CN109455246B - 一种仿人机器人行走装置 - Google Patents
一种仿人机器人行走装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109455246B CN109455246B CN201811517080.2A CN201811517080A CN109455246B CN 109455246 B CN109455246 B CN 109455246B CN 201811517080 A CN201811517080 A CN 201811517080A CN 109455246 B CN109455246 B CN 109455246B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- joint
- hip
- ankle
- motor
- harmonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 claims abstract description 75
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 71
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 64
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 claims abstract description 61
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 claims abstract description 56
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims abstract description 51
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 claims abstract description 46
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims abstract description 44
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 claims abstract description 43
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 claims abstract description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 81
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 35
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 claims description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 244000309466 calf Species 0.000 claims 3
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 7
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 210000003108 foot joint Anatomy 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
- B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提出了一种仿人机器人行走装置，属于机器人技术领域，特别是涉及一种仿人机器人行走装置。解决了现有仿人机器人关节所具有的自由度少，拟人化成度低，整体动作不协调的问题。它包括执行机构和驱动机构，执行机构包括腹部、髋部、大腿、膝关节机构、小腿、踝部、足部、踝关节机构和髋关节机构，驱动机构包括主动带轮、空心杯电机、从动带轮和谐波减速器。它主要用于仿人机器人的行走。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种仿人机器人行走装置。
背景技术
仿人机器人是机器人领域中重要而尖端的研究方向之一，其研究和发展代表了机器人学的最高水平。仿人机器人与其他机器人最大的区别在于其仿人的双足运动方式，该特点使得其易于融入人类日常生活和工作环境中，协助人类完成具体的任务。
