CN101554893B - 机器人腿机构 - Google Patents

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Abstract

机器人腿机构，包括基座和运动平台，基座通过传动机构与运动平台连接；传动机构包括固定在基座上的电机和与电机连接的运动单元；运动单元包括能使机器人腿机构向后摆动的第一运动单元和使运动平台下压或上提的第二运动单元；第一运动单元包括一顶端固定在基座上的支撑杆，与第一电机连接第一丝杆机构和一与运动平台铰接的第一定长杆；第一定长杆包括直杆部分和向外凸出的凸块部分，支撑杆的与直杆部分铰接，第一丝杆机构与凸块部分铰接；第二单元包括与第二电机连接的第二丝杆机构和与运动平台铰接的第二定长杆，第二丝杆机构与第二定长杆铰接。本发明具有结构简单，承载能力强，体积较小，加工和装配工艺性好的优点。

Description

机器人腿机构
技术领域
本发明涉及一种人形机器人的腿结构。
背景技术
拟人机器人多数采用串联机构，具有工作空间大、运动灵活和控制容易等优点，但也存在一些不足之处：1、下级驱动器的质量成了上级驱动器的负载，从而增加运动惯性，降低了驱动能力；2、对多转动副关节如肩关节、髋关节等，其运动功能只在3个特定的方向(驱动器轴线)与人相当，而在其余方向上出现明显分解动作，其灵活性、准确性及稳定性，与人有相当大的差距；3、多转动副串联关节占用空间尺寸较大而且刚度小；4、肢体功能不完全，如腰关节采用单转动副串联，与人腰关节相比完全不同，只能部分完成上肢与下肢间的运动调节，对合理补偿运动、调节机器人平衡、完成姿态变换及保证机器人的操作稳定等功能均不理想。因此，很难适应非结构的环境路面。
发明内容
为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了结构简单，承载能力强，体积较小，加工和装配工艺性好的机器人腿机构。
机器人腿机构，包括基座和运动平台，所述的基座通过传动机构与所述的运动平台连接；所述的传动机构包括固定在基座上的电机和与所述的电机连接的运动单元；
其特征在于：所述运动单元包括能使所述的机器人腿机构向后摆动的第一运动单元和使所述的运动平台下压或上提的第二运动单元；
所述的第一运动单元包括一顶端固定在所述的基座上的支撑杆，与所述的第一电机连接第一丝杆机构和一与所述的运动平台铰接的第一定长杆；所述的第一定长杆包括直杆部分和向外凸出的凸块部分，所述的支撑杆的与所述的直杆部分铰接，所述的第一丝杆机构与所述的凸块部分铰接；
所述的第二单元包括与第二电机连接的第二丝杆机构和与所述的运动平台铰接的第二定长杆，所述的第二丝杆机构与所述的第二定长杆铰接。
进一步，所述的丝杆机构上固定有滑块，所述的滑块与固定在丝杆机构两侧的导轨配合，所述的滑块与对应的定长杆铰接。
进一步，第一运动单元的第一滑块通过一连动板与所述的第一定长杆连接，所述的第一滑块与连动板的顶部铰接，所述的连动板的底部与所述的凸块部分铰接。
进一步，所述的基座通过两组第二运动单元与所述的运动平台连接。
进一步，所述的定长杆通过万向节与所述的运动平台连接。
进一步，所述的丝杆机构中的丝杆与所述的电机的输出轴连接，所述的丝杆机构中的螺母与所述的滑块连接。
进一步，所述的电机为伺服电机。
本发明的技术构思是：要使所述的机器人腿机构向后摆动时，第一伺服电机正转，驱动第一滑块向下运动，从而带动第一定长杆的凸块部分顺时针转动，第一定长杆的直杆部分向后摆动；使向后摆动的腿机构复位时，使第一伺服电机反转，带动第一滑块向上运动，从而带动第一定长杆的凸块部分逆时针转动，第一定长杆的直杆部分向前摆动复位。
要使运动平台的一端下压时，第二运动单元的第二滑块在第二伺服电机的作用下向下运动，通过第二定长杆使运动平台一端下压；要使运动平台的一端上提时，第二运动单元的第二滑块在第二伺服电机的作用下向上运动，通过第二定长杆使运动平台一端上提。
本发明具有结构简单，承载能力强，体积较小，加工和装配工艺性好的优点。
附图说明
图1是本发明的示意图
具体实施方式
参照附图，进一步说明本发明：
