变脚底板1和脚部骨架2之间的吸引力，即可以调整压力传感器3所受的预压力，从而使该脚底压力检测装置可以适用于不同的机器人。
32.可选地，第一磁性件51和第二磁性件52中的至少一个为电磁体，通过调节电磁体的电流可以增大或者减小第一磁性件51和第二磁性件52之间的磁吸力，即可以增大或者减小压力传感器3所受的预压力。在该实施例中，第一磁性件51可固定于脚底板1，第二磁性件52可固定于脚部骨架2，第一磁性件51和第二磁性件52无需拆卸更换。
33.可选地，第一磁性件51可拆卸连接于脚底板1和/或第二磁性件52可拆卸连接于脚部骨架2。即第一磁性件51和第二磁性件52中的至少一个可拆卸更换。在需要调整压力传感器3的预压力时，可以更换第一磁性件51或第二磁性件52，以改变脚底板1和脚部骨架2之间的吸引力，也可以同时更换第一磁性件51和第二磁性件52，以改变脚底板1和脚部骨架2之间的吸引力。
34.在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图3及图4，脚底板1开设有第一安装槽11，第一安装槽11具有一个安装口，第一安装槽11的安装口背向脚部骨架2设置，第一磁性件51通过该安装口可以安装至第一安装槽11内，且第一磁性件51固定在第一安装槽11的槽底。脚部骨架2开设有第二安装槽21，第二安装槽21具有一个安装口，第二安装槽21的安装口背向脚底板1设置，第二磁性件52通过该安装口可以安装至第二安装槽21内，且第二磁性件52固定在第二安装槽21的槽底。第一安装槽11的槽底和第二安装槽21的槽底相邻设置，在第一磁性件51和第二磁性件52相互吸引时，第一安装槽11的槽底和第二安装槽21的槽底可以分别对第一磁性件51和第二磁性件52起到限位作用，防止第一磁性件51和第二磁性件52朝向彼此相互移动。
35.可选地，第一安装槽11的槽底开设有第一贯穿孔111，使第一磁性件51的面向脚部骨架2一侧部分外露设置，第二安装槽21的槽底开设有第二贯穿孔211，使第二磁性件52的面向脚底板1的一侧部分外露设置。由于第一磁性件51和第二磁性件52相互吸引，则第一磁性件51和第二磁性件52正对设置，第一贯穿孔111和第二贯穿孔211使第一磁性件51和第二磁性件52的至少部分相邻表面之间没有其他物体，以避免影响第一磁性件51和第二磁性件52之间的磁吸作用，尽可能使第一磁性件51和第二磁性件52之间的磁吸力足够大。需要说明的是，第一贯穿孔111的面积小于第一安装槽11的槽底面积，使第一安装槽11至少剩余部分槽底支撑第一磁性件51，第二贯穿孔211的面积小于第二安装槽21的槽底面积，使第二安装槽21至少剩余部分槽底支撑第二磁性件52。其中第一安装槽11和第一磁性件51的形状可相同，第二安装槽21和第二磁性件52的形状可相同。
36.在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，压力传感器3的数量为多个，多个压力传感器3围绕脚底板1的中心分布。在脚部进行不同的动作时，脚底板1各个部分受到的压力也可能不同。多个压力传感器3的设置可以监测脚底板1不同部位所受的压力，使压力检测结果更加多维和准确。
37.在本实用新型的其中一个实施例中，压力调节结构5的数量为多个，多个压力调节结构5围绕脚底板1的中心分布。压力调节结构5的数量为多个时，可以调节各个压力传感器3的预压力，从而使得不同的压力传感器3的预压力可以不同，以适应更加复杂的使用场景。可选地，压力调节结构5的数量和压力传感器3的数量相同，每个压力传感器3处对应设置有一个压力调节结构5，这样可以更准确地调整对应压力传感器3的预压力。
38.可选地，压力传感器3的数量为四个，分别设置在脚底板1的四角处，对应可以检测脚底板1四角处的压力。在压力传感器3数量有限的情况下，脚底板1的每个角落设置一个压力传感器3可以很好的监测其受到的压力。当然，在其他实施例中，压力传感器3的数量也可为2个、3个、5个、6个等。