目前为止，大多数仿人机器人的关节所具有的自由度少，拟人化程度低，在实际工作过程中，整体动作不够协调。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种仿人机器人行走装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种仿人机器人行走装置，它包括执行机构和驱动机构，所述驱动机构驱动执行机构运动，所述执行机构包括腹部、髋部、大腿、膝关节机构、小腿、踝部、足部、踝关节机构和髋关节机构，所述腹部通过髋关节机构与髋部相连，所述髋部与大腿相连，所述大腿通过膝关节机构与小腿相连，所述小腿通过踝关节机构与踝部相连，所述踝部与足部相连，所述驱动机构包括主动带轮、空心杯电机、从动带轮和谐波减速器，所述空心杯电机与主动带轮传动连接，所述主动带轮与从动带轮通过同步带传动连接，所述从动带轮与谐波减速器传动连接。
更进一步的，所述腹部包括一对腹部框架、轻弹簧组、腹部限位柱、髋关节偏转电机和腹部谐波减速器，所述一对腹部框架间通过轻弹簧组相连，所述腹部框架包括支撑横板和支撑竖板，所述支撑横板和支撑竖板固定连接，所述支撑横板底面设置有腹部限位柱，所述支撑横板与髋关节偏转电机相连，所述髋关节偏转电机输出轴与腹部谐波减速器的波发生器通过键传动连接，所述腹部谐波减速器的刚轮与支撑横板底部固定连接，所述腹部谐波减速器的柔轮与髋部固定连接。
更进一步的，所述髋部包括髋架、臀部底板和髋部限位柱，所述髋架和臀部底板固定连接，所述髋架顶端外侧设有髋部限位柱。
更进一步的，所述髋关节机构包括第一十字连接件、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承、第一髋关节连接轴、第二髋关节连接轴、第一谐波减速器、第二谐波减速器、第一带轮传动系、第二带轮传动系、髋关节俯仰电机、髋关节滚转电机、髋关节滚转支撑座和髋关节俯仰支撑座，所述髋关节滚转电机与髋部固定连接，所述髋关节滚转电机通过第一带轮传动系与第一谐波减速器的波发生器传动连接，所述髋关节滚转支撑座与髋部固定连接，所述第一带轮传动系通过髋关节滚转支撑座与髋部固定连接，所述第一谐波减速器的刚轮与髋部内侧固定连接，所述第一谐波减速器的柔轮与第一十字连接件端面传动连接，所述髋关节俯仰电机通过第二带轮传动系与第二谐波减速器的波发生器传动连接，所述髋关节俯仰支撑座与大腿固定连接，所述第二带轮传动系通过髋关节俯仰支撑座与大腿固定连接，所述第二谐波减速器的刚轮与大腿固定连接，所述第二谐波减速器的柔轮与第一十字连接件传动连接，所述第一深沟球轴承和第二深沟球轴承分别安装在第一十字连接件端部轴孔上，所述第一髋关节连接轴安装在第一深沟球轴承内圈，所述第二髋关节连接轴安装在第二深沟球轴承内圈。
更进一步的，所述大腿包括大腿侧板，所述小腿包括小腿侧板和限位块，所述小腿与限位块固定连接。
更进一步的，所述膝关节机构包括套筒、膝关节谐波减速器、第三带轮传动系、膝关节俯仰电机、膝关节连接轴、第三深沟球轴承和膝关节俯仰支撑座，所述膝关节俯仰电机通过第三带轮传动系与膝关节谐波减速器的波发生器传动连接，所述膝关节俯仰支撑座与大腿固定连接，所述第三带轮传动系通过膝关节俯仰支撑座固定在大腿外侧，所述膝关节谐波减速器的刚轮与大腿内侧固定连接，所述膝关节谐波减速器的柔轮与小腿传动连接，所述第三深沟球轴承安装在小腿的轴孔内，所述膝关节连接轴穿过小腿的轴孔并与大腿固定连接，所述套筒与小腿内侧固定连接。
更进一步的，所述踝部包括踝架和踝部侧板，所述踝架上设置有与踝部侧板对应的凹槽，所述踝架和踝部侧板固定连接。
更进一步的，所述踝关节机构包括踝关节俯仰电机、踝关节滚转电机、第二十字连接件、踝关节俯仰连接轴、踝关节滚转连接轴、第四谐波减速器、第五谐波减速器、第四带轮传动系、第五带轮传动系、第四深沟球轴承、第五深沟球轴承、踝关节俯仰支撑座和踝关节滚转支撑座，所述踝关节俯仰电机通过第五带轮传动系与第五谐波减速器的波发生器传动连接，所述踝关节俯仰支撑座与小腿固定连接，所述第五带轮传动系与小腿固定连接，所述第五谐波减速器的柔轮与第二十字连接件端面传动连接，所述踝关节滚转电机通过第四带轮传动系与第四谐波减速器的波发生器传动连接，所述踝关节滚转支撑座与踝部固定连接，所述第四带轮传动系与踝部固定连接，所述第四谐波减速器的刚轮与踝部内侧固定连接，所述第四谐波减速器的柔轮与第二十字连接件端面传动连接，所述第四深沟球轴承和第五深沟球轴承分别安装在第二十字连接件端部轴孔，所述踝关节俯仰连接轴安装在第五深沟球轴承内圈，所述踝关节滚转连接轴安装在第四深沟球轴承内圈，所述踝关节俯仰连接轴与小腿固定连接，所述踝关节滚转连接轴与踝部固定连接。