机器人腿机构，包括基座1和运动平台2，所述的基座1通过传动机构与所述的运动平台2连接；所述的传动机构包括固定在基座1上的电机41、42和与所述的电机41、42连接的运动单元；
所述运动单元包括能使所述的机器人腿机构向后摆动的第一运动单元和使所述的运动平台下压或上提的第二运动单元；
所述的第一运动单元包括一顶端固定在所述的基座1上的支撑杆311，与所述的第一电机41连接第一丝杆机构312和一与所述的运动平台2铰接的第一定长杆313；所述的第一定长杆313包括直杆部分3131和向外凸出的凸块部分3132，所述的支撑杆311的与所述的直杆部分3131铰接，所述的第一丝杆机构312与所述的凸块部分3132铰接；
所述的第二单元包括与第二电机42连接的第二丝杆机构321和与所述的运动平台2铰接的第二定长杆322，所述的第二丝杆机构321与所述的第二定长杆322铰接。
所述的丝杆机构上固定有滑块，所述的滑块与固定在丝杆机构两侧的导轨配合，所述的滑块与对应的定长杆铰接。
第一运动单元的第一滑块314通过一连动板315与所述的第一定长杆313连接，所述的第一滑块314与连动板315的顶部铰接，所述的连动板315的底部与所述的凸块部分3132铰接。
所述的基座1通过两组第二运动单元与所述的运动平台2连接。
所述的定长杆313、322通过万向节与所述的运动平台2连接。
所述的丝杆机构中的丝杆与所述的电机的输出轴连接，所述的丝杆机构中的螺母与所述的滑块连接。
所述的电机为伺服电机。
本发明的技术构思是：要使所述的机器人腿机构向后摆动时，第一伺服电机41正转，驱动第一滑块314向下运动，从而带动第一定长杆313的凸块部分3132顺时针转动，第一定长杆313的直杆部分3131向后摆动；使向后摆动的腿机构复位时，使第一伺服电机41反转，带动第一滑块314向上运动，从而带动第一定长杆313的凸块部分3132逆时针转动，第一定长杆313的直杆部分3131向前摆动复位。
要使运动平台2的一端下压时，第二运动单元的第二滑块323在第二伺服电机42的作用下向下运动，通过第二定长杆322使运动平台2一端下压；要使运动平台2的一端上提时，第二运动单元的第二滑块322在第二伺服电机42的作用下向上运动，通过第二定长杆322使运动平台2一端上提。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.机器人腿机构，包括基座和运动平台，所述的基座通过传动机构与所述的运动平台连接；所述的传动机构包括固定在基座上的第一电机和第二电机，和与所述的电机连接的运动单元；
其特征在于：所述运动单元包括能使所述的机器人腿机构向后摆动的第一运动单元和使所述的运动平台下压或上提的第二运动单元；
所述的第一运动单元包括一顶端固定在所述的基座上的支撑杆，与所述的第一电机连接第一丝杆机构和一与所述的运动平台铰接的第一定长杆；所述的第一定长杆包括直杆部分和向外凸出的凸块部分，所述的支撑杆与所述的直杆部分铰接，所述的第一丝杆机构与所述的凸块部分铰接；
所述的第二单元包括与所述的第二电机连接的第二丝杆机构和与所述的运动平台铰接的第二定长杆，所述的第二丝杆机构与所述的第二定长杆铰接。
2.如权利要求1所述的机器人腿机构，其特征在于：所述的丝杆机构上固定有滑块，所述的滑块与固定在丝杆机构两侧的导轨配合，所述的滑块与对应的定长杆铰接。
3.如权利要求2所述的机器人腿机构，其特征在于：第一运动单元的第一滑块通过一连动板与所述的第一定长杆连接，所述的第一滑块与连动板的顶部铰接，所述的连动板的底部与所述的凸块部分铰接。
4.如权利要求3所述的机器人腿机构，其特征在于：所述的基座通过两组第二运动单元与所述的运动平台连接。
5.如权利要求2-4之一所述的机器人腿机构，其特征在于：所述的定长杆通过万向节与所述的运动平台连接。
6.如权利要求5所述的机器人腿机构，其特征在于：所述的丝杆机构中的丝杆与所述的电机的输出轴连接，所述的丝杆机构中的螺母与所述的滑块连接。
7.如权利要求6所述的机器人腿机构，其特征在于：所述的电机为伺服电机。
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