[發明專利]一種適用于電動足式機器人的高負載三段式腿結構

有效

• 申請號: 201910984394.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110588833B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 賈文川;蘇桂淦;王澤宇;馬書根;孫翊;袁建軍;鮑晟;蒲華燕
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;B25J17/02
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種適用于電動足式機器人的高負載三段式腿結構，其特征在于：包括髖關節驅動模塊(1)、髖關節模塊(2)、側擺關節驅動模塊(3)、膝關節模塊(4)、踝關節模塊(5)、小腿模塊(6)；

其中，髖關節驅動模塊(1)、側擺關節驅動模塊(3)、膝關節模塊(4)、踝關節模塊(5)均設有動力裝置及動力輸出接口，以為各運動關節提供旋轉動力；髖關節驅動模塊(1)、髖關節模塊(2)、側擺關節驅動模塊(3)均與機器人機身結構(0)相連接；

所述髖關節驅動模塊(1)的動力輸出接口與髖關節模塊(2)相連，膝關節模塊(4)與髖關節模塊(2)相連并繞髖關節模塊(2)的輸出端軸線轉動；髖關節模塊(2)輸出的旋轉動力經由髖關節模塊(2)帶動膝關節模塊(4)、踝關節模塊(5)、小腿模塊(6)屈曲伸張，實現機器人腿結構的髖關節運動；

所述側擺關節驅動模塊(3)的動力輸出接口與膝關節模塊(4)相連，輸出的旋轉動力帶動膝關節模塊(4)、踝關節模塊(5)、小腿模塊(6)側向擺動，實現機器人腿結構的側擺關節運動；

所述膝關節模塊(4)的動力輸出接口與踝關節模塊(5)相連，踝關節模塊(5)繞膝關節模塊(4)的輸出端軸線轉動，膝關節模塊(4)輸出的旋轉動力帶動踝關節模塊(5)、小腿模塊(6)屈曲伸張，實現機器人腿結構的膝關節運動；

所述踝關節模塊(5)的動力輸出接口與小腿模塊(6)相連，小腿模塊(6)繞踝關節模塊(5)的輸出端軸線轉動；踝關節模塊(5)輸出的旋轉動力帶動小腿模塊(6)屈曲伸張，實現機器人腿結構的踝關節運動。

2.根據權利要求1所述的一種適用于電動足式機器人的高負載三段式腿結構，其特征在于：

所述髖關節驅動模塊(1)包括髖關節機殼(11)、髖關節電機(12)、髖關節減速器(13)、髖關節機殼端蓋(14)、髖關節第一錐齒輪(15)；髖關節機殼(11)固連在機器人機身結構(0)上，為髖關節驅動模塊(1)提供安裝定位，髖關節電機(12)的定子連接盤固連在髖關節機殼(11)內，髖關節減速器(13)的輸入軸與髖關節電機(12)的轉子相連，髖關節減速器(13)的輸出軸與髖關節第一錐齒輪(15)相連，髖關節減速器(13)的外連接盤與髖關節機殼端蓋(14)固連，髖關節機殼端蓋(14)與髖關節機殼(11)固連；髖關節電機(12)、髖關節減速器(13)均與髖關節第一錐齒輪(15)的主旋轉軸相共軸；

髖關節電機(12)產生的旋轉動力經由髖關節減速器(13)變速后傳遞給髖關節第一錐齒輪(15)，作為髖關節驅動模塊(1)的動力輸出，髖關節第一錐齒輪(15)為髖關節驅動模塊(1)的動力輸出接口。

3.根據權利要求2所述的一種適用于電動足式機器人的高負載三段式腿結構，其特征在于：

所述髖關節模塊(2)包括髖關節第二錐齒輪(21)、髖關節第一軸承(22)、髖關節基座(23)、髖關節第二軸承(24)、髖關節第三軸承(25)、髖關節框架(26)；其中髖關節第二錐齒輪(21)、髖關節第一軸承(22)、髖關節基座(23)均與髖關節框架(26)的主旋轉軸相共軸，且軸線為髖關節模塊(2)的主旋轉軸；其中髖關節基座(23)與機器人機身結構(0)固連，為髖關節模塊(2)提供安裝定位，髖關節第二錐齒輪(21)與髖關節基座(23)通過髖關節第一軸承(22)相連，髖關節框架(26)一端與髖關節第二錐齒輪(21)固連，另一端與髖關節第二軸承(24)、髖關節第三軸承(25)相連，髖關節第二軸承(24)、髖關節第三軸承(25)分列于髖關節框架(26)的主旋轉軸的兩側，髖關節第二軸承(24)、髖關節第三軸承(25)相共軸，其共軸軸線為髖關節模塊(2)的副旋轉軸；

所述髖關節第一錐齒輪(15)與髖關節第二錐齒輪(21)相連接形成錐齒輪副，髖關節模塊(2)繞其自身的主旋轉軸轉動以實現髖關節運動。

4.根據權利要求3所述的一種適用于電動足式機器人的高負載三段式腿結構，其特征在于：所述髖關節模塊(2)的主旋轉軸與副旋轉軸相交并垂直；所述髖關節第一錐齒輪(15)的軸線與髖關節第二錐齒輪(21)的軸線相交并垂直。