39.在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，控制板4固定在脚部骨架2的背向脚底板1一侧，即不设置在脚部骨架2和脚底板1之间，使脚部骨架2和脚底板1之间只设置压力传感器3。由于控制板4的数量只有一个，压力传感器3的数量可为多个，为了使控制板4和压力传感器3更方便的布置，不受位置限制，可通过柔性电路板连接控制板4和压力传感器3。
40.可选地，脚部骨架2的背向脚底板1一侧凸起设置有凸台22，凸台22内具有螺孔(可通过在凸台22内热熔螺母形成)，控制板4通过螺钉和螺孔的配合固定在脚部骨架2上。凸台22对脚部骨架2有支撑作用，可使控制板4不与脚部骨架2直接接触，使控制板4可以快速散热。
41.可选地，请参阅图1、图2及图4，脚底板1的其中一侧设置有两个压力传感器3，其中一个压力传感器3远离控制板4设置，该种压力传感器3与控制板4通过第一柔性电路板31连接，第一柔性电路板31的一端伸入脚部骨架2和脚底板1之间并与该压力传感器3连接，另一端朝向控制板4延伸并与控制板4连接；另一个压力传感器3设置于控制板4的底部(具体设置于脚部骨架2和脚底板1之间，正对控制板4)，该种压力传感器3与控制板4通过第二柔性电路板32连接，第二柔性电路板32的一端伸入脚部骨架2和脚底板1之间并与该压力传感器3连接，另一端180度弯折后与控制板4连接。
42.在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图2，脚底板1正对压力传感器3的位置具有凸起部12，凸起部12由脚底板1朝向脚部骨架2凸起形成，压力传感器3受到凸起部12的支撑。凸起部12的个数可选为与压力传感器3的个数相同，每个凸起部12对应支撑一个压力传感器3。凸起部12的作用在于使脚底板1和脚部骨架2之间具有一定的间隙，防止压力传感器3过薄引起的脚底板1和脚部骨架2直接接触，这样会导致部分压力传感器3无法准确检测脚底板1所受的压力。
43.可选地，凸起部12的顶面的面积小于压力传感器3的面积，这样在凸起部12支撑压力传感器3时，压力传感器3能够覆盖整个凸起部12的顶面，防止在压力传感器3受压时，凸起部12和脚部骨架2直接接触。
44.在其他实施例中，凸起部12也可设置在脚部骨架2上。
45.在本实用新型的其中一个实施例中，压力传感器3固定于脚底板1，防止在使用过程中掉落。可选地，压力传感器3通过第一弹性胶层61固定于脚底板1，如第一弹性胶层61的双面均具有粘性，其中一侧粘贴在凸起部12上，另一侧粘贴在压力传感器3上。第一弹性胶层61的设置使得压力传感器3受压时，可以对压力传感器3形成一定的缓冲，防止压力传感器3受损。第一弹性胶层61可选为弹性双面胶、有机硅弹性胶等。
46.在本实用新型的另一个实施例中，压力传感器3固定于脚部骨架2，可通过第二弹性胶层62固定于脚部骨架2，在拆卸脚底压力检测装置时，脚部骨架2、压力检测装置和控制板4可一同拆下。第二弹性胶层62的双面均具有粘性，其中一侧粘贴在脚部骨架2上，另一侧粘贴在压力传感器3上。第二弹性胶层62的设置使得压力传感器3受压时，可以对压力传感器3形成一定的缓冲，防止压力传感器3受损。第二弹性胶层62可选为弹性双面胶、有机硅弹性胶等。
47.在本实用新型的又一实施例中，压力传感器3的一侧固定于脚底板1，另一侧固定于脚部骨架2。具体地，压力传感器3通过第一弹性胶层61固定于脚底板1，通过第二弹性胶层62固定于脚部骨架2。第一弹性胶层61、第二弹性胶层62可均选为弹性双面胶、有机硅弹性胶等。
48.本实用新型还提供一种足底机器人，足底机器人包括上述任一实施例中的脚底压力检测装置。足底机器人还可包括腿部结构等，腿部结构连接于脚部骨架2上。
49.本实用新型提供的足底机器人，采用了上述的脚底压力检测装置，压力传感器3设置于脚底板1和脚部骨架2之间，同时设置有压力调节结构5调节压力传感器3所受的预压力。压力调节结构5包括设于脚底板1的第一磁性件51和设于脚部骨架2的第二磁性件52，通过更换第一磁性件51和第二磁性件52或者调整两者之间的磁吸力可以改变脚底板1和脚部骨架2之间的吸引力，即可以调整压力传感器3所受的预压力，从而使该脚底压力检测装置可以适用于不同的机器人。
50.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。