[實用新型]仿生模塊和機器人

有效

• 申請號: 201720254340.6
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN206552141U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 鄭世杰;趙嵩陽;馬振坤
• 申請（專利權）人: 北京若唯世紀科技有限公司
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司11514
• 代理人: 孟凡臣

技術領域

本實用新型屬于機器人的驅動技術領域，特別是涉及仿生模塊和設置有仿生模塊的機器人。

背景技術

現有技術中，機器人大多采用阿西莫夫機器人的形式，即機器人的各個關節是相互串聯的，例如通過控制大臂的角度來實現控制肘的位置，通過控制肘的位置來控制小臂運動的相對固定點，或者是通過控制大腿的角度來實現控制膝蓋的位置，通過控制膝蓋的位置，來控制小腿運動的相對固定點。采用這種布局方式，需要在每個關節處都設置驅動機構，例如設置電動機，將會導致腿部的重量明顯增加，從而使得腿部的慣性明顯增加。這樣會造成腿部的運動速度無法加快，因為其慣性負載較大，為了克服慣性負載，則又需要加大相應的電動機。從而進入到一個死循環中。

雖然，目前有契比雪夫機器人，實現了由安裝在背部或腹部的驅動機構來帶動同一側的前后兩條腿，具體說來，每條腿自上而下，依次包括一個等邊三角形、平行四邊形、直角三角形，等邊三角形的一條邊和直角三角形的一條邊分別與平行四邊形中的相互平行的一對邊中的一條邊重疊，僅有平行四邊形能夠改變形狀，分別通過兩根連桿分別帶動等邊三角形并不與平行四邊形的邊所對的頂點和直角三角形的與平行四邊形重疊的一條邊上的一個頂點，且這兩根連桿相互樞接，樞接的點繞某一定點做圓周運動，來實現同時帶動兩條腿進行運動。但是這種機器人，由于兩根連桿的較為靠下的一根需要與平行四邊形的靠下的一條邊的某個頂點連接，所以這個連桿需要占據機器人腹部以下的空間，從而在一定意義上降低機器人的通過性能。

發明內容

本實用新型為克服現有技術中存在的技術問題而提供仿生模塊和機器人，該仿生模塊可以將仿生機器人的中下部周邊空間騰出。

一種仿生模塊，包括驅動機構、大腿和小腿，驅動機構包括第一驅動機構和第二驅動機構，大腿包括桿甲、桿乙、桿丙、桿丁、桿戊、桿己、桿辛，桿甲的尾端與桿乙的首端樞接、桿乙的尾端與桿丙的首端樞接、桿丙的尾端與桿丁的首端樞接，桿戊的尾端與桿己的首端樞接、桿己的尾端與桿辛的首端樞接，小腿與桿丙固定連接，桿甲位于桿丙的上方，桿戊位于桿辛的上方，桿甲與桿戊固定連接且成劣角設置，桿丙與桿辛固定連接且成劣角設置，桿甲與第一驅動機構傳動連接，桿丁與第二驅動機構傳動連接，桿甲與桿丙的長度相同，且桿甲和桿丙始終保持平行，桿戊與桿辛的長度相同，且桿戊和桿辛始終保持平行，第一驅動機構驅動桿甲旋轉的旋轉中心與第二驅動機構驅動桿丁的旋轉中心重合。

通過將驅動機構設置在桿甲和桿丁的上部，分別利用一個驅動機構帶動桿甲和桿丁，利用兩個動力源來驅動連桿機構，可以將仿生機器人的中下部的周邊空間騰出，利于實現設置仿生模塊的機器人跨越障礙物。而且，與桿甲、乙、丙相對的設置了另外一套包括桿戊、己、辛的四桿機構，可以使兩個四桿機構聯動，在桿甲、乙、丙所構成的四桿機構處于死點時，另一套四桿機構不處于死點，兩套四桿機構相互補充，可以避免整套機構的死點出現，并且擴大小腿的運動角度。

而且，當兩個旋轉機構分別驅動桿甲和桿丁的旋轉中心重合時，可以明顯的擴大動作幅度。

一種仿生模塊，包括驅動機構、大腿和小腿，驅動機構包括第一驅動機構、第二驅動機構、第一驅動輪和第二驅動輪，第一驅動輪轉動設置在大腿的上部，第一驅動輪與第一驅動機構傳動連接，第二驅動輪轉動設置在大腿的下部并與小腿固定連接，第一驅動輪與第二驅動輪傳動連接，大腿與第二驅動機構傳動連接。

通過驅動輪驅動的方式，減少了連桿機構的樞接點的數量，減少了轉動點的設置個數，降低了潤滑不到位的情況可能造成的磨損，而且，也消除了連桿機構死點出現的可能性。

優選的技術方案，其附加特征在于：第一驅動輪與第二驅動輪的傳動比為1。

當將二者的傳動比設定為1時，兩個驅動輪就可以視為是一個輸入連桿和輸出連桿等長的雙曲柄機構，便于直接通過控制第一驅動輪以相同的轉速帶動第二驅動輪，方便了設計人員的設計。

優選的技術方案，其附加特征在于：第一驅動輪與第二驅動輪的傳動比小于1。

通過將傳動比設置的小于1，可以擴大小腿7的工作范圍。

優選的技術方案，其附加特征在于：第一驅動輪與第二驅動輪的傳動比大于1。

通過將傳動比設置的大于1，可以利用第一驅動輪與第二驅動輪再做一次減速，從而可以減小用于驅動第一驅動輪的第一驅動機構的輸出扭矩。

一種機器人，設置有根據上述任一的仿生模塊。

通過設置上述的仿生模塊，可以將機器人在仿生機器人中下部的周邊空間騰出，利于實現機器人跨越較高的障礙物。