更进一步的，所述足部包括脚底板、脚趾、连接销、橡胶阻尼器和足部支架，所述脚趾与脚底板铰接，所述脚底板焊接4个圆柱体，所述橡胶阻尼器与圆柱体间隙配合，所述足部支架具有4个与圆柱体相对应的带孔凸耳，所述带孔凸耳与圆柱体间隙配合，所述足部支架沿圆柱体垂直移动，所述足部支架与踝部固定连接，所述足部支架与脚底板固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过合理的结构设计，实现髋关节俯仰、偏转、滚转运动，膝关节俯仰运动，踝关节俯仰和滚转运动以及脚趾的被动俯仰运动共计14个自由度，在驱动机构的驱动下完成了仿人机器人的双足行走运动，实现了机器人对人类行走过程的高度模拟，在保证了其具有多自由度机械结构的同时也具有结构简单易于实现、运动平稳等优点。有效解决了现有仿人机器人关节所具有的自由度少，拟人化成度低，整体动作不协调的问题。
附图说明
图1为本发明所述的一种仿人机器人行走装置结构示意图
图2为本发明所述的谐波减速器结构示意图
图3为本发明所述的腹部结构示意图
图4为本发明所述的髋部及髋关节机构结构示意主图
图5为本发明所述的髋部及髋关节机构结构示意辅图
图6为本发明所述的膝关节机构结构示意图
图7为本发明所述的足部及踝关节机构结构示意主图
图8为本发明所述的足部及踝关节机构结构示意辅图
1-腹部、2-髋部、3-大腿、4-膝关节机构、5-小腿、6-踝部、7-足部、8-踝关节机构、9-主动带轮、10-空心杯电机、11-从动带轮、12-谐波减速器、13-髋关节机构、201-刚轮、202-柔轮、203-波发生器、31-轻弹簧组、32-支撑横版、33-腹部框架、34-髋关节偏转电机、35-腹部限位柱、36-支撑竖板、37-髋部限位柱、38-腹部谐波减速器、402-髋架、403-髋关节滚转支撑座、404-第一带轮传动、405-髋关节滚转电机、406-臀部底板、407-髋关节俯仰电机、408-腿部侧板、409-第二带轮传动系、410-大腿侧板、411-髋关节俯仰支撑座、412-第一十字连接件、51-第二谐波减速器、52-第二深沟球轴承、53-第二髋关节连接轴、54-第一深沟球轴承、55-第一髋关节连接轴、56-第一谐波减速器、601-深沟球轴承、602-套筒、603-膝关节连接轴、604-限位块、605-踝关节俯仰电机、606-膝关节谐波减速器、607-膝关节俯仰支撑座、608-同步带轮传动系、609-膝关节俯仰电机、610-小腿侧板、701-第二十字连接件、702-踝架、703-第四带轮传动系、704-踝关节俯仰电机支撑座、705-第四谐波减速器、706-足部支架、707-橡胶阻尼器、708-脚底板、709-圆柱体、710-脚趾、711-连接销、712-螺母、713-踝关节俯仰支撑座、714-第五带轮传动系、715-踝关节滚转电机、81-第四深沟球轴承、82-踝关节滚转连接轴、83-踝部侧板、84-凸耳、85-踝关节俯仰连接轴、86-第五深沟球轴承、87-第五谐波减速器
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-8说明本实施方式，一种仿人机器人行走装置，它包括执行机构和驱动机构，所述驱动机构驱动执行机构运动，所述执行机构包括腹部1、髋部2、大腿3、膝关节机构4、小腿5、踝部6、足部7、踝关节机构8和髋关节机构13，所述腹部1通过髋关节机构13与髋部2相连，所述髋部2与大腿3相连，所述大腿3通过膝关节机构4与小腿5相连，所述小腿5通过踝关节机构8与踝部6相连，所述踝部6与足部7相连，所述驱动机构包括主动带轮9、空心杯电机10、从动带轮11和谐波减速器12，所述空心杯电机10与主动带轮9传动连接，所述主动带轮9与从动带轮11通过同步带传动连接，所述从动带轮11与谐波减速器12传动连接。
本发明通过驱动机构驱动机器人下肢进行偏转运动、实现腿部屈伸运动、实现腿部收展运动、完成一定限度的屈膝运动、足部完成俯仰运动和小幅度的内外翻转运动及脚趾的小幅度屈趾运动。
本发明所述腹部1包括一对腹部框架33、轻弹簧组31、腹部限位柱35、髋关节偏转电机34和腹部谐波减速器38，所述一对腹部框架33间通过轻弹簧组31相连，所述腹部框架33包括支撑横板32和支撑竖板36，所述支撑横板32和支撑竖板36固定连接，所述支撑横板32底面设置有腹部限位柱35，所述支撑横板32与髋关节偏转电机34相连，所述髋关节偏转电机34输出轴与腹部谐波减速器38的波发生器通过键传动连接，所述腹部谐波减速器38的刚轮与支撑横板32底部固定连接，所述腹部谐波减速器38的柔轮与髋部2固定连接，腹部限位柱35与髋部限位柱37配合，用于限制髋关节偏转角度，防止关节运动的干涉，腹部框架33间通过轻弹簧组31相连，防止一体化的腹部1结构对髋关节屈伸和收展运动的限制，利用髋部2的转动带动机器人下肢的偏转。
