CN101157373A - 机器人的踝关节 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人踝关节，其特征是：伺服电机(4、5)分别安装在小腿基座(1)的上部，驱动摆杆(3)的一端通过安装孔与伺服电机(5)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(14)与连杆(2)的一端相连；连杆(2)的另一端通过转动副铰链(13)与环形件(8)相连；驱动摆杆(6)的一端通过安装孔与伺服电机(4)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(19)与连杆(7)的一端相连，连杆(7)的另一端通过转动副铰链(21)与环形件(10)相连；环形件(8)通过一对同轴转动副铰链(16)和(17)与小腿基座(1)的下部相连，环形件(10)通过一对同轴转动副铰链(20)和(22)与小腿基座(1)的下部相连。本发明具有结构简单、承载能力强和工艺性好等优点，适合做人形机器人的踝关节。

Description

机器人的踝关节
技术领域
本发明涉及一种机器人技术领域，特别是涉及一种人形机器人踝关节。
背景技术
人形机器人是机器人技术的高级发展阶段，它综合体现了高级机器人的机构学、运动和动力学等诸多方面的研究和发展水平，是一个很复杂的综合系统。其中，机器人踝关节的设计是人形机器人研究领域的挑战性课题。目前，机器人踝关节通常采用串联结构，串联结构机器人踝关节通常存在结构复杂、承载能力差等不足。
发明内容
为了克服现有机器人踝关节存在的结构复杂、承载能力差等不足，本发明提供一种并联结构的机器人踝关节，该踝关节具有结构简单、承载能力强和工艺性好等优点，可应用于人形机器人的踝关节。
本发明所采用的技术方案是：伺服电机5和伺服电机4分别安装在小腿基座1的上部，驱动摆杆3的一端通过安装孔与伺服电机5的转动轴固联，驱动摆杆3的另一端通过转动副铰链14与连杆2的一端相连，连杆2的另一端通过转动副铰链13与环形件8相连；驱动摆杆6的一端通过安装孔与伺服电机4的转动轴固联，驱动摆杆6的另一端通过转动副铰链19与连杆7的一端相连，连杆7的另一端通过转动副铰链21与环形件10相连。环形件8通过一对同轴转动副铰链16和17与小腿基座1的下部相连，环形件10通过一对同轴转动副铰链20和22与小腿基座1的下部相连；环形件8通过一对同轴转动副铰链15和18与环形件9相连；环形件9通过一对同轴转动副铰链23和26与框形脚板连接件11相连；环形件10通过一对同轴转动副铰链24和25与框形脚板连接件11相连。脚板12固联在框形脚板连接件11上，小腿基座1与机器人膝关节相连。通过二个伺服电机分别驱动对应驱动摆杆，可实现框形脚板连接件11的二维转动，模拟人类踝关节的二维转动运动。
附图说明
图1为机器人踝关节的结构图；
图2为机器人踝关节环形件8和环形件9的结构图；
图3为机器人踝关节环形件10的结构图；
图4为机器人踝关节框形脚板连接件11和脚板12的结构图。
在图中，1.小腿基座，2、7.第一连杆，3、6.驱动摆杆，4、5.伺服电机，8、9、10.环形件，11.框形脚板连接件，12.脚板，13-26.转动副铰链。
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种机器人踝关节，包括小腿基座1、连杆(2、7)、驱动摆杆(3、6)、伺服电机(4、5)、环形件(8、9、10)、框形脚板连接件11和脚板12。其中，环形件8安装在环形件9之内；环形件10安装在框形脚板连接件11的之内。环形件10安装在框形脚板连接件11之内。伺服电机(4、5)分别安装在小腿基座1的上部，驱动摆杆3的一端通过安装孔与伺服电机5的转动轴固联，驱动摆杆3的另一端通过转动副铰链14与连杆2的一端相连，连杆2的另一端通过转动副铰链13与环形件8相连；驱动摆杆6的一端通过安装孔与伺服电机4的转动轴固联，驱动摆杆6的另一端通过转动副铰链19与连杆7的一端相连，连杆7的另一端通过转动副铰链21与环形件10相连；脚板12固联在框形脚板连接件11上；环形件8通过一对同轴转动副铰链16和17与小腿基座1的下部相连，环形件10通过一对同轴转动副铰链20和22与小腿基座1的下部相连，同轴转动副铰链16和17的轴线与同轴转动副铰链20和22的轴线在空间互相垂直并共面。环形件8通过一对同轴转动副铰链15和18与环形件9相连，同轴转动副铰链15和18的轴线与同轴转动副铰链16和17的轴线在空间互相垂直并共面；环形件9通过一对同轴转动副铰链23和26与框形脚板连接件11相连，转动副铰链23和26的转轴轴线与转动副铰链15和18的转轴轴线在空间互相垂直并共面；环形件10通过一对同轴转动副铰链24和25与框形脚板连接件11相连，同轴转动副铰链24和25的轴线与同轴转动副铰链23和26的轴线在空间互相垂直并共面。转动副铰链13的转轴轴线与同轴转动副铰链16和17的轴线在空间互相平行；转动副铰链21的转轴轴线与同轴转动副铰链20和22的轴线在空间互相平行。
驱动摆杆3通过转动副铰链14带动连杆2，连杆2通过转动副铰链13带动环形件8，环形件8通过同轴转动副铰链15和18带动环形件9，环形件9通过同轴转动副铰链23和25可带动框形脚板连接件11；驱动摆杆6通过转动副铰链19带动连杆7，连杆7通过转动副铰链21带动环形件10，环形件10通过同轴转动副铰链24和25可带动框形脚板连接件11；从而实现框形脚板连接件11的二维转动，以满足人类踝关节的运动性能要求。本发明具有结构简单、承载能力强和工艺性好等优点，适用于人形机器人的踝关节。

Claims (3)

1.一种机器人的踝关节，包括小腿基座(1)、连杆(2、7)、驱动摆杆(3、6)、伺服电机(4、5)、环形件(8、9、10)、框形脚板连接件(11)和脚板(12)，所述脚板(12)固联在框形脚板连接件(11)上，其特征是：伺服电机(4、5)分别安装在小腿基座(1)的上部，驱动摆杆(3)的一端通过安装孔与伺服电机(5)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(14)与连杆(2)的一端相连；连杆(2)的另一端通过转动副铰链(13)与环形件(8)相连；驱动摆杆(6)的一端通过安装孔与伺服电机(4)的转动轴固联，其另一端通过转动副铰链(19)与连杆(7)的一端相连；连杆(7)的另一端通过转动副铰链(21)与环形件(10)相连；环形件(8)通过一对同轴转动副铰链(16)和(17)与小腿基座(1)的下部相连，环形件(10)通过一对同轴转动副铰链(20)和(22)与小腿基座(1)的下部相连。
2.根据权利要求1所述机器人的踝关节，其特征是：环形件(8)通过一对同轴转动副铰链(15)和(18)与环形件(9)相连；环形件(9)通过一对同轴转动副铰链(23)和(26)与框形脚板连接件(11)相连；环形件(10)通过一对同轴转动副铰链(24)和(25)与框形脚板连接件(11)相连。
3.根据权利要求1或2所述的机器人的踝关节，其特征是：环形件(8)安装在环形件(9)之内；环形件(10)安装在框形脚板连接件(11)之内；环形件(9)安装在框形脚板连接件(11)之内。
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