[發明專利]一種機器人腿部結構及機器人

有效

• 申請號: 201910127593.0
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN109733503B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 高峰;陳先寶;劉仁強;孫競;孫喬
• 申請（專利權）人: 上海交大臨港智能制造創新科技有限公司;上海交通大學;上海智籍機器人有限公司
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 甘章乖;王路豐

本申請提供了一種機器人腿部結構，包括支架、驅動機構和腿部機構，所述腿部機構為包括前連桿、后連桿、上連桿、中連桿和下連桿的復合連桿機構，所述后連桿上設有第一關節、第二關節和第三關節且其連線形成第一三角形，所述前連桿上設有第四關節，第五關節和第六關節其誒其連線形成第二三角形，所述第一三角形和第二三角形經平移后完全重合，所述驅動機構在后連桿的任意關節處與所述腿部機構聯動連接，驅動所述后連桿和與所述后連桿相鄰的對應連桿繞同一轉動軸線獨立轉動，使機器人的腿部機構可以完成更多的精細動作，即可以向前彎曲，也可以向后彎曲，增強了機器人運動時的靈活性。

技術領域

本申請涉及機器人領域，尤其涉及一種機器人腿部結構和具有該腿部結構的機器人。

背景技術

機器人技術是目前世界各國科研人員公認的高新技術，它集合了機械設計、計算機與信息處理技術、自動化、傳感器應用技術和人工智能技術等多門學科的最新研究成果，可以說機器人技術是當之無愧的機電一體化技術的綜合體。

目前各國研究的移動式機器人主要包括輪式機器人、足式機器人和履帶式機器人。無論哪種形式的機器人都可以平穩的通過波紋比較小的地面，但是當地面波紋比較大的時候，就會使輪式機器人的能量損耗現象加重，尤其需要指出的是輪式機器人在波紋浮動較大且較軟的路面上根本無法正常工作。相比之下，履帶式的機器人可以在波紋浮動較大且較軟的路面上移動，但機動性會降低而且這種機器人的機身也會出現明顯的振動使得運動不平穩。現在研制的足式機器人正好彌補了那兩種移動機構的缺陷，成為研究熱點。研究人員從動物身上得到靈感設計了很多仿生足式機器人。該類機器人對路況要求相對較低，僅需要有足夠多的離散立足點就可以實現穩定行走， Boston Dynamics公司研發的SPOTMINI機器狗已經有能力處理一些簡單的家務，能上下樓梯，但是，在它上樓梯后，需要調轉180度才能繼續下樓梯，這是由于它的腿部結構只能朝單一方向彎曲引起的。

發明內容

鑒于目前機器人腿部結構存在的上述不足，本申請提供一種機器人腿部結構，能夠向前、后兩個方向彎曲，進而實現更多的腿部動作控制。

為達到上述目的，本申請的實施例采用如下技術方案：

一種機器人腿部結構，包括支架、驅動機構和腿部機構，所述驅動機構固定在支架上，與腿部機構聯動連接，所述腿部機構為包括前連桿、后連桿、上連桿、中連桿和下連桿的復合連桿機構，所述后連桿上設有第一關節、第二關節和第三關節且所述第一關節、第二關節和第三關節的連線形成第一三角形，所述前連桿上設有第四關節，第五關節和第六關節，所述第四關節、第五關節和第六關節的連線形成第二三角形，所述第一三角形和第二三角形經平移后完全重合，所述前連桿和所述后連桿間隔設置，所述上連桿通過第一關節與所述后連桿轉動配合，所述中連桿通過第二關節與所述后連桿轉動配合，所述下連桿通過第三關節與所述后連桿轉動配合，所述上連桿通過第四關節與所述前連桿轉動連接，所述中連桿通過第五關節與所述前連桿轉動連接，所述下連桿通過第六關節與所述前連桿轉動連接；

所述驅動機構在后連桿的任意關節處與所述腿部機構聯動連接，驅動所述后連桿和與所述后連桿相鄰的對應連桿繞同一轉動軸線獨立轉動，使所述第四關節、第五關節和第六關節向前彎曲或者向后彎曲；

所述前連桿向下延伸形成小腿，所述小腿的底端設有足部。

所述支架用來與機器人的軀體或者其它機構進行連接，所述驅動機構用來提供動力，所述腿部機構為一個復合的連桿結構，由于述第一關節、第二關節和第三關節的連線形成三角形和所述第四關節、第五關節和第六關節形成的三角形為兩個全等的三角形，使所述第一關節、第二關節、第五關節和第四關節的連線形成平行四邊形，所述第二關節、第三關節、第六關節和第五關節的連線形成平行四邊形。