[發(fā)明專利]一種適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811258888.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109466652B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高亮;胡成顥;王美思;宋志濤;盧盛雨;鐘浩然;董昊臻;李培根
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

1.一種適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：

所述多自由度軀干機構(gòu)包括上半部、骨盆和髖關(guān)節(jié)組件以及兩個髖關(guān)節(jié)pitch方向驅(qū)動組件，所述骨盆和髖關(guān)節(jié)組件連接于所述上半部；兩個所述髖關(guān)節(jié)pitch方向驅(qū)動組件連接于所述骨盆和髖關(guān)節(jié)組件；

所述上半部及所述髖關(guān)節(jié)pitch方向驅(qū)動組件是由油缸驅(qū)動的，所述骨盆和髖關(guān)節(jié)組件是由電機驅(qū)動的；所述上半部通過三個油缸來實現(xiàn)雙足機器人的前俯后仰、左右翻滾及在豎直方向的移動；所述骨盆和髖關(guān)節(jié)組件與所述髖關(guān)節(jié)pitch方向驅(qū)動組件相配合來實現(xiàn)所述雙足機器人的骨盆及髖關(guān)節(jié)在yaw方向、roll方向、pitch方向的運動；

其中，所述上半部包括胸腔外殼、第一伺服油缸、三個十字軸、第一連接板及兩個第二伺服油缸，所述胸腔外殼形成有通槽，所述通槽用于收容所述第一連接板；三個所述十字軸中的一個設(shè)置在所述第一連接板的一端上，另外兩個所述十字軸設(shè)置在所述第一連接板的另一端上；位于所述第一連接板的同一端的兩個所述十字軸間隔設(shè)置，且兩者分別連接于兩個所述第二伺服油缸，所述第一伺服油缸連接于另外一個所述十字軸；兩個所述第二伺服油缸的液壓桿分別轉(zhuǎn)動地連接于所述胸腔外殼；所第一伺服油缸連接于所述胸腔外殼；所述第一伺服油缸及所述第二伺服油缸分別位于所述胸腔外殼的前部及后部。

2.如權(quán)利要求1所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述第一伺服油缸的運動行程為40mm；所述第二伺服油缸的運動行程為60mm。

3.如權(quán)利要求1-2任一項所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述骨盆和髖關(guān)節(jié)組件包括骨盆yaw方向驅(qū)動模塊、骨盆roll方向驅(qū)動模塊、兩個髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊、兩個髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊、骨盆大板及骨盆擺動件，所述骨盆yaw方向驅(qū)動模塊連接于所述第一連接板的中部，其外殼固定連接于所述骨盆擺動板件的中部；所述骨盆roll方向驅(qū)動模塊的法蘭盤連接于所述骨盆擺動板件的一端，其外殼連接于所述骨盆大板；兩個所述髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊設(shè)置在所述骨盆大板上，且分別連接于兩個所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊。

4.如權(quán)利要求3所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述骨盆大板基本呈矩形，其開設(shè)有兩個圓孔及一個方形孔；所述骨盆擺動板件基本呈n字型，其一端穿過所述方形孔后活動地連接于所述骨盆大板，另一端連接于所述骨盆roll方向驅(qū)動模塊；所述髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊穿過所述圓孔后連接于所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊。

5.如權(quán)利要求3所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述骨盆yaw方向驅(qū)動模塊、所述骨盆roll方向驅(qū)動模塊、所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊均與所述髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)相似，且驅(qū)動原理相同。

6.如權(quán)利要求3所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊通過連接組件連接于所述髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊，所述連接組件包括髖關(guān)節(jié)roll方向擺動件，所述髖關(guān)節(jié)roll方向擺動件連接所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊的法蘭盤與所述髖關(guān)節(jié)pitch方向驅(qū)動組件，且所述髖關(guān)節(jié)roll方向擺動件由所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊的法蘭盤驅(qū)動。

7.如權(quán)利要求1-2任一項所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊包括電機組件、連接于所述電機組件的輸入軸、連接于所述輸入軸的諧波減速器及連接于所述諧波減速器的骨盆法蘭盤，所述骨盆法蘭盤連接于所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊，所述髖關(guān)節(jié)yaw方向驅(qū)動模塊通過所述骨盆法蘭盤將運動輸出給所述所述髖關(guān)節(jié)roll方向驅(qū)動模塊。

8.如權(quán)利要求1-2任一項所述的適用于雙足機器人的多自由度軀干機構(gòu)，其特征在于：所述髖關(guān)節(jié)pitch方向驅(qū)動組件的驅(qū)動器為第三伺服油缸，其通過將所述第三伺服油缸的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，進(jìn)而帶動所述髖關(guān)節(jié)在pitch方向運動。