本发明所述髋部2包括髋架402、臀部底板406和髋部限位柱37，所述髋架402和臀部底板406固定连接，所述髋架402顶端外侧设有髋部限位柱37，用于限制髋关节俯仰角度，防止关节运动的干涉，所述髋架402底端设有髋关节滚转电机405安装孔。
本发明所述髋关节机构13包括第一十字连接件412、第一深沟球轴承54、第二深沟球轴承52、第一髋关节连接轴55、第二髋关节连接轴53、第一谐波减速器56、第二谐波减速器51、第一带轮传动系404、第二带轮传动系409、髋关节俯仰电机407、髋关节滚转电机405、髋关节滚转支撑座403和髋关节俯仰支撑座411，所述髋关节滚转电机405与髋部2固定连接，所述髋关节滚转电机405通过第一带轮传动系404与第一谐波减速器56的波发生器传动连接，所述髋关节滚转支撑座403与髋部2固定连接，所述第一带轮传动系404通过髋关节滚转支撑座403与髋部2固定连接，所述第一谐波减速器56的刚轮与髋部2内侧固定连接，所述第一谐波减速器56的柔轮与第一十字连接件412端面传动连接，所述髋关节俯仰电机407通过第二带轮传动系409与第二谐波减速器51的波发生器传动连接，所述髋关节俯仰支撑座411与大腿3固定连接，所述第二带轮传动系409通过髋关节俯仰支撑座411与大腿3固定连接，所述第二谐波减速器51的刚轮与大腿3固定连接，所述第二谐波减速器51的柔轮与第一十字连接件412传动连接，所述第一深沟球轴承54和第二深沟球轴承52分别安装在第一十字连接件412端部轴孔上，所述第一髋关节连接轴55安装在第一深沟球轴承54内圈，所述第二髋关节连接轴53安装在第二深沟球轴承52内圈，所述髋关节滚转支撑座403利用螺栓与髋架402固定连接，所述第一带轮传动系404利用髋关节滚转支撑座403与所述髋架402固定连接，所述第一谐波减速器56的刚轮通过螺栓固定在髋架402内侧，所述髋关节俯仰支撑座411利用螺栓与大腿侧板410固定连接，所述第二带轮传动系409利用髋关节俯仰支撑座411固定在大腿侧板410外侧，所述第二谐波减速器51的刚轮通过螺栓固定在大腿侧板410内侧，所述十字连接件412可绕髋关节连接轴转动，所述髋关节连接轴起到了支撑的作用。
本发明所述大腿3包括大腿侧板，所述小腿5包括小腿侧板和限位块604，所述小腿5与限位块604固定连接，所述大腿侧板设有髋关节俯仰电机407、膝关节俯仰电机609和踝关节俯仰电机605安装孔，所述的大腿侧板410对空心杯电机10起到保护作用，所述的限位块604与大腿侧板410配合限制膝关节俯仰的角度，模拟人类膝关节屈伸运动有限的特点，腿部侧板408通过焊接固定连接。
本发明所述膝关节机构4包括套筒602、膝关节谐波减速器606、第三带轮传动系608、膝关节俯仰电机609、膝关节连接轴603、第三深沟球轴承601和膝关节俯仰支撑座607，所述膝关节俯仰电机609通过第三带轮传动系608与膝关节谐波减速器606的波发生器传动连接，所述膝关节俯仰支撑座607与大腿3固定连接，所述第三带轮传动系608通过膝关节俯仰支撑座607固定在大腿3外侧，所述膝关节谐波减速器606的刚轮与大腿3内侧固定连接，所述膝关节谐波减速器606的柔轮与小腿5传动连接，所述第三深沟球轴承601安装在小腿5的轴孔内，所述膝关节连接轴603穿过小腿5的轴孔并与大腿3固定连接，所述套筒602与小腿5内侧固定连接，所述膝关节俯仰支撑座607通过螺栓与大腿侧板410固定连接，所述第三带轮传动系608利用膝关节俯仰支撑座607固定在大腿侧板410外侧，所述第三谐波减速器606的刚轮与大腿侧板410内侧固定连接，所述谐波减速器606的柔轮与小腿侧板610传动连接，所述第三深沟球轴承601安装在小腿侧板610的轴孔内，所述膝关节连接轴603穿过小腿侧板610的轴孔利用螺栓与大腿侧板410固定连接，所述的大腿侧板410和小腿侧板610可绕膝关节连接轴603转动，所述套筒602对膝关节连接轴603起到保护作用。
本发明所述踝部6包括踝架702和踝部侧板83，所述踝架702上设置有与踝部侧板83对应的凹槽，所述踝架702和踝部侧板83固定连接，所述踝架6设有踝关节滚转电机715安装孔，所述踝架702底端中心设有螺纹通孔。
本发明所述踝关节机构8包括踝关节俯仰电机605、踝关节滚转电机715、第二十字连接件701、踝关节俯仰连接轴85、踝关节滚转连接轴82、第四谐波减速器705、第五谐波减速器87、第四带轮传动系703、第五带轮传动系714、第四深沟球轴承81、第五深沟球轴承86、踝关节俯仰支撑座713和踝关节滚转支撑座704，所述踝关节俯仰电机605通过第五带轮传动系714与第五谐波减速器87的波发生器传动连接，所述踝关节俯仰支撑座713与小腿5固定连接，所述第五带轮传动系714与小腿5固定连接，所述第五谐波减速器87的柔轮与第二十字连接件701端面传动连接，所述踝关节滚转电机715通过第四带轮传动系703与第四谐波减速器705的波发生器传动连接，所述踝关节滚转支撑座704与踝部6固