[發明專利]一種可自動伸縮的機器人腿

無效

• 申請號: 201210531579.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102991602A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 楊世錫;丁長濤;甘春標;徐安定
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 劉芬豪

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別地涉及一種可自動伸縮的機器人腿。

背景技術

機器人在搬運、焊接和日常生活中均可以代替人類完成許多工作，尤其是一些重復性、枯燥乏味的工作，因此成為近幾十年來研究的熱點。在機器人的應用過程中，要求具有良好的穩定性和高效性，設計滿足上述兩個要求的機器人已成為學者和研究人員的研究重點和難點。

仿人機器人可以模仿人的行走步態，在其行走過程中，利用髖關節和膝關節的屈伸使得機器人向前行走。例如中國專利文獻CN101121424A公開了一種多自由度的雙足機器人下肢機構，該機構可最大程度的實現雙足機器人擬人步態行走，經濟可行，承載力大。另外中國專利文獻CN101229826A公開了一種雙足機器人的下肢機構，該機構具有10個自由度，實現髖關節和膝關節前擺自由度的兩個電機均設計于膝關節處，優化了腿部機構的質量布局，降低了設計難度。上述專利均是通過髖關節和膝關節的擺動使得機器人向前行走的。

目前大部分仿人機器人機構都是通過髖關節和膝關節的屈伸擺動實現運動的，通過機器人腿的伸縮實現機器人運動的機構還較少。當機器人腿通過屈伸擺動實現運動時，一般需要多個電機對各關節進行驅動，這樣就會涉及到初始狀態的確定和變量協調的問題，增加了控制系統的復雜性。另外，目前大部分仿人機器人腿的運動精度不夠高、反應較為緩慢、可靠性和穩定性仍需提高且結構較為復雜。

發明內容

為了達到上述目標，本發明提供了一種便于控制、運動精度高、反應靈敏、安全可靠、結構簡單緊湊、便于加工安裝的可自動伸縮的機器人腿解決方案。

本發明的技術方案為：

一種可自動伸縮的機器人腿，包括運動單元、上固定座、上電磁鐵、套筒、下電磁鐵、下固定座、U形塊、彈簧板和彈簧。其中上固定座、上電磁鐵、套筒、下電磁鐵、下固定座、U形塊依次自上而下固連在一起。所述彈簧安裝在U形塊底部，彈簧板在遠離U形塊底部的一端與所述彈簧固定連接。所述運動單元進一步包括依次自上而下固定連接的上連接桿，運動電磁鐵和下連接桿，進一步在所述運動電磁鐵的上端面和下端面分別設置上緩沖墊和下緩沖墊，所述上緩沖墊、運動電磁鐵和下緩沖墊設置在套筒的空腔中，所述上連接桿貫穿所述上固定座和上電磁鐵，所述下連接桿貫穿所述下電磁鐵和下固定座。所述運動電磁鐵的極性可變，所述上電磁鐵和下磁鐵的極性固定且相反，通過改變運動電磁鐵的極性改變其與上電磁鐵和下電磁鐵之間的受力，帶動上連接桿在套筒中運動，從而實現腿的伸縮功能。

優選地，所述上固定座和下固定座的中間為鋸齒狀的孔。

優選地，所述套筒的兩端設有翻邊結構。

優選地，采用繼電器控制所述運動電磁鐵極性的改變。

與現有技術采用的相比，本發明的有益效果是：

(1)可以實現機器人腿的自動伸縮。通過控制系統自動調節機器人腿的位置，從而實現機器人腿的靈活伸縮。

(2)運動精度高，可操作性強。由于對運動單元所到達的極限位置進行了限制，因此運動精度高。由于彈簧能起到“儲能”的作用，因此避免了“卡死”等現象，可操作性強。

(3)反應靈敏、方便控制且穩定可靠。通過繼電器改變運動電磁鐵的極性，因此裝置反應靈敏且方便控制。

(4)結構簡單緊湊、便于加工安裝。

附圖說明

圖1為本發明實施例的可自動伸縮機器人腿的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的可自動伸縮機器人腿的運動單元結構示意圖；

圖3為本發明實施例的可自動伸縮機器人腿的上固定座、上電磁鐵、套筒結構示意圖；

圖4為本發明實施例的可自動伸縮機器人腿的下電磁鐵、下固定座、U形塊結構示意圖；

圖5為本發明實施例的可自動伸縮機器人腿的彈簧板和彈簧結構示意圖。

附圖標記說明：

1-上連接桿；2-上固定座；3-上電磁鐵；4-上緩沖墊；5-運動電磁鐵；6-下緩沖墊；7-套筒；8-下連接桿；9-下電磁鐵；10-下固定座；11-U形塊；12-彈簧板；13-彈簧。

具體實施方式