[發明專利]具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構

有效

• 申請號: 201210021783.2
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN102582714A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李貽斌;王海燕;馬昕;樊會星
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.一種具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，包括兩條機器人腿，所述每條機器人腿上部均與一個機器人轉向機構相連，所述機器人轉向機構設置于機器人軀干上，所述每條機器人腿下部均連接有一只機器人足；所述每條機器人腿、每個機器人轉向機構和每一只機器人足均采用液壓驅動；其中，一條機器人腿、一個機器人轉向機構和一只機器人足上共設有一個以機器人軀干法向為軸的主動旋轉自由度轉動副I、一個側向主動自由度轉動副II、一個側向被動自由度轉動副VI及三個前向主動自由度分別是轉動副III、轉動副IV和轉動副V。

2.如權利要求1所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述每個機器人轉向機構均由主動部分和從動部分組成；所述主動部分包括：液壓馬達、直齒齒輪、止動墊圈I和螺釘，所述液壓馬達安裝于機器人軀干上，液壓馬達的輸出軸向下穿過機器人軀干，直齒齒輪安裝在液壓馬達輸出軸上，軸端的固定方式為止動墊圈I加螺釘；

所述從動部分包括單腿轉向用從動直齒齒輪軸、側擺油缸固定支架、機器人腿支架、角位移傳感器和角位移傳感器支架；所述單腿轉向用從動直齒齒輪軸穿過機器人軀干并通過軸承裝置固定于機器人軀干上，角位移傳感器通過角位移傳感器支架安裝于軸承裝置頂端，且角位移傳感器與單腿轉向用從動直齒齒輪軸相連；單腿轉向用從動直齒齒輪軸與主動部分的直齒齒輪相嚙合，單腿轉向用從動直齒齒輪軸下端與機器人腿支架相連，機器人腿支架上設置有側擺油缸固定支架。

3.如權利要求2所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述軸承裝置包括軸承蓋、圓螺母、止動墊圈、圓錐滾子軸承I、軸承支撐架、圓錐滾子軸承II，所述圓錐滾子軸承I和圓錐滾子軸承II的外圈寬對寬反裝，上下安裝于軸承支撐架中，所述軸承蓋固定于軸承支撐架上部，圓錐滾子軸承I和軸承蓋之間由下向上設有止動墊圈和圓螺母。

4.如權利要求3所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述軸承支撐架下端設有能夠固定于機器人軀干上的法蘭盤。

5.如權利要求3所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述軸承蓋上設有供單腿轉向用從動直齒齒輪軸穿過的孔。

6.如權利要求2所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述每條機器人腿均由三段依次連接的腿節組成，其中，三段依次連接的腿節由上而下分別為：機器人腿節I、機器人大腿、機器人小腿；

所述機器人腿節I，通過軸線沿軀干縱向的轉動副II和液壓伺服油缸I與機器人腿支架相連；

所述機器人大腿，通過軸線沿軀干橫向的轉動副III和液壓伺服油缸II與機器人腿節I連接；

所述機器人小腿，通過軸線沿軀干橫向的轉動副IV和液壓伺服油缸III與機器人大腿連接。

7.如權利要求6所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述液壓伺服油缸I一端鉸接于所述側擺油缸固定支架上，另一端鉸接于機器人腿節I內側面上；

所述液壓伺服油缸II一端鉸接于機器人腿節I上，另一端鉸接于機器人大腿上。

8.如權利要求6所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述液壓伺服油缸III一端鉸接于機器人大腿上，另一端鉸接于機器人小腿上。

9.如權利要求6所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述每一個機器人足，均通過軸線沿軀干橫向的轉動副V和液壓伺服油缸IV與機器人小腿連接；

每一個機器人足均包括：足部轉動軸支架I，圓柱螺旋扭轉彈簧，轉動軸，液壓伺服油缸連接架，阻尼器，足部轉動軸支架II，足部支撐板I，足部支撐板II，緩沖裝置，六維力傳感器，套筒；

所述足部轉動軸支架I和足部轉動軸支架II固定于足部支撐板I上，轉動軸兩端分別伸入足部轉動軸支架I和足部轉動軸支架II中，伸入足部轉動軸支架I中的轉動軸上套有圓柱螺旋扭轉彈簧，伸入足部轉動軸支架II中的轉動軸上套有套筒，靠近足部轉動軸支架II的轉動軸上設有阻尼器；液壓伺服油缸連接架設置于轉動軸上，轉動軸與機器人小腿鉸接組成轉動副V；液壓伺服油缸IV一端鉸接于機器人小腿上，另一端鉸接于液壓伺服油缸連接架上；所述足部支撐板I下部通過六維力傳感器連接有足部支撐板II，足部支撐板II下部設有緩沖裝置。

10.如權利要求9所述的具有負重能力的液壓驅動雙足機器人下肢機構，其特征是，所述每一個液壓伺服油缸均包括電液伺服閥、液壓缸、線位移傳感器和力傳感器，力傳感器安裝在液壓缸的缸桿上，線位移傳感器安裝液壓缸的一側；電液伺服閥與液壓缸為一體結構。