[發明專利]串并聯混合的仿人足球機器人腿部機構

有效

• 申請號: 201610556085.0
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN106005092B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 熊蓉;留云;朱秋國;吳俊
• 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: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種串并聯混合的仿人足球機器人腿部機構，包括依次鉸接的髖關節、兩個大腿連桿（6）、膝關節、兩個小腿連桿（14）、踝關節和腳板（31），其特征在于，所述踝關節包括兩個踝關節驅動單元（15）、兩個雙桿端球軸承連桿（17）、兩個踝關節驅動連桿（18）、兩個后部腳板固定塊（19）、兩個踝關節拉簧（20）、萬向節（21）、第一踝關節緊固塊（23）、第二踝關節緊固塊（24）、軸承（25）、兩個踝關節旋轉軸（28）、兩個踝關節被動連桿（29）、兩個前部腳板固定塊（30）；其中，所述小腿連桿（14）的下部左右兩側均固定安裝有踝關節驅動單元（15），兩個踝關節驅動單元（15）的旋轉軸線重合，其背部通過第一踝關節緊固塊（23）和第二踝關節緊固塊（24）相連，兩個踝關節驅動單元（15）的背部轉軸之間通過軸承（25）相連；所述踝關節驅動單元（15）的輸出軸與踝關節驅動連桿（18）的一端固定連接，踝關節驅動連桿（18）的另一端與踝關節旋轉軸（28）的外端部固定連接；所述踝關節被動連桿（29）的一端與踝關節旋轉軸（28）的內端部固定連接，踝關節被動連桿（29）的另一端與套設在軸承（25）上；所述雙桿端球軸承連桿（17）的一端套設在踝關節旋轉軸（28）上，與踝關節旋轉軸（28）鉸接，雙桿端球軸承連桿（17）的另一端與腳板固定塊（19）鉸接，后部腳板固定塊（19）固定安裝在腳板（31）的腳跟部位；所述萬向節（21）的一端與第一踝關節驅動單元（15）的底部相連，萬向節（21）的另一端與腳板（31）的中部固定連接；所述前部腳板固定塊（30）安裝在腳板（31）的腳掌部位，所述踝關節拉簧（20）的一端與前部腳板固定塊（30）相連，另一端與小腿連桿（14）相連；

所述膝關節包括膝關節驅動連桿（8）、膝關節驅動單元（9）、第二轉動軸（10）、膝關節被動連桿（11）、膝關節拉伸彈簧（12）、第一轉動軸（13）；所述大腿連桿（6）的下部與小腿連桿（14）的上部通過膝蓋旋轉軸（27）鉸接；所述膝關節驅動單元（9）固定安裝在大腿連桿（6）的下部，所述膝關節驅動連桿（8）的一端與膝關節驅動單元（9）的輸出軸固定連接，膝關節驅動連桿（8）的另一端與第一轉動軸（13）鉸接；所述膝關節被動連桿（11）的一端套設在第一轉動軸（13），與第一轉動軸（13）鉸接，膝關節被動連桿（11）的另一端套設在第二轉動軸（10），與第二轉動軸（10）鉸接；所述第二轉動軸（10）固定在小腿連桿（14）的中部；所述膝關節拉伸彈簧（12）的一端勾住第一轉動軸（13），另一端勾住膝蓋旋轉軸（27）。

2.根據權利要求1所述的串并聯混合的仿人足球機器人腿部機構，其特征在于，還包括踝關節套筒（16）和萬向節連接件（22）；所述踝關節套筒（16）套設在踝關節旋轉軸（28）上，用于雙桿端球軸承連桿（17）在踝關節旋轉軸（28）上的定位，即踝關節套筒（16）設置在雙桿端球軸承連桿（17）和踝關節被動連桿（29）之間，或者踝關節套筒（16）設置在雙桿端球軸承連桿（17）和踝關節驅動連桿（18）之間；所述萬向節（21）的一端通過萬向節連接件（22）與第一踝關節驅動單元（15）的底部相連。

3.根據權利要求1所述的串并聯混合的仿人足球機器人腿部機構，其特征在于，所述小腿連桿（14）、膝關節被動連桿（11）、膝關節驅動連桿（8）、大腿連桿（6）構成四連桿機構。

4.根據權利要求1所述的串并聯混合的仿人足球機器人腿部機構，其特征在于，所述髖關節包括：U形架（1）、旋轉法蘭（2）、第一髖關節加固板（3）、髖關節俯仰驅動單元（4）、第二髖關節加固板（5）、髖關節滾動驅動單元（7）、法蘭安裝板（26）；所述髖關節俯仰驅動單元（4）的輸出軸與大腿連桿（6）的上部鉸接，所述第一髖關節加固板（3）和所述第二髖關節加固板（5）固定連接在髖關節俯仰驅動單元（4）的左右兩側，所述旋轉法蘭（2）的底座固定安裝在U形架（1）的一邊，旋轉法蘭（2）的轉軸與法蘭安裝板（26）固定連接，法蘭安裝板（26）固定連接在第一髖關節加固板（3）上；所述髖關節滾動驅動單元（7）固定在第二髖關節加固板（5）上，所述髖關節滾動驅動單元（7）的輸出軸與U形架（1）的另一邊固定連接。

5.根據權利要求1所述的串并聯混合的仿人足球機器人腿部機構，其特征在于，所述踝關節驅動單元（15）可以是舵機或者電機加減速器的單元整體。