[發(fā)明專(zhuān)利]機(jī)器人下肢

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710356190.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107097213A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘鳴;盧賢資;馬波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沃奇（北京）智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/00;B25J9/06;B25J17/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 曾章沐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地來(lái)說(shuō)，是一種機(jī)器人下肢。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)于機(jī)器人的功能要求一再增加，不再滿(mǎn)足于傳統(tǒng)的笨拙概念。為此，需要機(jī)器人的各個(gè)部件具有高度的仿生性能，以高度模擬人類(lèi)或動(dòng)物的多關(guān)節(jié)靈活運(yùn)動(dòng)。

其中，機(jī)器人下肢是仿生機(jī)器人中至關(guān)重要的關(guān)鍵部件，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的各向移動(dòng)。仿生機(jī)器人，特別是四足機(jī)器人，應(yīng)用于復(fù)雜工況時(shí)，需要滿(mǎn)足起伏路面、上下樓梯等功能。在此，需要機(jī)器人下肢具有多關(guān)節(jié)與多自由度的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種機(jī)器人下肢，具有多關(guān)節(jié)與多自由度的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)四足機(jī)器人的靈活運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種機(jī)器人下肢，具有依次連接的髖關(guān)節(jié)、大腿、膝驅(qū)動(dòng)部、小腿、踝關(guān)節(jié)與支撐底座：

所述髖關(guān)節(jié)具有側(cè)擺組件與前擺組件，所述側(cè)擺組件具有可旋轉(zhuǎn)地保持于機(jī)器人軀體上的側(cè)擺輸出軸，所述前擺組件具有可旋轉(zhuǎn)地保持于側(cè)擺組件上的前擺輸出軸，所述前擺輸出軸與所述側(cè)擺輸出軸軸向垂直，所述前擺輸出軸與所述大腿連接；

所述大腿與所述小腿鉸接，所述膝驅(qū)動(dòng)部可滑動(dòng)地保持于大腿上，所述膝驅(qū)動(dòng)部遠(yuǎn)離所述髖關(guān)節(jié)的一端與所述小腿鉸接，用于驅(qū)動(dòng)所述大腿與所述小腿之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)；

所述踝關(guān)節(jié)用于連接所述小腿與所述支撐底座，所述支撐底座具有半圓柱結(jié)構(gòu)，所述半圓柱結(jié)構(gòu)的圓弧側(cè)面用于與地面接觸。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述髖關(guān)節(jié)還具有髖部傳動(dòng)組，所述髖部傳動(dòng)組兩端分別連接所述側(cè)擺輸出軸與所述機(jī)器人軀體，所述傳動(dòng)組在所述側(cè)擺輸出軸的驅(qū)動(dòng)下可旋轉(zhuǎn)地保持于所述機(jī)器人軀體上，所述前擺組件設(shè)于所述傳動(dòng)組上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述髖部傳動(dòng)組包括髖部傳動(dòng)架，所述髖部傳動(dòng)架具有第一壁、第二壁及連接所述第一壁與所述第二壁的環(huán)形周壁，所述環(huán)形周壁上設(shè)有側(cè)擺連接端與軀體連接端，所述側(cè)擺連接端用于連接所述側(cè)擺輸出軸，所述軀體連接端可旋轉(zhuǎn)地保持于所述機(jī)器人軀體上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述側(cè)擺輸出軸具有用于驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的側(cè)擺驅(qū)動(dòng)組，所述側(cè)擺驅(qū)動(dòng)組為外轉(zhuǎn)子盤(pán)式電機(jī)；和/或所述前擺輸出軸具有用于驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的前擺驅(qū)動(dòng)組，所述前擺輸出軸為外轉(zhuǎn)子盤(pán)式電機(jī)，所述傳動(dòng)組沿所述機(jī)器人軀體的前后移動(dòng)方向的兩側(cè)分別與所述側(cè)擺組件、所述機(jī)器人軀體連接，所述傳動(dòng)組沿所述機(jī)器人軀體的左右移動(dòng)方向的兩側(cè)分別與所述前擺驅(qū)動(dòng)組、所述大腿連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膝驅(qū)動(dòng)部包括膝部滑動(dòng)組、膝部驅(qū)動(dòng)組與膝部傳動(dòng)桿，所述膝部滑動(dòng)組可滑動(dòng)地保持于所述大腿上，所述膝部驅(qū)動(dòng)組具有螺旋傳動(dòng)軸與用于驅(qū)動(dòng)所述螺旋傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的膝部動(dòng)力源，所述螺旋傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)螺母與所述滑動(dòng)組連接，所述螺旋傳動(dòng)軸與所述傳動(dòng)螺母以螺旋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)連接，所述膝部傳動(dòng)桿兩端分別鉸接于所述滑動(dòng)組與所述大腿上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膝部滑動(dòng)組具有膝部滑動(dòng)座與固連于所述膝部滑動(dòng)座上的滑塊，所述大腿上設(shè)有線(xiàn)性導(dǎo)軌，所述膝部滑動(dòng)座通過(guò)所述滑塊而可滑動(dòng)地保持于所述線(xiàn)性導(dǎo)軌上，所述膝部滑動(dòng)座一端連接所述傳動(dòng)螺母，另一端與所述膝部傳動(dòng)桿鉸接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述大腿為內(nèi)設(shè)第一貫通部的柱狀結(jié)構(gòu)，所述膝部滑動(dòng)座為內(nèi)設(shè)第二貫通部的柱狀結(jié)構(gòu)，所述膝部滑動(dòng)座通過(guò)所述滑塊而可滑動(dòng)地保持于所述第一貫通部，所述螺旋傳動(dòng)軸遠(yuǎn)離所述膝部動(dòng)力源的一端位于所述第二貫通部?jī)?nèi)，所述螺旋傳動(dòng)軸遠(yuǎn)離所述膝部動(dòng)力源的一端為自由端。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述小腿具有平行布置的第一鉸接軸與第二鉸接軸，所述第一鉸接軸用于鉸接所述大腿，所述第二鉸接軸用于鉸接所述膝部傳動(dòng)桿，所述第一鉸接軸與所述第二鉸接軸均位于所述小腿接近所述大腿的一端，所述第二鉸接軸位于所述第一鉸接軸接近所述大腿的一側(cè)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述踝關(guān)節(jié)可旋轉(zhuǎn)地保持于所述支撐底座上，并具有用于驅(qū)動(dòng)所述支撐底座旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部；

和/或所述半圓柱結(jié)構(gòu)具有軸平面，所述軸平面上具有足部開(kāi)口，所述足部開(kāi)口與所述半圓柱結(jié)構(gòu)的兩端端面相交而成相對(duì)的兩處側(cè)向開(kāi)口與連接所述側(cè)向開(kāi)口的承載側(cè)壁，所述足部開(kāi)口的中心處設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸孔，所述踝關(guān)節(jié)可旋轉(zhuǎn)地保持于所述足部開(kāi)口與所述旋轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)，所述踝關(guān)節(jié)的側(cè)面具有所述驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部可旋轉(zhuǎn)地保持于所述側(cè)向開(kāi)口而接近所述承載側(cè)壁。