定连接，所述第四带轮传动系703与踝部6固定连接，所述第四谐波减速器705的刚轮与踝部6内侧固定连接，所述第四谐波减速器705的柔轮与第二十字连接件701端面传动连接，所述第四深沟球轴承81和第五深沟球轴承86分别安装在第二十字连接件701端部轴孔，所述踝关节俯仰连接轴85安装在第五深沟球轴承86内圈，所述踝关节滚转连接轴82安装在第四深沟球轴承81内圈，所述踝关节俯仰连接轴85与小腿5固定连接，所述踝关节滚转连接轴82与踝部6固定连接，所述踝关节俯仰支撑座713通过螺栓与小腿侧板610固定连接，使得第五带轮传动系714与小腿侧板610固定连接，所述第五谐波减速器87的刚轮通过螺栓固定在小腿侧板610内侧，所述踝关节滚转支撑座704通过螺栓与踝架702固定连接，使得第四带轮传动系703与踝架702固定连接，所述第四谐波减速器705的刚轮通过螺栓固定在踝架702内侧，所述踝关节滚转连接轴82与踝架702利用螺栓固定连接。
本发明所述足部7包括脚底板708、脚趾710、连接销711、橡胶阻尼器707和足部支架706，所述脚趾710与脚底板708铰接，所述脚底板708焊接4个圆柱体709，所述橡胶阻尼器707与圆柱体709间隙配合，所述足部支架706具有4个与圆柱体709相对应的带孔凸耳84，所述带孔凸耳84与圆柱体709间隙配合，所述足部支架706沿圆柱体709垂直移动，所述足部支架706与踝部6固定连接，所述足部支架706与脚底板708固定连接，所述脚趾710与脚底板708通过连接销711连接，所述脚趾710可在一定空间内被动俯仰，以应对复杂的地形，所述足部支架706受力后，可沿圆柱体709垂直下移，压缩橡胶阻尼器707，起到减震作用，所述足部支架706顶端的螺纹柱与踝架702底部的螺纹孔固定连接，所述脚底板708的4个圆柱体709顶端具有外螺纹，所述螺母712拧紧在圆柱体709顶端，防止足部支架706脱离。
本发明使用时，所述腹部1的髋关节偏转电机34经腹部谐波减速器38减速后，驱动髋部2转动，通过髋部2与大腿3的连接，带动机器人下肢偏转；所述髋关节的俯仰电机407经带轮传动系409和谐波减速器51减速后，驱动机器人实现腿部屈伸运动；利用所述髋关节机构13的滚转电机405经组合减速器减速后，驱动机器人实现腿部收展运动；通过所述膝关节机构4的俯仰电机609经组合减速器减速后，驱动所述机器人完成一定限度的屈膝运动；利用踝关节机构8的俯仰电机605和滚转电机715经一系列减速器减速后，驱动机器人足部完成俯仰运动和小幅度的内外翻转；所述足部脚趾710的设计，使得机器人可以被动完成小幅度的屈趾运动。
以上对本发明所提供的一种仿人机器人行走装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种仿人机器人行走装置，其特征在于：它包括执行机构和驱动机构，所述驱动机构驱动执行机构运动，所述执行机构包括腹部(1)、髋部(2)、大腿(3)、膝关节机构(4)、小腿(5)、踝部(6)、足部(7)、踝关节机构(8)和髋关节机构(13)，所述腹部(1)通过髋关节机构(13)与髋部(2)相连，所述髋部(2)与大腿(3)相连，所述大腿(3)通过膝关节机构(4)与小腿(5)相连，所述小腿(5)通过踝关节机构(8)与踝部(6)相连，所述踝部(6)与足部(7)相连，所述驱动机构包括主动带轮(9)、空心杯电机(10)、从动带轮(11)和谐波减速器(12)，所述空心杯电机(10)与主动带轮(9)传动连接，所述主动带轮(9)与从动带轮(11)通过同步带传动连接，所述从动带轮(11)与谐波减速器(12)传动连接，所述腹部(1)包括一对腹部框架(33)、轻弹簧组(31)、腹部限位柱(35)、髋关节偏转电机(34)和腹部谐波减速器(38)，所述一对腹部框架(33)间通过轻弹簧组(31)相连，所述腹部框架(33)包括支撑横板(32)和支撑竖板(36)，所述支撑横板(32)和支撑竖板(36)固定连接，所述支撑横板(32)底面设置有腹部限位柱(35)，所述支撑横板(32)与髋关节偏转电机(34)相连，所述髋关节偏转电机(34)输出轴与腹部谐波减速器(38)的波发生器通过键传动连接，所述腹部谐波减速器(38)的刚轮与支撑横板(32)底部固定连接，所述腹部谐波减速器(38)的柔轮与髋部(2)固定连接，所述髋部(2)包括髋架(402)、臀部底板(406)和髋部限位柱(37)，所述髋架(402)和臀部底板(406)固定连接，所述髋架(402)顶端外侧设有髋部限位柱(37)，所述髋关节机构(13)包括第一十字连接件(412)、第一深沟球轴承(54)、第二深沟球轴承(52)、第一髋关节连接轴(55)、第二髋关节连接轴(53)、第一谐波减速器(56)、第二谐波减速器(51)、第一带轮传动系(404)、第二带轮传动系(409)、髋关节俯仰电机(407)、髋关节滚转电机(