[發明專利]單腿跳躍機器人機構

有效

• 申請號: 201210369619.0
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102874339A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 朱秋國;陳杰;熊蓉;褚健
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，尤其涉及一種單腿跳躍機器人機構。

背景技術

近些年來，機器人技術得到了迅速發展，并與人們的日常生活越來越緊密。人們希望機器人能夠像人類自身一樣，具有快速靈巧的運動能力、良好的交互能力和高效的供給動力。特別是隨著仿人機器人、服務機器人的迅速發展，人們對機器人的快速、靈活和高效的運動能力提出了更高要求。

目前，我國大部分腿式機器人只能實現類似行走或爬行的動作，并且行走或爬行的速度受到了電機等驅動的約束。近些年來，人們開始關注跳躍機器人的研究，并通過關節的儲能設計，使得機器人通過吸收外部的沖擊或利用自身的重力作用，轉化成關節的輸出能量，這種機制適用于單腿跳躍機器人，從而實現機器人的快速、靈巧和高效運動。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種單腿跳躍機器人機構，通過串聯彈簧的方式，提高關節的輸出能量，通過鋼絲繩牽引的方式，經過重量的合理分配，使機器人重心靠近髖關節，以提高機器人跳躍運動的可行性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種單腿跳躍機器人機構，由身體、大腿和小腿三部分組成，身體與大腿、大腿與小腿之間分別通過髖關節和膝關節連接。單腿機器人的身體部分包括了身體右側板、身體左側板、身體平板、連結桿、驅動器、驅動器座、以及髖電機、髖主動輪、髖同步帶等組成，身體右側板和身體左側板通過身體平板連接，驅動器座上安裝有驅動器，并固定在身體平板上，連結桿由身體右側板和身體左側板的身體第一軸承和身體第二軸承支撐，髖部的髖電機安裝在身體右側板上，由髖主動輪經髖同步帶進行動力傳遞；大腿部分由大腿右側板、大腿左側板、大腿連結桿、膝電機、膝主動輪和膝同步帶等組成，大腿右側板和大腿左側板通過大腿連結桿連接，膝電機通過膝主動輪和膝同步帶進行動力傳遞；小腿部分由小腿架、小腿、力傳感器、足底橡膠底等組成，小腿架與膝傳動輪和小腿連接，小腿內側安裝有彈簧，底部安裝有力傳感器和足底橡膠墊；髖關節部分實現髖和膝的運動，髖關節第一諧波減速器安裝在身體右側板上，髖第一主軸由髖從動輪輸入，經過第一平鍵帶動諧波減速器運動，髖第一主軸兩端由髖第一軸承和髖第二軸承支撐，且由第一套筒軸向限位，髖第一軸承安裝在髖第一端蓋內，髖第二軸承一端安裝有第一軸承套，諧波減速器外側經第一軸承套筒安裝有第一支撐軸承，第一支撐軸承嵌入在大腿右側板內，諧波減速器將運動傳遞到髖輸出法蘭，帶動大腿部分的運動；髖關節第二諧波減速器安裝在身體左側板上，髖第二主軸由膝從動輪輸入，經過第二平鍵帶動諧波減速器運動，髖第二主軸兩端由髖第三軸承和髖第四軸承支撐，且由第二套筒軸向限位，髖第三軸承安裝在髖第二端蓋內，髖第四軸承一端安裝有第二軸承套，諧波減速器外側經第二軸承套筒安裝有第二支撐軸承，第二支撐軸承嵌入在大腿左側板內，諧波減速器將運動傳遞到髖傳動輪，經過大腿鋼絲繩帶動膝關節運動，鋼絲繩的兩端分別裝有緊固頭，一端安裝在斜面上，另一端安裝在滑塊的斜面上，滑塊上安裝有螺釘，整個鎖緊座通過螺釘固定在髖傳動輪上，髖傳動輪與髖輸出法蘭之間安裝有中間支撐軸承；膝關節部分由膝主軸、膝傳動輪、膝輔助輪等組成，膝主軸兩端安裝有膝第一軸承和膝第二軸承，膝第一軸承安裝在膝軸承法蘭內，膝軸承法蘭與大腿右側板連接，膝第二軸承安裝在大腿左側板內，膝主軸的轉動角度通過安裝在電位計座上的電位計進行檢測，膝主軸上安裝有膝傳動輪，膝傳動輪通過小腿鋼絲繩帶動小腿架轉動，膝傳動輪與小腿架之間通過螺釘連接，膝輔助輪通過中間支撐軸承安裝在膝主軸上，中間支撐軸承由膝套筒和法蘭軸向限位，膝輔助輪上安裝有小腿鋼絲繩，小腿鋼絲繩的兩端分別安裝有緊固頭，一端安裝在膝輔助輪上，膝輔助輪由安裝在大腿連接桿上的擋塊和橡膠帽進行限位，小腿架和小腿連接在一起，小腿內安裝有彈簧和彈簧座，鋼絲繩的另一端固定在彈簧座的底部。