多足移动作业机器人模块化关节结构设计

足式移动机器人在非结构化地形的通行过程中，关节连接部位的应力集中一直是落地测试中最容易出现失效的位置，尤其是足端触地瞬间的反向冲击，会顺着连杆直接传导到舵机输出轴，轻则出现齿轮扫齿，重则直接导致舵机壳体开裂。这套多足移动作业机器人的关节结构，在连接臂的转角位置做了渐变式的壁厚过渡，没有采用常见的直角加强筋设计，而是顺着应力传导的路径做了圆弧曲面的加厚处理，冲击载荷会顺着曲面均匀分散到整个连接臂的截面，不会在转角位置形成应力断点。关节与舵机的配合位置预留了0.02mm的公差带，既不会因为间隙过大出现行走过程中的关节旷量，也不会因为过盈量太大导致装配时压裂舵机的塑料端盖，连接位置的卡扣做了15度的导向斜角，装配时不需要额外施加外力就能顺利卡入到位，后期维护更换舵机时也不需要撬动整个关节结构，避免拆卸过程中造成连杆断裂。足端的作业末端采用快拆式接口设计，不同功能的执行头可以直接插拔更换，接口内部的定位凸台能保证每次更换后的重复定位精度控制在0.1mm以内，不需要每次更换后重新校准作业位置。关节外壳的曲面顺着内部舵机的外形做了贴合设计，没有多余的突出结构，在复杂地形行走时不会被碎石或者杂草勾挂，外壳边缘做了R2的圆角处理，即使发生碰撞也不会出现应力集中导致的外壳碎裂。走线槽隐藏在连接臂的内部空腔里，舵机的连接线顺着空腔排布到机身主控位置，外部没有裸露的线材，行走过程中不会出现线材被拉扯或者被地形障碍物刮断的问题，空腔内壁还做了细小的防滑凸点，线材穿入后会被凸点轻微固定，不会因为关节反复转动导致线材在空腔内来回晃动磨损。每个关节的转动限位做了软质缓冲垫设计，当关节转动到极限位置时，缓冲垫会先接触到限位面，吸收转动到位时的撞击力，不会出现硬碰撞导致的舵机堵转，也不会因为长期撞击出现限位结构的磨损变形。足端的触地面做了网格状的防滑纹理，在光滑的硬质地面行走时能提供足够的摩擦力，不会出现打滑侧移的问题，纹理的深度控制在0.5mm，既不会因为太深容易卡入小石子，也不会因为太浅导致防滑效果不足。