405)、髋关节滚转支撑座(403)和髋关节俯仰支撑座(411)，所述髋关节滚转电机(405)与髋部(2)固定连接，所述髋关节滚转电机(405)通过第一带轮传动系(404)与第一谐波减速器(56)的波发生器传动连接，所述髋关节滚转支撑座(403)与髋部(2)固定连接，所述第一带轮传动系(404)通过髋关节滚转支撑座(403)与髋部(2)固定连接，所述第一谐波减速器(56)的刚轮与髋部(2)内侧固定连接，所述第一谐波减速器(56)的柔轮与第一十字连接件(412)端面传动连接，所述髋关节俯仰电机(407)通过第二带轮传动系(409)与第二谐波减速器(51)的波发生器传动连接，所述髋关节俯仰支撑座(411)与大腿(3)固定连接，所述第二带轮传动系(409)通过髋关节俯仰支撑座(411)与大腿(3)固定连接，所述第二谐波减速器(51)的刚轮与大腿(3)固定连接，所述第二谐波减速器(51)的柔轮与第一十字连接件(412)传动连接，所述第一深沟球轴承(54)和第二深沟球轴承(52)分别安装在第一十字连接件(412)端部轴孔上，所述第一髋关节连接轴(55)安装在第一深沟球轴承(54)内圈，所述第二髋关节连接轴(53)安装在第二深沟球轴承(52)内圈。
2.根据权利要求1所述的一种仿人机器人行走装置，其特征在于：所述大腿(3)包括大腿侧板，所述小腿(5)包括小腿侧板和限位块(604)，所述小腿(5)与限位块(604)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种仿人机器人行走装置，其特征在于：所述膝关节机构(4)包括套筒(602)、膝关节谐波减速器(606)、第三带轮传动系(608)、膝关节俯仰电机(609)、膝关节连接轴(603)、第三深沟球轴承(601)和膝关节俯仰支撑座(607)，所述膝关节俯仰电机(609)通过第三带轮传动系(608)与膝关节谐波减速器(606)的波发生器传动连接，所述膝关节俯仰支撑座(607)与大腿(3)固定连接，所述第三带轮传动系(608)通过膝关节俯仰支撑座(607)固定在大腿(3)外侧，所述膝关节谐波减速器(606)的刚轮与大腿(3)内侧固定连接，所述膝关节谐波减速器(606)的柔轮与小腿(5)传动连接，所述第三深沟球轴承(601)安装在小腿(5)的轴孔内，所述膝关节连接轴(603)穿过小腿(5)的轴孔并与大腿(3)固定连接，所述套筒(602)与小腿(5)内侧固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种仿人机器人行走装置，其特征在于：所述踝部(6)包括踝架(702)和踝部侧板(83)，所述踝架(702)上设置有与踝部侧板(83)对应的凹槽，所述踝架(702)和踝部侧板(83)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种仿人机器人行走装置，其特征在于：所述踝关节机构(8)包括踝关节俯仰电机(605)、踝关节滚转电机(715)、第二十字连接件(701)、踝关节俯仰连接轴(85)、踝关节滚转连接轴(82)、第四谐波减速器(705)、第五谐波减速器(87)、第四带轮传动系(703)、第五带轮传动系(714)、第四深沟球轴承(81)、第五深沟球轴承(86)、踝关节俯仰支撑座(713)和踝关节滚转支撑座(704)，所述踝关节俯仰电机(605)通过第五带轮传动系(714)与第五谐波减速器(87)的波发生器传动连接，所述踝关节俯仰支撑座(713)与小腿(5)固定连接，所述第五带轮传动系(714)与小腿(5)固定连接，所述第五谐波减速器(87)的柔轮与第二十字连接件(701)端面传动连接，所述踝关节滚转电机(715)通过第四带轮传动系(703)与第四谐波减速器(705)的波发生器传动连接，所述踝关节滚转支撑座(704)与踝部(6)固定连接，所述第四带轮传动系(703)与踝部(6)固定连接，所述第四谐波减速器(705)的刚轮与踝部(6)内侧固定连接，所述第四谐波减速器(705)的柔轮与第二十字连接件(701)端面传动连接，所述第四深沟球轴承(81)和第五深沟球轴承(86)分别安装在第二十字连接件(701)端部轴孔，所述踝关节俯仰连接轴(85)安装在第五深沟球轴承(86)内圈，所述踝关节滚转连接轴(82)安装在第四深沟球轴承(81)内圈，所述踝关节俯仰连接轴(85)与小腿(5)固定连接，所述踝关节滚转连接轴(82)与踝部(6)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种仿人机器人行走装置，其特征在于：所述足部(7)包括脚底板(708)、脚趾(710)、连接销(711)、橡胶阻尼器(707)和足部支架(706)，所述脚趾(710)与脚底板(708)铰接，所述脚底板(708)焊接4个圆柱体(709)，所述橡胶阻尼器(707)与圆柱体(709)间隙配合，所述足部支架(706)具有4个与圆柱体(709)相对应的带孔凸耳(84)，所述带孔凸耳(84)与圆柱体(709)间隙配合，所述足部支架(706)沿圆柱体(709)垂直移动，所述足部支架(706)与踝部(6)固定连接，所述足部支架(706)与脚底板(708)固定连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811517080.2A