[發明專利]一種無纜三自由度關節模組及仿生腿足結構

在審

• 申請號: 202210505764.0
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114771688A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 梁振杰;江磊;許威;黨睿娜;王志瑞;劉宇飛;趙建新;邱天奇;許鵬;邢伯陽;蔣云峰;蘇波;張進
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙欣

1.一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，包括前擺關節、膝關節、側展關節；膝關節尾部與前擺關節輸出端固定連接，前擺關節的前擺關節電機通過前擺電機支撐座一側與側展電機輸出端固定連接，另一側通過轉動銷軸與機器人機身連接，膝關節與前擺關節同向布置，側展關節旋轉軸線與前擺關節、膝關節軸線垂直，前擺關節為中空結構，膝關節模組動力線和控制線通過前擺電機中空軸從前擺電機尾部引出。

2.如權利要求1所述的一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，膝關節尾部通過膝關節安裝法蘭與前擺電機輸出端連接，膝關節安裝法蘭坐落于交叉滾子軸承上，交叉滾子軸承外圈與膝關節安裝法蘭配合安裝，交叉滾子軸承內圈與前擺電機支撐支座配合安裝。

3.如權利要求2所述的一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，膝關節安裝法蘭104上設計了前擺關節輸出型面1043與前擺關節輸出軸形成型面配合，交叉滾子軸承內圈與前擺關節支撐座凸臺面10213配合。

4.如權利要求2所述的一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，膝關節線纜經膝關節安裝法蘭104上的走線槽1044后穿過前擺關節中空軸1022從前擺關節尾部引出，在前擺關節中空軸處設計有線纜支撐軸承1023。

5.如權利要求1所述的一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，單個關節由軸向磁通電機配置一體化減速器組成，軸向磁通電機的雙定子繞組固定在電機的結構件上。

6.如權利要求5所述的一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，減速器部分結構內嵌于軸向磁通電機的內徑空間內，關節電機輸出端軸承采用交叉滾子軸承。

7.如權利要求1所述的一種無纜三自由度關節模組，其特征在于，采用模塊化安裝結構，整個安裝接口在側展電機安裝端面和前擺電機支撐端面上。

8.一種仿生機器人腿足結構，其特征在于，包括足大腿、足小腿和如權利要求1-7任一項所述的無纜三自由度關節模組，足大腿與膝關節電機外殼固定安裝，足小腿3與足大腿2由膝關節銷軸202連接形成轉動副，曲柄11一端與膝關節輸出軸固定連接，另一端通過連桿12與足小腿3連接，形成平行四連桿機構。

9.如權利要求8所述的一種仿生機器人腿足結構，其特征在于，足小腿下端與法蘭連接盤固定連接，法蘭連接盤的孔腔內安裝有力傳感器，螺栓穿過力傳感器將法蘭連接盤和足底連接座連接；法蘭連接盤4下端六邊形凸臺403與足底連接座6上六邊形凹腔601滑動配合，使機器人行走時沿腿部方向可浮動。

10.如權利要求9所述的一種仿生機器人腿足結構，其特征在于，法蘭連接盤4上部開有螺栓孔401，用于和足小腿3連接；上端開有O型圈槽和用于安裝力傳感器的孔腔，O型圈8裝在O型圈槽402中，力傳感器5裝在孔腔404中，孔腔內開有用于布線的孔。