CN109455246B (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 一种仿人机器人行走装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811517080.2A CN109455246B (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 一种仿人机器人行走装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109455246A CN109455246A (zh) | 2019-03-12 |
| CN109455246B true CN109455246B (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=65612996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811517080.2A Active CN109455246B (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 一种仿人机器人行走装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109455246B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110368152A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 南方科技大学 | 助力式膝关节假肢 |
| CN110801238B (zh) * | 2019-11-20 | 2022-07-01 | 上海交通大学 | 一种下肢多关节等速训练测试装置 |
| CN111230923A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-05 | 河海大学常州校区 | 一种服务机器人躯干及其服务机器人 |
| CN112339880B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-06-21 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 髋部结构及仿人机器人 |
| CN112208669A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-12 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 腿部结构及仿人机器人 |
| CN112388617B (zh) * | 2020-12-02 | 2021-10-12 | 浙江理工大学 | 下肢外骨骼机器人 |
| CN113147948B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-04-26 | 太原科技大学 | 一种步履式极地科考机器人的足部机构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05146978A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-15 | Honda Motor Co Ltd | 脚式移動ロボツトの制御装置 |
| JP2007275482A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Suncall Engineering Kk | 膝関節補助装置 |
| CN101121424A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-02-13 | 哈尔滨工程大学 | 多自由度的双足机器人下肢机构 |
| CN101229826A (zh) * | 2008-02-28 | 2008-07-30 | 清华大学 | 一种双足机器人的下肢机构 |
| CN101580083A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-11-18 | 浙江大学 | 一种仿人机器人的膝关节机构 |
| CN209454891U (zh) * | 2018-12-12 | 2019-10-01 | 常州机电职业技术学院 | 一种仿人机器人行走装置 |
-
2018
- 2018-12-12 CN CN201811517080.2A patent/CN109455246B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05146978A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-15 | Honda Motor Co Ltd | 脚式移動ロボツトの制御装置 |
| JP2007275482A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Suncall Engineering Kk | 膝関節補助装置 |
| CN101121424A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-02-13 | 哈尔滨工程大学 | 多自由度的双足机器人下肢机构 |
| CN101229826A (zh) * | 2008-02-28 | 2008-07-30 | 清华大学 | 一种双足机器人的下肢机构 |
| CN101580083A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-11-18 | 浙江大学 | 一种仿人机器人的膝关节机构 |
| CN209454891U (zh) * | 2018-12-12 | 2019-10-01 | 常州机电职业技术学院 | 一种仿人机器人行走装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109455246A (zh) | 2019-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109455246B (zh) | 一种仿人机器人行走装置 | |
| CN209454891U (zh) | 一种仿人机器人行走装置 | |
| CN107140052B (zh) | 一种具有悬挂系统的轮腿式六足机器人 | |
| CN203020441U (zh) | 一种类人机器人脚 | |
| CN205311732U (zh) | 一种视觉追踪的四足机器人 | |
| CN205327218U (zh) | 一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人 | |
| CN102556199B (zh) | 一种仿人机器人多自由度柔性脚板 | |
| CN104071250A (zh) | 一种模块化的十自由度双足步行机器人 | |
| CN102795275B (zh) | 仿生机械恐龙 | |
| CN103707951A (zh) | 基于人工肌肉驱动的双腿机器人腿部机构 | |
| CN103802907A (zh) | 类人机器人脚 | |
| CN103738428A (zh) | 仿人型双足机器人足部结构 | |
| CN107985439B (zh) | 一种仿人机器人腿部机构 | |
| CN206520675U (zh) | 仿人双足行走机构 | |
| CN103126851A (zh) | 步态训练机械腿 | |
| CN103816029B (zh) | 六自由度腿部康复训练机器人 | |
| CN109987168B (zh) | 一种基于同步带传动的三自由度机器人腿部系统 | |
| CN112937717A (zh) | 一种仿生机械腿及仿生机器人 | |
| CN112896361A (zh) | 一种具有重载缓振平稳功能的仿生双足行走机器人 | |
| CN211592758U (zh) | 冗余混联电液混合驱动拟人机械腿 | |
| CN114148429B (zh) | 一种可辅助行走可穿戴的并联结构双足机器人 | |
| CN203996535U (zh) | 一种具有储能效应的仿生四足机器人 | |
| CN111017064A (zh) | 一种电机驱动的双足下肢行走结构及其工作方法 | |
| CN203724422U (zh) | 六自由度腿部康复训练机器人 | |
| CN219524071U (zh) | 一种轻量化易重构全肘式四足机器人结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |